可变比压的机械密封的制作方法

本发明涉及机械密封，具体为可变比压的机械密封。

背景技术：

1、机械密封，亦称端面密封，是一种用于防止工作流体沿旋转轴泄漏的装置，它由至少一对垂直于轴线，在补偿机构弹力的作用以及辅助密封的协同下保持贴合，并相对滑动的端面所构成，构成机械密封的基本元件包括：端面密封副、弹性元件、辅助密封以及传动机构，是当下密封领域不可或缺的组成部分。

2、中国发明专利公告号：cn 109185221 a，公开了：变平衡直径、弹簧全防护型双端面机械密封，该机械密封设置了平衡套，并且用一套补偿弹簧对介质侧机械密封和大气侧机械密封进行补偿，随着压力条件的变化，平衡套能够转换介质侧机械密封的平衡直径位置，始终让介质侧机械密封端面保持合理的平衡系数，然而，该变平衡直径、弹簧全防护型双端面机械密封，没有对机械密封的滑移直径予以固定，容易致使大气侧密封受力受压力的影响较大，并且，该机械密封未设置平衡转换凸台，不利于直接转换，也不便于密封环面适应多种工况，无法在各种工况中自如切换。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供了可变比压的机械密封，它能够有效解决现有技术中对机械密封的滑移直径进行固定，容易使得大气侧密封受力与压力影响较大，未设置平衡转换凸台，不便于之间转换，不便于密封环面适应多种工况，在各种工况中自由切换等问题。

2、本发明所采用的技术方案是：可变比压的机械密封，包括转轴和主静环，所述转轴外侧固定安装有轴套，所述主静环一侧设置有主动环，所述轴套一侧固定安装有弹簧座，所述弹簧座内侧设置有螺钉，所述弹簧座一侧固定安装有弹簧一，所述轴套的外侧固定安装有o型圈四，所述轴套外侧设置有副动环，所述副动环一侧固定安装有副静环，所述轴套一侧固定安装有法兰，所述法兰一侧固定安装有定位卡子，所述法兰一内侧设置有丝堵，所述法兰一外侧设置有密封圈一，所述法兰一一侧固定安装有固定栓二，所述轴套一外侧开设有出口，所述轴套一外侧开设有进口，所述轴套一外侧开设有放净口。

3、优选的，所述轴套固定安装有主静环，所述主静环一侧固定安装有o型圈二，所述o型圈二位于主静环和法兰之间。

4、通过上述技术方案，通过o型圈二的设置可以有效地填补主静环与法兰之间的微小间隙，防止流体在两者的连接处泄漏，从而提高整个装置的密封性，并且o型圈二起到了缓冲和支撑的作用，减少主静环与法兰在工作过程中因振动或压力变化而产生的相对位移。

5、优选的，所述主静环一侧卡接安装有卡圈，所述o型圈一设置有相同两个，两个所述o型圈一关于主静环呈等距分布。

6、通过上述技术方案，通过两个o型圈一的设计，可进一步提高密封效果，并且两个o型圈一共同作用，能够更全面地阻挡流体的泄漏路径，增强密封的可靠性。

7、优选的，所述出口、进口和放净口相通，所述出口、进口和放净口与冷却水侧相通。

8、通过上述技术方案，通过出口、进口和放净口相通，使得冷却水流能够更加顺畅地在系统内循环，相通的设计减少了水流的阻力，提高了冷却水的流动效率，从而增强了冷却效果，并且有助于实现均匀的冷却。冷却水能够更加均匀地分布在需要冷却的区域，避免了局部过热或过冷的情况。

9、优选的，所述主动环一侧设置有o型圈三，所述主静环设置有主推环，所述主推环一侧固定安装有平衡转换凸台，所述o型圈三与轴套为滑动连接，所述主动环一侧固定安装有弹簧二。

10、通过上述技术方案，o型圈三的设置有助于在主动环与其他部件之间形成良好的密封，防止流体泄漏，并且配合上o型圈三与轴套的滑移直径是不变的，大气侧机械密封是平衡型，大气侧密封受力与压力影响较小，始终处于闭合状态。

11、优选的，所述轴套一侧固定安装o型圈一，所述o型圈一位于轴套和转轴之间。

12、通过上述技术方案，通过o型圈一的设计，能有效地增强轴套和转轴之间的密封性，避免轴套和转轴之间发生泄漏，影响正常使用。

13、优选的，所述定位卡子外侧设置有螺栓一，所述定位卡子外侧固定安装有螺栓二，所述螺栓一和螺栓二贯穿法兰一并延伸至定位卡子的内部。

14、通过上述技术方案，通过螺栓一和螺栓二贯穿法兰一并延伸至定位卡子的内部，能够为定位卡子与法兰一的连接提供更牢固的固定，确保在设备运行或受到外力作用时，定位卡子不会轻易松动或脱落，从而维持系统的稳定性。

15、优选地，所述螺栓一和螺栓二设置有相同多个，多个所述螺栓一和螺栓二关于转轴中心线呈环形分布。

16、通过上述技术方案，通过多个螺栓一和螺栓二的设计，能有效地提高法兰一和定位卡子之间的稳定性，并且其容易发生掉落。

17、优选的，所述固定栓二贯穿法兰一并延伸至其外侧，所述副静环外侧固定安装有o型圈五。

18、通过上述技术方案，副静环外侧固定安装的o型圈五能够起到良好的密封作用，o型圈五具有弹性，可以填充副静环与其他部件之间的微小间隙，防止流体或气体泄漏，从而保证系统的密封性能，这样可以避免介质的渗漏。

19、优选的，密封环面面积：a指较窄的密封端面外径d2与内径d1之间的环形区域的面积，即与另一个密封端面的有效接触面积.

20、

21、弹簧比压：ps指弹簧处于工作高度时，自身产生的弹性力fs。所施加到密封环带单位面积上的力。

22、

23、式中fs:弹簧处于工作高度时的弹性力。

24、密封流体压力有效作用面积ae指密封流体压力作用在补偿环上，使之对非补偿环趋于闭合的有效作用面积。

25、

26、式中db:滑移直径，指密封流体压力在补偿环辅助密封圈处的轴(或轴套)直径。

27、密封流体压力作用比压pe指密封流体压力施加到密封环带单位面积上的力。

28、式中p:密封流体压力，指机械密封内外侧流体的压力差

29、p＝p1-p2式中p1机械密封高压侧的流体压力p2机械密封低压侧的流体压力

30、载荷系数k指密封流体压力作用在补偿环上，使之对于非补偿环趋于闭合的有效作用面积与密封环带面积a之比。

31、

32、当k≥1时，即ae≥a，密封流体压力作用面积大于或等于密封环带面积(承载面积)，称为非平衡型机械密封。

33、当k＜1时，即ae＜a，密封流体压力作用面积小于密封环带面积(承载面积)，称为平衡型机械密封。

34、平均流体膜压力pm指密封端面间流体膜的平均压力。

35、

36、式中pr：在半径为r处密封端面上的流体膜压力

37、反压系数λ指密封端面间流体膜平均压力pm与密封流体压力p之比；

38、

39、对于水，pm＝0.5p，即λ＝0.5；

40、闭合力fc指由密封流体压力p和弹簧弹力fs。等引起的作用于补偿环上使之对于非补偿环趋于闭合的力。

41、fc＝pea+psa

42、开启力fo指作用于补偿环上使之对于非补偿环趋于开启的力。

43、fo＝λpa

44、断面比压pc指作用在密封环带上单位面积上净闭合力。

45、

46、与现有技术相比，本发明提供了可变比压的机械密封，具备以下有益效果：

47、1、通过计算密封环面的参数和在机封轴套上设置平衡转换凸台，使主端密封能在状态1和状态2之间转换，让密封环面适应多种工况，在各种工况中自由切换，使密封环面始终处于闭合状态；

48、2、该可变比压的机械密封，大气侧的机械密封只承受冷却水压力，承受压差方向不发生改变，因此，滑移直径是不变的，大气侧机械密封是平衡型，大气侧密封受力与压力影响较小，始终处于闭合状态；

49、3、该可变比压的机械密封，解决了双端面机械密封因冷却水系统压力不稳定，易引起介质侧机械密封端面打开的问题，实现了串联双端面机械密封变换滑移直径的目的，确保串联双端面机械密封有更宽泛适用范围，能在复杂工况条件下长周期稳定运行。