一種碳纖維增強(qiáng)軸套動環(huán)一體化機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種碳纖維增強(qiáng)軸套動環(huán)一體化機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，包括：碳纖維動環(huán)軸套、定環(huán)、波紋管套和定環(huán)固定墊片；碳纖維動環(huán)軸套外壁加工有徑向凸起的凸起圓環(huán)；定環(huán)套置于碳纖維動環(huán)軸套上，且軸向緊靠于凸起圓環(huán)一側(cè)端面；波紋管套套至于碳纖維動環(huán)軸套上，且位于定環(huán)固定墊片與碳纖維定環(huán)之間；波紋管套一端與定環(huán)固定，另一端與定環(huán)固定墊片固定；本實用新型通過碳纖維動環(huán)軸套代替?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)中軸套、傳動座、彈簧、推環(huán)、O形圈、動環(huán)等一系列零件；波紋管套提供定環(huán)與動環(huán)軸套的凸起圓環(huán)預(yù)緊壓力，保證凸起圓環(huán)與定環(huán)能夠相對轉(zhuǎn)動且保證密封性；本結(jié)構(gòu)既減少了密封泄漏點，也大大簡化了密封結(jié)構(gòu)，從而使加工、運(yùn)行、維護(hù)成本大幅降低。
【專利說明】一種碳纖維增強(qiáng)軸套動環(huán)一體化機(jī)械密封結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及流體輸送設(shè)備密封件，特別涉及一種碳纖維增強(qiáng)軸套動環(huán)一體化機(jī)械密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有機(jī)械密封特征:由軸套、傳動座、彈簧、推環(huán)、固定螺釘、動環(huán)、靜環(huán)、動靜環(huán)O形圈及密封壓蓋組成。傳動座由螺釘固定在軸套上，帶動彈簧、推環(huán)、動環(huán)一起旋轉(zhuǎn)，靜環(huán)固定在壓蓋上與動環(huán)形成動配合。作為應(yīng)用多年的機(jī)械密封，這種結(jié)構(gòu)已成標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，萬變不離其中，變的是各組成零件的材質(zhì)及尺寸。
[0003]常規(guī)密封動環(huán)所在的轉(zhuǎn)動部分，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致加工成本高；安裝、檢修復(fù)雜；零件多故障率增多；0形圈易變形泄漏等等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型針對上述技術(shù)問題，提出一種碳纖維增強(qiáng)軸套動環(huán)一體化機(jī)械密封結(jié)構(gòu)。
[0005]為達(dá)到以上目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種碳纖維增強(qiáng)軸套動環(huán)一體化機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，包括:套至于轉(zhuǎn)軸上且與轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動的碳纖維動環(huán)軸套、定環(huán)、波紋管套和定環(huán)固定墊片；
[0007]碳纖維動環(huán)軸套外壁加工有徑向凸起的凸起圓環(huán)；定環(huán)套置于碳纖維動環(huán)軸套上，且軸向緊靠于凸起圓環(huán)一側(cè)端面；
[0008]定環(huán)固定墊片套置于碳纖維動環(huán)軸套位于定環(huán)裝配端；
[0009]波紋管套套至于碳纖維動環(huán)軸套上，且位于定環(huán)固定墊片與定環(huán)之間；
[0010]波紋管套一端與定環(huán)固定,另一端與定環(huán)固定墊片固定；
[0011]采用上述技術(shù)方案的本實用新型，碳纖維動環(huán)軸套裝配于轉(zhuǎn)軸上，且在碳纖維動環(huán)軸套加工有凸起圓環(huán)進(jìn)而代替?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)中軸套、傳動座、彈簧、推環(huán)、O形圈、動環(huán)等一系列的零件；波紋管套提供定環(huán)與碳纖維動環(huán)軸套的凸起圓環(huán)預(yù)緊壓力；凸起圓環(huán)與定環(huán)接觸表面均為光滑表面，進(jìn)而保證凸起圓環(huán)與定環(huán)能夠相對轉(zhuǎn)動且保證軸向密封性；
[0012]本實用新型通過碳纖維動環(huán)軸套代替?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)中軸套、傳動座、彈簧、推環(huán)、O形圈、動環(huán)等一系列零件；波紋管套提供定環(huán)與動環(huán)軸套的凸起圓環(huán)預(yù)緊壓力，保證凸起圓環(huán)與定環(huán)能夠相對轉(zhuǎn)動且保證密封性；本結(jié)構(gòu)既減少了密封泄漏點，也大大簡化了密封結(jié)構(gòu)，從而使加工、運(yùn)行、維護(hù)成本大幅降低。
[0013]具體優(yōu)勢體現(xiàn)在:
[0014]1、新結(jié)構(gòu)由于是一次成型，其成本主要集中在模具和原材料上。本設(shè)計由于結(jié)構(gòu)簡單，模具并不復(fù)雜，其成本遠(yuǎn)低于常規(guī)模具。動環(huán)軸套和定環(huán)在動設(shè)備上受力并不大，主要承受的是腐蝕和磨蝕，這樣就不需采用高模量的碳纖維，而選用浙青基的短切纖維則價格會大幅降低，根據(jù)廠家不同，每公斤短切碳纖維的價格在150?200元，作為基體的環(huán)氧樹脂每公斤40?60元，固化劑每公斤40?60元,環(huán)氧樹脂與固化劑的配比是3:1或4:1 (重量比)，碳纖維與基體材料的配比是6:4(重量比)，一個中等大小碳纖維增強(qiáng)軸套的重量在200?300克，這樣每公斤碳纖維大約能做五個中等大小的軸套，每個軸套的材料成本在50?60元(固化劑和環(huán)氧樹脂都會有剩余)，而且不需要再加工，一個中等大小金屬軸套，加上動環(huán)、傳動座、彈簧、推環(huán)等等的價格，普通304材質(zhì)的成本在500?1500元，相比而言，新結(jié)構(gòu)的或可忽略不計。當(dāng)然，作為新結(jié)構(gòu)的模具費(fèi)用也是要考慮的，一套金屬模具的壽命在50?100萬次，按5萬元一套模具10萬件的加工量算，每個軸套動環(huán)只合五角錢。
[0015]2、常規(guī)密封的軸套、傳動座、彈簧、動靜環(huán)材質(zhì)，因輸送介質(zhì)的不同而需要選用不同的材質(zhì)，304、316、904、哈氏合金等等，其成本也逐漸增高，而一些特種材料由于價格高、用量少等原因常常沒有庫存，這樣往往會影響交貨期；一些常用材料也因為多種多樣而導(dǎo)致庫存種類增多，使資金積壓。本設(shè)計使用的碳纖維增強(qiáng)材料，由碳原子本身穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)決定了它的性質(zhì)，既能耐多種介質(zhì)的腐蝕，又耐磨蝕，國外研究資料表明:碳纖維結(jié)構(gòu)在與金屬的磨擦中幾乎不磨損。這樣就使這種結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)用在大多數(shù)場合下，從而使種類庫存大為減少，也就間接降低了成本。
[0016]3、集裝式機(jī)械密封由于安裝、維修方便，越來越受到廣大用戶的歡迎。集裝式密封是由密封廠家把軸套、機(jī)械密封、密封壓蓋組裝在一起，安裝時把組裝好級的密封整體推入即可，無需固定動環(huán)調(diào)整間隙總統(tǒng)等步驟，因此有著廣闊的前景。本結(jié)構(gòu)設(shè)計尤其適合集裝密封，當(dāng)軸套與壓蓋聯(lián)合使用時，結(jié)構(gòu)可以設(shè)計得更緊湊、更簡單，從而使成本更為降低，粗略估算一套新結(jié)構(gòu)的集裝密封價格只有常規(guī)集裝密封的30?40%。
[0017]另，隨著社會的發(fā)展，各種不可再生資源逐漸枯竭，各種希有金屬的價格只會逐年增長最終至用無可用。而隨著技術(shù)的進(jìn)步，碳纖維這種高能材料也會隨著基體材料的進(jìn)步而適應(yīng)越來越多的場合，作為應(yīng)用廣泛的機(jī)械密封，在新結(jié)構(gòu)大幅降低成本的條件下，將會得到更大的發(fā)展，帶來更多的效益。
[0018]上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]本實用新型共2幅附圖，其中:
[0020]圖1為本實用新型的單封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實用新型的雙封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1、碳纖維動環(huán)軸套，1.1、凸起圓環(huán)，2、定環(huán)，3、波紋管套，4、定環(huán)固定墊片。

【具體實施方式】
[0023]如圖1和圖2所示的一種碳纖維增強(qiáng)軸套動環(huán)一體化機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，包括:套至于轉(zhuǎn)軸上且與轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動的碳纖維動環(huán)軸套1、定環(huán)2、波紋管套3和定環(huán)固定墊片4 ；
[0024]碳纖維動環(huán)軸套I外壁加工有徑向凸起的凸起圓環(huán)1.1 ;定環(huán)2套置于碳纖維動環(huán)軸套I上，且軸向緊靠于凸起圓環(huán)1.1 一側(cè)端面；
[0025]定環(huán)固定墊片4套置于碳纖維動環(huán)軸套I位于定環(huán)2裝配端；
[0026]波紋管套3套至于碳纖維動環(huán)軸套I上，且位于定環(huán)固定墊片4與定環(huán)2之間；
[0027]波紋管套3 —端與定環(huán)2固定,另一端與定環(huán)固定墊片4固定；當(dāng)波紋管套3與定環(huán)固定墊片4同為金屬時，可直接采用焊接固定，這樣波紋管套3與定環(huán)固定墊片間不需要墊片；定環(huán)2與波紋管套3之間是鑲裝；
[0028]采用上述技術(shù)方案的本實用新型，碳纖維動環(huán)軸套裝配于轉(zhuǎn)軸上，且在碳纖維動環(huán)軸套加工有凸起圓環(huán)進(jìn)而代替?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)中軸套、傳動座、彈簧、推環(huán)、O形圈、動環(huán)等一系列的零件；波紋管套提供定環(huán)與碳纖維動環(huán)軸套的凸起圓環(huán)預(yù)緊壓力；凸起圓環(huán)與定環(huán)接觸表面均為光滑表面，進(jìn)而保證凸起圓環(huán)與碳纖維定環(huán)能夠相對轉(zhuǎn)動且保證軸向密封性；
[0029]本實用新型通過碳纖維動環(huán)軸套代替?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)中軸套、傳動座、彈簧、推環(huán)、O形圈、動環(huán)等一系列零件；波紋管套提供定環(huán)與動環(huán)軸套的凸起圓環(huán)預(yù)緊壓力，保證凸起圓環(huán)與定環(huán)能夠相對轉(zhuǎn)動且保證密封性；本結(jié)構(gòu)既減少了密封泄漏點，也大大簡化了密封結(jié)構(gòu)，從而使加工、運(yùn)行、維護(hù)成本大幅降低。
[0030]具體優(yōu)勢體現(xiàn)在:
[0031]1、新結(jié)構(gòu)由于是一次成型，其成本主要集中在模具和原材料上。本設(shè)計由于結(jié)構(gòu)簡單，模具并不復(fù)雜，其成本遠(yuǎn)低于常規(guī)模具。動環(huán)軸套和定環(huán)在動設(shè)備上受力并不大，主要承受的是腐蝕和磨蝕，這樣就不需采用高模量的碳纖維，而選用浙青基的短切纖維則價格會大幅降低，根據(jù)廠家不同，每公斤短切碳纖維的價格在150?200元，作為基體的環(huán)氧樹脂每公斤40?60元，固化劑每公斤40?60元,環(huán)氧樹脂與固化劑的配比是3:1或4:1 (重量比)，碳纖維與基體材料的配比是6:4(重量比)，一個中等大小碳纖維增強(qiáng)軸套的重量在200?300克，這樣每公斤碳纖維大約能做五個中等大小的軸套，每個軸套的材料成本在50?60元(固化劑和環(huán)氧樹脂都會有剩余)，而且不需要再加工，一個中等大小金屬軸套，加上動環(huán)、傳動座、彈簧、推環(huán)等等的價格，普通304材質(zhì)的成本在500?1500元，相比而言，新結(jié)構(gòu)的或可忽略不計。當(dāng)然，作為新結(jié)構(gòu)的模具費(fèi)用也是要考慮的，一套金屬模具的壽命在50?100萬次，按5萬元一套模具10萬件的加工量算，每個軸套動環(huán)只合五角錢。
[0032]2、常規(guī)密封的軸套、傳動座、彈簧、動靜環(huán)材質(zhì)，因輸送介質(zhì)的不同而需要選用不同的材質(zhì)，304、316、904、哈氏合金等等，其成本也逐漸增高，而一些特種材料由于價格高、用量少等原因常常沒有庫存，這樣往往會影響交貨期；一些常用材料也因為多種多樣而導(dǎo)致庫存種類增多，使資金積壓。本設(shè)計使用的碳纖維增強(qiáng)材料，由碳原子本身穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)決定了它的性質(zhì)，既能耐多種介質(zhì)的腐蝕，又耐磨蝕，國外研究資料表明:碳纖維結(jié)構(gòu)在與金屬的磨擦中幾乎不磨損。這樣就使這種結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)用在大多數(shù)場合下，從而使種類庫存大為減少，也就間接降低了成本。
[0033]3、集裝式機(jī)械密封由于安裝、維修方便，越來越受到廣大用戶的歡迎。集裝式密封是由密封廠家把軸套、機(jī)械密封、密封壓蓋組裝在一起，安裝時把組裝好級的密封整體推入即可，無需固定動環(huán)調(diào)整間隙總統(tǒng)等步驟，因此有著廣闊的前景。本結(jié)構(gòu)設(shè)計尤其適合集裝密封，當(dāng)軸套與壓蓋聯(lián)合使用時，結(jié)構(gòu)可以設(shè)計得更緊湊、更簡單，從而使成本更為降低，粗略估算一套新結(jié)構(gòu)的集裝密封價格只有常規(guī)集裝密封的30?40%。
[0034]另，隨著社會的發(fā)展，各種不可再生資源逐漸枯竭，各種希有金屬的價格只會逐年增長最終至用無可用。而隨著技術(shù)的進(jìn)步，碳纖維這種高能材料也會隨著基體材料的進(jìn)步而適應(yīng)越來越多的場合，作為應(yīng)用廣泛的機(jī)械密封，在新結(jié)構(gòu)大幅降低成本的條件下，將會得到更大的發(fā)展，帶來更多的效益。
[0035]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上訴揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種碳纖維增強(qiáng)軸套動環(huán)一體化機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括，套至于轉(zhuǎn)軸上且與轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動的碳纖維動環(huán)軸套(I)、定環(huán)(2)、波紋管套(3)和定環(huán)固定墊片(4)；所述碳纖維動環(huán)軸套(I)外壁加工有徑向凸起的凸起圓環(huán)(1.D ;所述定環(huán)(2)套置于碳纖維動環(huán)軸套(I)上，且軸向緊靠于凸起圓環(huán)(1.1) 一側(cè)端面； 所述定環(huán)固定墊片(4)套置于碳纖維動環(huán)軸套(I)位于定環(huán)(2)裝配端； 所述波紋管套(3)套至于碳纖維動環(huán)軸套(I)上，且位于定環(huán)固定墊片(4)與定環(huán)(2)之間； 所述波紋管套(3) —端與定環(huán)(2)固定，另一端與定環(huán)固定墊片(4)固定。
【文檔編號】F16J15/34GK204099601SQ201420522856
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】張寶軍 申請人:張寶軍