多級(jí)機(jī)械密封式掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧旋轉(zhuǎn)水密封裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧水密封裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種多級(jí)機(jī)械密封式掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧旋轉(zhuǎn)水密封裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井下粉塵超標(biāo)是主要危害之一，可引起爆炸等安全事故、也是塵肺病發(fā)病原因，而粉塵主要來源是采、掘工作面，其中掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)按相關(guān)規(guī)定，必須開內(nèi)噴霧，并將噴嘴布置在截割頭上截齒旁，當(dāng)截割煤巖時(shí)隨截割頭旋轉(zhuǎn)并噴出水霧實(shí)現(xiàn)降塵、冷卻、滅火花功能。
[0003]然而，目前內(nèi)噴霧在掘進(jìn)工作中作為降塵最為有效手段往往不能使用，究其原因主要是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)水密封裝置壽命較短并且壽命無(wú)法預(yù)期，有的能使用一兩個(gè)月而有的只能使用幾天，更換新的旋轉(zhuǎn)水密封裝置費(fèi)時(shí)費(fèi)力；另外噴嘴經(jīng)常堵塞，特別是一些巖泥進(jìn)入噴嘴后有水泥效應(yīng)，堵塞噴嘴，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如果壓力水升至20兆帕以上可以解決噴嘴堵塞的問題。
[0004]目前旋轉(zhuǎn)水密封有工業(yè)用壓縮盤根，組合格萊圈等密封單元以及單級(jí)機(jī)械密封等形式，其特點(diǎn)是軸向旋轉(zhuǎn)密封。而掘進(jìn)機(jī)在實(shí)際工作中主軸既有軸向竄動(dòng)也有徑向跳動(dòng)，并且有時(shí)因工作面條件限制不能開噴霧，如在掘進(jìn)含水量較高軟泥巖底板時(shí)，需要將內(nèi)、外噴霧全都關(guān)掉，而長(zhǎng)時(shí)間無(wú)水運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)引起密封裝置的過熱和快速磨損從而導(dǎo)致?lián)p壞。
[0005]綜合以上幾點(diǎn)可見新型的旋轉(zhuǎn)水密封裝置必須具備如下特征:1，適應(yīng)軸向竄動(dòng)即適應(yīng)量大于主軸軸承報(bào)廢臨界點(diǎn)時(shí)竄動(dòng)量。2，適應(yīng)徑向跳動(dòng)即適應(yīng)量大于主軸軸承報(bào)廢臨界點(diǎn)時(shí)跳動(dòng)量。3，適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)水運(yùn)轉(zhuǎn)。4，工作壓力達(dá)到20MPa，安全壓力大于31.5MPa，以方便井下采用乳化液作水源沖洗噴嘴。5，可靠的保險(xiǎn)和預(yù)警功能，即一旦旋轉(zhuǎn)水封失效及時(shí)提示工作人員，并通過保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)防止壓力水進(jìn)入主軸潤(rùn)滑油室。6，替換性，輪廓安裝尺寸不變，不需對(duì)其他相關(guān)部件改造，達(dá)到拆下原有的水密封部件換上新的整體旋轉(zhuǎn)水封裝置即可投入使用。
[0006]因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種多級(jí)機(jī)械密封式掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧旋轉(zhuǎn)水密封裝置，用來解決現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)水密封裝置壽命較短并且壽命無(wú)法預(yù)期；內(nèi)噴霧的噴嘴經(jīng)常堵塞；目前旋轉(zhuǎn)水密封是軸向旋轉(zhuǎn)密封，工作壓力小，不能適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)水運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有可靠的保險(xiǎn)和預(yù)警功能等技術(shù)問題。
[0008]多級(jí)機(jī)械密封式掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧旋轉(zhuǎn)水密封裝置，其特征是:包括殼體、水道、防塵圈、驅(qū)動(dòng)銷、一級(jí)腔室、隔套環(huán)槽、主軸水道、隔套、一級(jí)靜環(huán)、格萊圈、彈簧、同步轉(zhuǎn)盤、定位銷、二級(jí)靜環(huán)、三級(jí)靜環(huán)、ο型圈、二級(jí)腔室油道、三級(jí)腔室儲(chǔ)油室、三級(jí)腔室油道、二級(jí)腔室儲(chǔ)油室、被驅(qū)轉(zhuǎn)盤、泄壓閥，所述水道位于殼體的內(nèi)部，水道與一級(jí)腔室固定連接；所述隔套環(huán)槽通過管道與一級(jí)腔室固定連接；所述主軸水道的一端與隔套環(huán)槽固定連接，主軸水道的另一端與掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧的噴嘴連接；所述隔套為同軸空心圓柱體，隔套的內(nèi)圓柱面上設(shè)置有隔套環(huán)槽，隔套的外圓柱面的兩側(cè)通過螺紋分別與同步轉(zhuǎn)盤和被驅(qū)轉(zhuǎn)盤固定連接；
[0009]所述一級(jí)靜環(huán)為帶有圓形凸臺(tái)的圓盤，圓盤上設(shè)置有通孔，并且圓形凸臺(tái)、圓盤和通孔同圓心，一級(jí)靜環(huán)的圓盤在與凸臺(tái)相反的一側(cè)設(shè)置有摩擦靜環(huán)，摩擦靜環(huán)、圓盤以及圓形凸臺(tái)為一體結(jié)構(gòu)，并且同圓心，
[0010]一級(jí)靜環(huán)的數(shù)量為2個(gè)，兩個(gè)一級(jí)靜環(huán)均通過通孔套接在隔套的外部，并且均通過定位銷與殼體固定連接，同時(shí)兩個(gè)一級(jí)靜環(huán)的凸臺(tái)相對(duì)并且分別位于一級(jí)腔室的兩側(cè)，兩個(gè)一級(jí)靜環(huán)的圓盤之間設(shè)置有彈簧，
[0011]其中，一個(gè)一級(jí)靜環(huán)的凸臺(tái)與一級(jí)腔室、隔套和殼體連接，并且一級(jí)靜環(huán)的凸臺(tái)與殼體之間設(shè)置有格萊圈，一級(jí)靜環(huán)的圓盤通過摩擦靜環(huán)與同步轉(zhuǎn)盤上設(shè)置的摩擦動(dòng)環(huán)活動(dòng)連接，
[0012]另一個(gè)一級(jí)靜環(huán)的凸臺(tái)與一級(jí)腔室、隔套和殼體連接，并且一級(jí)靜環(huán)的凸臺(tái)與殼體之間設(shè)置有格萊圈，一級(jí)靜環(huán)的圓盤通過摩擦靜環(huán)與被驅(qū)轉(zhuǎn)盤上設(shè)置的摩擦動(dòng)環(huán)活動(dòng)連接，
[0013]所述二級(jí)靜環(huán)為“凹”型結(jié)構(gòu)的圓環(huán)，二級(jí)靜環(huán)套接在一級(jí)靜環(huán)的外部，并且通過定位銷與殼體固定連接，二級(jí)靜環(huán)與殼體之間設(shè)置有ο型圈，二級(jí)靜環(huán)的數(shù)量為2個(gè)，并且兩個(gè)二級(jí)靜環(huán)之間設(shè)置有彈簧，彈簧套在定位銷外部，兩個(gè)二級(jí)靜環(huán)突出的圓環(huán)端面分別與同步轉(zhuǎn)盤上設(shè)置的摩擦動(dòng)環(huán)和被驅(qū)轉(zhuǎn)盤上設(shè)置的摩擦動(dòng)環(huán)活動(dòng)連接；
[0014]所述三級(jí)靜環(huán)位于同步轉(zhuǎn)盤的外部，三級(jí)靜環(huán)通過定位銷與殼體固定連接，三級(jí)靜環(huán)與同步轉(zhuǎn)盤上設(shè)置的摩擦動(dòng)環(huán)活動(dòng)連接，三級(jí)靜環(huán)與殼體之間設(shè)置有ο型圈；
[0015]所述二級(jí)腔室油道的一端與二級(jí)腔室儲(chǔ)油室固定連接，二級(jí)腔室油道的另一端與殼體連接并且延伸至殼體的外邊緣，二級(jí)腔室油道的數(shù)量為三個(gè)，其中一個(gè)在與殼體連接的端口處設(shè)置有泄壓閥，第二個(gè)在與殼體連接的端口處設(shè)置有壓力傳感器，第三個(gè)在與殼體連接的端口處設(shè)置有溫度傳感器；
[0016]所述三級(jí)腔室油道的一端與三級(jí)腔室儲(chǔ)油室固定連接，三級(jí)腔室油道的另一端與殼體連接并且延伸至殼體的外邊緣，三級(jí)腔室油道的數(shù)量為三個(gè)，其中一個(gè)在與殼體連接的端口處設(shè)置有泄壓閥，第二個(gè)在與殼體連接的端口處設(shè)置有壓力傳感器，第三個(gè)在與殼體連接的端口處設(shè)置有溫度傳感器；
[0017]所述二級(jí)腔室儲(chǔ)油室通過管路分別與一級(jí)靜環(huán)和二級(jí)靜環(huán)連接；所述三級(jí)腔室儲(chǔ)油室通過管路分別與二級(jí)靜環(huán)和三級(jí)靜環(huán)連接；所述被驅(qū)轉(zhuǎn)盤通過驅(qū)動(dòng)銷與掘進(jìn)機(jī)的截割部主軸連接，被驅(qū)轉(zhuǎn)盤與殼體之間設(shè)置有防塵圈。
[0018]所述固定一級(jí)靜環(huán)的定位銷與固定二級(jí)靜環(huán)的定位銷為同一個(gè)定位銷，定位銷的兩端分別位于同步轉(zhuǎn)盤上設(shè)置的凹槽和被驅(qū)轉(zhuǎn)盤上設(shè)置的凹槽內(nèi)，并且定位銷的兩端均分別與相鄰的凹槽留有間隙。
[0019]所述同步轉(zhuǎn)盤、二級(jí)靜環(huán)和被驅(qū)轉(zhuǎn)盤同軸并列排布，并均通過管道與二級(jí)腔室儲(chǔ)油室互通，構(gòu)成二級(jí)腔室密封結(jié)構(gòu)，該掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧旋轉(zhuǎn)水密封裝置中設(shè)置有N個(gè)二級(jí)腔室密封結(jié)構(gòu)，其中N為自然數(shù)。
[0020]所述三級(jí)靜環(huán)和同步轉(zhuǎn)盤均通過管道與三級(jí)腔室儲(chǔ)油室互通，構(gòu)成三級(jí)腔室密封結(jié)構(gòu)，該掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧旋轉(zhuǎn)水密封裝置中設(shè)置有M個(gè)三級(jí)腔室密封結(jié)構(gòu)，其中M為自然數(shù)。
[0021]通過上述設(shè)計(jì)方案，本實(shí)用新型可以帶來如下有益效果:
[0022]1、本實(shí)用新型具有徑向跳動(dòng)適應(yīng)性。本實(shí)用新型將原有軸向密封改為徑向端面對(duì)端面的摩擦副為密封單元，即一級(jí)靜環(huán)上設(shè)置的摩擦靜環(huán)與同步轉(zhuǎn)盤上設(shè)置的摩擦動(dòng)環(huán)形成的摩擦副，以及一級(jí)靜環(huán)上設(shè)置的摩擦靜環(huán)與被驅(qū)轉(zhuǎn)盤上設(shè)置的摩擦動(dòng)環(huán)形成的摩擦副構(gòu)成密封單元的密封形式，即機(jī)械密封形式，成熟可靠，同時(shí)加大同步轉(zhuǎn)盤和被驅(qū)轉(zhuǎn)盤摩擦端面工作面積，使一級(jí)靜環(huán)端面始終處于摩擦端面內(nèi)，從而適應(yīng)較大主軸徑向跳動(dòng)，優(yōu)化后大于主軸軸承報(bào)廢臨界點(diǎn)時(shí)徑向最大跳動(dòng)量從而實(shí)現(xiàn)壽命周期內(nèi)可靠工作。
[0023]2、本實(shí)用新型具有軸向竄動(dòng)適應(yīng)性。本實(shí)用新型將輔助密封改為缸筒活塞配合形式，殼體內(nèi)圓為缸筒，一級(jí)靜環(huán)為活塞。采用格萊圈實(shí)現(xiàn)密封，允許軸向竄動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)密封單元對(duì)主軸軸向竄動(dòng)適應(yīng)性，優(yōu)化后大于主軸軸承報(bào)廢臨界點(diǎn)時(shí)軸向竄動(dòng)量從而實(shí)現(xiàn)壽命周期內(nèi)可靠工作。
[0024]3、本實(shí)用新型可適應(yīng)超高壓工作。密封中超過15MPa屬于超高壓范疇。本實(shí)用新型將輔助密封由ο型圈換成格萊圈的使用為實(shí)現(xiàn)超高壓工作提供保障，通過對(duì)隔套、一級(jí)靜環(huán)、同步轉(zhuǎn)盤和被驅(qū)轉(zhuǎn)盤和一級(jí)靜環(huán)端面比壓等優(yōu)化設(shè)計(jì)使工作壓力和安全壓力達(dá)到實(shí)際要求，分別達(dá)到25MPa和31.5MPa。超高壓能起到防堵作用，工作過程中煤塵、煤泥、巖塵、巖泥不能進(jìn)入噴嘴?；蛘呤浅汗ぷ髦邪l(fā)生堵塞采用超高壓水源沖洗清污，實(shí)驗(yàn)表明沖洗至少需要20MPa以上，方便起見不單獨(dú)設(shè)清洗高壓栗，而采用井下乳化液清洗，所以