本發(fā)明涉及機(jī)械密封，具體為可變比壓的機(jī)械密封。

背景技術(shù)：

1、機(jī)械密封又稱(chēng)端面密封，是一種防止工作流體沿旋轉(zhuǎn)軸泄漏的裝置，由至少一對(duì)垂直于軸線在補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)的端面構(gòu)成，構(gòu)成機(jī)械密封的基本元件有：端面密封副、彈性元件、輔助密封、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，是目前密封領(lǐng)域必不可少的一部分。

2、中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公告號(hào)：cn109185221a，公開(kāi)了：變平衡直徑、彈簧全防護(hù)型雙端面機(jī)械密封，該變平衡直徑、彈簧全防護(hù)型雙端面機(jī)械密封，設(shè)置了平衡套，同時(shí)用一套補(bǔ)償彈簧對(duì)介質(zhì)側(cè)機(jī)械密封和大氣側(cè)機(jī)械密封進(jìn)行補(bǔ)償。隨著壓力條件的變化，平衡套可以轉(zhuǎn)換介質(zhì)側(cè)機(jī)械密封的平衡直徑位置，始終保持介質(zhì)側(cè)機(jī)械密封端面具有合理的平衡系數(shù)，但該變平衡直徑、彈簧全防護(hù)型雙端面機(jī)械密封，未對(duì)機(jī)械密封的滑移直徑進(jìn)行固定，容易使得大氣側(cè)密封受力與壓力影響較大，且該變平衡直徑、彈簧全防護(hù)型雙端面機(jī)械密封，未設(shè)置平衡轉(zhuǎn)換凸臺(tái)，不便于之間轉(zhuǎn)換，不便于密封環(huán)面適應(yīng)多種工況，在各種工況中自由切換。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了可變比壓的機(jī)械密封，它能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)機(jī)械密封的滑移直徑進(jìn)行固定，容易使得大氣側(cè)密封受力與壓力影響較大，未設(shè)置平衡轉(zhuǎn)換凸臺(tái)，不便于之間轉(zhuǎn)換，不便于密封環(huán)面適應(yīng)多種工況，在各種工況中自由切換等問(wèn)題。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：可變比壓的機(jī)械密封，包括轉(zhuǎn)軸、主靜環(huán)和介質(zhì)側(cè)，所述轉(zhuǎn)軸外側(cè)固定安裝有軸套，所述主靜環(huán)一側(cè)設(shè)置有主動(dòng)環(huán)，所述軸套一側(cè)設(shè)置有彈簧座，所述彈簧座內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺釘，所述彈簧座內(nèi)側(cè)設(shè)置有彈簧一，所述彈簧一貫穿彈簧座與副動(dòng)環(huán)為固定安裝，所述彈簧一遠(yuǎn)離副動(dòng)環(huán)的另一端與主動(dòng)環(huán)相抵，所述軸套的外側(cè)固定安裝有o型圈四，所述軸套外側(cè)設(shè)置有副動(dòng)環(huán)，所述副動(dòng)環(huán)一側(cè)固定安裝有副靜環(huán)，所述軸套一側(cè)固定安裝有法蘭，所述法蘭一側(cè)固定安裝有定位卡子，所述法蘭內(nèi)側(cè)設(shè)置有絲堵，所述法蘭外側(cè)設(shè)置有密封圈一，所述法蘭一側(cè)固定安裝有固定栓二，所述軸套外側(cè)開(kāi)設(shè)有出口，所述軸套外側(cè)開(kāi)設(shè)有進(jìn)口，所述軸套外側(cè)開(kāi)設(shè)有放凈口，所述軸套靠近螺釘?shù)囊欢碎_(kāi)設(shè)有卡槽，所述彈簧座通過(guò)螺釘與軸套相抵。

3、優(yōu)選的，所述軸套固定安裝有主靜環(huán)，所述主靜環(huán)一側(cè)固定安裝有o型圈二，所述o型圈二位于主靜環(huán)和法蘭之間。

4、通過(guò)上述技術(shù)方案，通過(guò)o型圈二的設(shè)置可以有效地填補(bǔ)主靜環(huán)與法蘭之間的微小間隙，防止流體在兩者的連接處泄漏，從而提高整個(gè)裝置的密封性，并且o型圈二起到了緩沖和支撐的作用，減少主靜環(huán)與法蘭在工作過(guò)程中因振動(dòng)或壓力變化而產(chǎn)生的相對(duì)位移。

5、優(yōu)選的，所述主靜環(huán)一側(cè)卡接安裝有卡圈，所述o型圈一設(shè)置有相同兩個(gè)，兩個(gè)所述o型圈一關(guān)于主靜環(huán)呈等距分布。

6、通過(guò)上述技術(shù)方案，通過(guò)兩個(gè)o型圈一的設(shè)計(jì)，可進(jìn)一步提高密封效果，并且兩個(gè)o型圈一共同作用，能夠更全面地阻擋流體的泄漏路徑，增強(qiáng)密封的可靠性。

7、優(yōu)選的，所述出口、進(jìn)口和放凈口相通，所述出口、進(jìn)口和放凈口與冷卻水側(cè)相通。

8、通過(guò)上述技術(shù)方案，通過(guò)出口、進(jìn)口和放凈口相通，使得冷卻水流能夠更加順暢地在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，相通的設(shè)計(jì)減少了水流的阻力，提高了冷卻水的流動(dòng)效率，從而增強(qiáng)了冷卻效果，并且有助于實(shí)現(xiàn)均勻的冷卻。冷卻水能夠更加均勻地分布在需要冷卻的區(qū)域，避免了局部過(guò)熱或過(guò)冷的情況。

9、優(yōu)選的，所述主動(dòng)環(huán)一側(cè)設(shè)置有o型圈三，所述主靜環(huán)設(shè)置有主推環(huán)，所述主推環(huán)一側(cè)固定安裝有平衡轉(zhuǎn)換凸臺(tái)，所述o型圈三與軸套為滑動(dòng)連接。

10、通過(guò)上述技術(shù)方案，o型圈三的設(shè)置有助于在主動(dòng)環(huán)與其他部件之間形成良好的密封，防止流體泄漏，并且配合上o型圈三與軸套的滑移直徑是不變的，大氣側(cè)機(jī)械密封是平衡型，大氣側(cè)密封受力與壓力影響較小，始終處于閉合狀態(tài)。

11、優(yōu)選的，所述軸套一側(cè)固定安裝o型圈一，所述o型圈一位于軸套和轉(zhuǎn)軸之間。

12、通過(guò)上述技術(shù)方案，通過(guò)o型圈一的設(shè)計(jì)，能有效地增強(qiáng)軸套和轉(zhuǎn)軸之間的密封性，避免軸套和轉(zhuǎn)軸之間發(fā)生泄漏，影響正常使用。

13、優(yōu)選的，所述定位卡子外側(cè)設(shè)置有螺栓一，所述定位卡子外側(cè)固定安裝有螺栓二，所述螺栓一和螺栓二貫穿法蘭并延伸至定位卡子的內(nèi)部。

14、通過(guò)上述技術(shù)方案，通過(guò)螺栓一和螺栓二貫穿法蘭并延伸至定位卡子的內(nèi)部，能夠?yàn)槎ㄎ豢ㄗ优c法蘭的連接提供更牢固的固定，確保在設(shè)備運(yùn)行或受到外力作用時(shí)，定位卡子不會(huì)輕易松動(dòng)或脫落，從而維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

15、優(yōu)選地，所述螺栓一和螺栓二設(shè)置有相同多個(gè)，多個(gè)所述螺栓一和螺栓二關(guān)于轉(zhuǎn)軸中心線呈環(huán)形分布。

16、通過(guò)上述技術(shù)方案，通過(guò)多個(gè)螺栓一和螺栓二的設(shè)計(jì)，能有效地提高法蘭和定位卡子之間的穩(wěn)定性，并且容易發(fā)生掉落。

17、優(yōu)選的，所述固定栓二貫穿法蘭并延伸至其外側(cè)，所述副靜環(huán)外側(cè)固定安裝有o型圈五。

18、通過(guò)上述技術(shù)方案，副靜環(huán)外側(cè)固定安裝的o型圈五能夠起到良好的密封作用，o型圈五具有彈性，可以填充副靜環(huán)與其他部件之間的微小間隙，防止流體或氣體泄漏，從而保證系統(tǒng)的密封性能，這樣可以避免介質(zhì)的滲漏。

19、優(yōu)選的，密封環(huán)面面積：指較窄的密封端面外徑與內(nèi)徑之間的環(huán)形區(qū)域的面積，即與另一個(gè)密封端面的有效接觸面積.

20、=

21、彈簧比壓：指彈簧處于工作高度時(shí)，自身產(chǎn)生的彈性力。所施加到密封環(huán)帶單位面積上的力。

22、=

23、式中:彈簧處于工作高度時(shí)的彈性力。

24、密封流體壓力有效作用面積指密封流體壓力作用在補(bǔ)償環(huán)上，使之對(duì)非補(bǔ)償環(huán)趨于閉合的有效作用面積。

25、=

26、=

27、式中:滑移直徑，指密封流體壓力在補(bǔ)償環(huán)輔助密封圈處的軸（或軸套）直徑。

28、密封流體壓力作用比壓指密封流體壓力施加到密封環(huán)帶單位面積上的力。

29、=式中:密封流體壓力，指機(jī)械密封內(nèi)外側(cè)流體的壓力差

30、=-式中機(jī)械密封高壓側(cè)的流體壓力機(jī)械密封低壓側(cè)的流體壓力

31、載荷系數(shù)指密封流體壓力作用在補(bǔ)償環(huán)上，使之對(duì)于非補(bǔ)償環(huán)趨于閉合的有效作用面積與密封環(huán)帶面積之比。

32、=

33、當(dāng)≥1時(shí)，即≥，密封流體壓力作用面積大于或等于密封環(huán)帶面積（承載面積），稱(chēng)為非平衡型機(jī)械密封。

34、當(dāng)＜1時(shí)，即＜，密封流體壓力作用面積小于密封環(huán)帶面積（承載面積），稱(chēng)為平衡型機(jī)械密封。

35、平均流體膜壓力指密封端面間流體膜的平均壓力。

36、=

37、式中：在半徑為r處密封端面上的流體膜壓力

38、反壓系數(shù)指密封端面間流體膜平均壓力與密封流體壓力之比；

39、=

40、對(duì)于水，=0.5，即=0.5；

41、閉合力指由密封流體壓力和彈簧彈力。等引起的作用于補(bǔ)償環(huán)上使之對(duì)于非補(bǔ)償環(huán)趨于閉合的力。

42、=+

43、開(kāi)啟力指作用于補(bǔ)償環(huán)上使之對(duì)于非補(bǔ)償環(huán)趨于開(kāi)啟的力。

44、=

45、斷面比壓指作用在密封環(huán)帶上單位面積上凈閉合力。

46、==+

47、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了可變比壓的機(jī)械密封，具備以下有益效果：

48、1、通過(guò)計(jì)算密封環(huán)面的參數(shù)和在機(jī)封軸套上設(shè)置平衡轉(zhuǎn)換凸臺(tái)，使主端密封能在狀態(tài)1和狀態(tài)2之間轉(zhuǎn)換，讓密封環(huán)面適應(yīng)多種工況，在各種工況中自由切換，使密封環(huán)面始終處于閉合狀態(tài)；

49、2、該可變比壓的機(jī)械密封，大氣側(cè)的機(jī)械密封只承受冷卻水壓力，承受壓差方向不發(fā)生改變，因此，滑移直徑是不變的，大氣側(cè)機(jī)械密封是平衡型，大氣側(cè)密封受力與壓力影響較小，始終處于閉合狀態(tài)；

50、3、該可變比壓的機(jī)械密封，解決了雙端面機(jī)械密封因冷卻水系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定，易引起介質(zhì)側(cè)機(jī)械密封端面打開(kāi)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)雙端面機(jī)械密封變換滑移直徑的目的，確保串聯(lián)雙端面機(jī)械密封有更寬泛適用范圍，能在復(fù)雜工況條件下長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。