一種密封環(huán)、剖分式密封結構及密封環(huán)的加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種密封環(huán)、剖分式密封結構及密封環(huán)的加工工藝，包括呈環(huán)形的密封環(huán)本體，密封環(huán)本體在徑向上斷裂形成兩個半圓的密封件，密封件之間通過相互配合的斷裂面密閉連接。本發(fā)明采用局部加熱利用熱脹冷縮的原理將在密封環(huán)本體斷形成兩個半圓的密封件，密封件之間形成相互配合的斷裂面，通過兩個斷裂面的配合，可以形成完整的密封面，相對于傳統(tǒng)的密封方式中，每一個平面改變一次流向和流速的方式，大大增加了液體流向的改變次數(shù)，從而極大地提高了密封效果，由于采用局部加熱的方式形成斷面，相對于多個配合面的加工而言，不需要高精度的加工設備，也大大縮短了加工時間，從而大大降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】
—種密封環(huán)、剖分式密封結構及密封環(huán)的加工工藝

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械密封領域，具體是指一種密封環(huán)、剖分式密封結構及密封環(huán)的加工工藝。

【背景技術】
[0002]機械密封(mechanical seal)是指由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。彈力加載機構與輔助密封是金屬性紋管的機械密封我們稱為金屬波紋管密封。在輕型密封中，還有使用橡膠波紋管作輔助密封的，橡膠波紋管彈力有限，一般需要輔以彈簧來滿足加載彈力?！皺C械密封”通常被人們簡稱為“機封”。
[0003]機械密封是反應釜乃至整個工藝流程可能發(fā)生故障最頻繁的部位之一，一旦密封發(fā)生故障需要檢修時，機械密封裝置拆卸麻煩、維修周期長。大罐機封在安裝時要拆除大罐上的軸承、減速機、電機等部件，那些部件不但沉重，而且拆卸麻煩，必須使用吊葫蘆什么的，在將部件拆除之后你還需將機封從軸上拆卸下來又要費一番功夫，在將機封更換完畢后又要將部件安裝回原位，其中大約要I個星期的時間，費時又費力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種密封環(huán)、剖分式密封結構及密封環(huán)的加工工藝，解決目前的機械密封中，密封環(huán)密封效果不好、加工工序復雜的問題，達到簡化加工工藝、降低成本，增強密封效果的目的。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn):
一種密封環(huán)，包括呈環(huán)形的密封環(huán)本體，所述密封環(huán)本體在徑向上斷裂形成兩個半圓的密封件，密封件之間通過相互配合的斷裂面密閉連接。 申請人:在從事機械密封的生產(chǎn)和使用過程中發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有的迷宮密封是在轉軸周圍設若干個依次排列的環(huán)行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質(zhì)在通過曲折迷宮的間隙時產(chǎn)生節(jié)流效應而達到阻漏的目的，但是這樣的密封依然存在問題:每一個密封齒的密封都是依賴面與面的密封，這個面是通過機械加工得到的，也就是說，需要兩個面的高度重合才可以實現(xiàn)密封，當這個面中存在一個點不匹配的時候，整個面的密封效果就降低甚至喪失，當多個密封齒都失效的時候，整個密封基本上就報廢了，其密封的效果與加工工藝存在很重大的聯(lián)系，當加工工藝達不到要求，密封是不可能完成的，對加工設備等的要求很高，直接影響了制造的成本居高不下；而且，每一個密封面的加工都會是一個獨立的工序，迷宮密封面越多，也就造成加工工序越多，時間越長、成本也就越高；這樣的密封方式在機加工領域中已經(jīng)是最為先進的密封方式，這些問題固然存在，但是沒有任何的技術手段可以解決這些問題， 申請人:在一次偶然現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了解決該問題的方案:摔壞的碗進過拼合以后可以用于盛水， 申請人:認為，可以利用這個原理來進行密封:碎塊之間拼合后可以消除間隙，形成完整的密封面，基于這樣的原理， 申請人:采用局部加熱利用熱脹冷縮的原理將在密封環(huán)本體斷形成兩個半圓的密封件，密封件之間形成相互配合的斷裂面，通過兩個斷裂面的配合，可以形成完整的面，而且，斷裂面的表面是不光滑的，存在凹凸不平的面，當兩個非平面進行配合，實際上形成了無數(shù)個迷宮面，如果液體要經(jīng)過該密封面，實際上需要經(jīng)過無數(shù)次的流向改變，每改變一次流向，就會減小流動的動力，相對于傳統(tǒng)的密封方式中，每一個平面改變一次流向和流速的方式，大大增加了液體流向的改變次數(shù)，從而極大地提高了密封效果，由于采用加熱的方式使其斷裂，相對于多個配合面的加工而言，不需要高精度的加工設備，也大大縮短了加工時間，從而大大降低了生產(chǎn)成本。
[0006]所述的密封環(huán)本體采用碳化硅或者硬質(zhì)合金制成。采用碳化硅或者硬質(zhì)合金制成密封環(huán)本體，其加工工藝成熟，加工難度低。
[0007]一種剖分式密封結構，包括靜環(huán)座、動環(huán)座、推環(huán)、以及彈簧座，在動環(huán)座內(nèi)側安裝有動密封環(huán)，在靜環(huán)座內(nèi)安裝有靜密封環(huán)，所述的動密封環(huán)、靜密封環(huán)均為權利要求1或2所述的密封環(huán)，即動密封環(huán)、靜密封環(huán)均包括呈環(huán)形的密封環(huán)本體，所述密封環(huán)本體在徑向上斷裂形成兩個半圓的密封件，密封件之間通過相互配合的斷裂面密閉連接。本發(fā)明是對現(xiàn)有的剖分式密封結構做出的改進，包括現(xiàn)有技術中的靜環(huán)座、動環(huán)座、推環(huán)、以及彈簧座，還包括必須的彈簧、螺栓等連接部件，在在動環(huán)座內(nèi)側安裝有動密封環(huán)，在靜環(huán)座內(nèi)安裝有靜密封環(huán)，本發(fā)明的改進之處是將傳統(tǒng)的動密封環(huán)和靜密封環(huán)全部替換成新的密封環(huán)，這個密封環(huán)包括呈環(huán)形的密封環(huán)本體，在密封環(huán)本體的徑向上局部加熱，利用局部熱脹冷縮的原理將密封環(huán)本體拉斷形成兩個半圓的密封件，密封件之間形成相互配合的斷裂面，通過自然斷裂面之間的相互配合，增加了液體流經(jīng)的方向改變次數(shù)，從而提高密封性能。
[0008]所述的動密封環(huán)外側設置有緩沖槽，在緩沖槽內(nèi)安裝有緩沖條。緩沖條的作用主要是實現(xiàn)動密封座與動密封環(huán)的緩沖，防止動密封環(huán)被動密封座擠裂。
[0009]所述推環(huán)與動密封環(huán)之間形成凹槽，在凹槽內(nèi)安裝有O形密封圈。O形密封圈的作用主要是實現(xiàn)動密封環(huán)與工件之間的密封，防止下方的液體經(jīng)過動密封環(huán)與工件之間的間隙流出。
[0010]所述的靜密封環(huán)與靜環(huán)座之間采用錐度配合連接。通過錐度配合連接，可以使得靜密封環(huán)與靜環(huán)座之間的連接更加緊密，減少相互轉動的可能性。
[0011]一種密封環(huán)的加工工藝，包括以下步驟:
(a)制造環(huán)形的密封環(huán)本體，使得密封環(huán)本體的形狀參數(shù)與使用參數(shù)相匹配；
(b)切割開口:在密封環(huán)本體的任意一個徑向上，在密封環(huán)本體的內(nèi)側面機加工形成一道開口，開口所在的徑向面為預設的斷裂面；
(C)斷裂:在密封環(huán)本體開口處進行加熱，直至密封環(huán)本體在開口處斷裂，形成相互配合的自然斷裂面。
[0012] 申請人:為了實現(xiàn)密封環(huán)的自然斷裂，并控制其產(chǎn)品的穩(wěn)定性，對加工工藝做了無數(shù)次的實驗和總結，經(jīng)過多年的研究，終于摸索出一套切實可行的工藝來進行自然斷裂面的加工，首先制造成品的密封環(huán)本體，密封環(huán)本體整體的圓環(huán)狀結構，其橫截面的形狀與夾裝環(huán)境相匹配，然后進行較為重要的步驟切割開口，切割開口的位置是密封環(huán)本體的內(nèi)圓柱表面，兩條開口關于密封環(huán)本體的軸線對稱，通常是在同一個平面上，該面平經(jīng)過密封環(huán)本體的軸線，并且開口在徑向上呈對稱設置，保持兩側的開口對稱，使得其受力情況相同，最后對這個開口進行局部快速地加熱，由于開口處的橫截面積小于其余位置的面積，其所受的極限拉力也小于其余位置，內(nèi)部應力的缺陷處形成斷裂的導向槽，當快速加熱的時候，密封環(huán)本體熱脹冷縮，加熱處的熱脹冷縮使得內(nèi)部應力變化，從而使得切口處的密封環(huán)本體實現(xiàn)分裂，形成兩個相互配合的自然斷裂面；兩側的斷裂面可以配合形成完整的密封結構； 申請人:也做過其它方式的斷裂面加工實驗，例如利用壓力機構對密封環(huán)本體進行彎折的方式，雖然這樣的方式也可以形成斷裂面，但是由于折斷時，密封環(huán)內(nèi)部受力不均勻，容易造成斷裂面的邊緣形成多處的缺失、斷裂面上局部的缺失，甚至是斷裂形成較多的碎塊從而造成斷裂面不匹配。
[0013]切割開口的深度為密封環(huán)本體徑向厚度的3%?8%。在實際的加工過程中， 申請人:發(fā)現(xiàn)開口的深度對于產(chǎn)品的質(zhì)量以及加工成本都有著顯著的影響，當切割開口的深度小于密封環(huán)本體徑向厚度的3%時，自然斷裂面的導向不明顯，使得產(chǎn)品的穩(wěn)定性較差，當切割開口的深度大于密封環(huán)本體徑向厚度的8%時，密封環(huán)本體形成斷裂面面積顯著減小，不利于密封質(zhì)量地提升；當切割開口的深度為密封環(huán)本體徑向厚度的3%?8%時，每個自然斷裂面上，最高點與最低點之間的距離能夠控制在3?5mm,使得產(chǎn)品穩(wěn)定。
[0014]在進行步驟(C)斷裂時，加熱溫度在2000°C?3000°C，從常溫加熱到斷裂的時間是2?4秒。經(jīng)過多次的實驗和總結， 申請人:總結出了較好的斷裂溫度和加熱時間，這些參數(shù)對于產(chǎn)品的成功率有著非常顯著的影響，當加熱速度太慢即加熱到斷裂溫度的時間大于4秒時，由于密封環(huán)本體的導熱性，使得加熱的面積過大，開口處的熱脹冷縮不明顯，不易形成斷裂面，當加熱速度過快時即加熱到斷裂溫度的時間小于2秒，很容易形成較多的斷裂面，從而形成多個斷裂塊，造成顆粒較多，剩下的斷裂面不能夠匹配密封。
[0015]所述步驟(a)中的密封環(huán)本體是利用碳化硅或硬質(zhì)合金制成的。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:1本發(fā)明一種密封環(huán)、剖分式密封結構及密封環(huán)的加工工藝，采用局部加熱利用熱脹冷縮的原理將在密封環(huán)本體斷形成兩個半圓的密封件，密封件之間形成相互配合的斷裂面，通過兩個斷裂面的配合，可以形成完整的面，而且，斷裂面的表面是不光滑的，存在凹凸不平的面，當兩個非平面進行配合，實際上形成了無數(shù)個迷宮面，如果液體要經(jīng)過該密封面，實際上需要經(jīng)過無數(shù)次的流向改變，每改變一次流向，就會減小流動的動力，相對于傳統(tǒng)的密封方式中，每一個平面改變一次流向和流速的方式，大大增加了液體流向的改變次數(shù)，從而極大地提高了密封效果，由于加工工藝中至需要牽引機進行牽拉，使其斷裂，相對于多個配合面的加工而言，不需要高精度的加工設備，也大大縮短了加工時間，從而大大降低了生產(chǎn)成本；
2本發(fā)明一種密封環(huán)、剖分式密封結構及密封環(huán)的加工工藝，首先制造成品的密封環(huán)本體，密封環(huán)本體整體的圓環(huán)狀結構，其橫截面的形狀與夾裝環(huán)境相匹配，然后進行較為重要的步驟切割開口，切割開口的位置是密封環(huán)本體的內(nèi)圓柱表面，兩條開口關于密封環(huán)本體的軸線對稱，通常是在同一個平面上，該面平經(jīng)過密封環(huán)本體的軸線，并且開口在徑向上呈對稱設置，保持兩側的開口對稱，使得其受力情況相同，最后對這個開口進行局部快速地加熱，由于開口處的橫截面積小于其余位置的面積，其所受的極限拉力也小于其余位置，內(nèi)部應力的缺陷處形成斷裂的導向槽，當快速加熱的時候，密封環(huán)本體熱脹冷縮，加熱處的熱脹冷縮使得內(nèi)部應力變化，從而使得切口處的密封環(huán)本體實現(xiàn)分裂，形成兩個相互配合的自然斷裂面； 3本發(fā)明一種密封環(huán)、剖分式密封結構及密封環(huán)的加工工藝，當切割開口的深度小于密封環(huán)本體徑向厚度的3%時，自然斷裂面的導向不明顯，使得產(chǎn)品的穩(wěn)定性較差，當切割開口的深度大于密封環(huán)本體徑向厚度的8%時，密封環(huán)本體形成斷裂面面積顯著減小，不利于密封質(zhì)量地提升；當切割開口的深度為密封環(huán)本體徑向厚度的3%?8%時，每個自然斷裂面上，最高點與最低點之間的距離能夠控制在3?5mm,使得產(chǎn)品穩(wěn)定；
4本發(fā)明一種密封環(huán)、剖分式密封結構及密封環(huán)的加工工藝，當加熱速度太慢即加熱到斷裂溫度的時間大于4秒時，由于密封環(huán)本體的導熱性，使得加熱的面積過大，開口處的熱脹冷縮不明顯，不易形成斷裂面，當加熱速度過快時即加熱到斷裂溫度的時間小于2秒，很容易形成較多的斷裂面，從而形成多個斷裂塊，造成顆粒較多，剩下的斷裂面不能夠匹配密封。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明結構示意圖。
[0018]附圖中標記及相應的零部件名稱:
1-調(diào)節(jié)螺桿，2-螺母，3-墊片，4-彈簧座，5-推環(huán)，6-動密封環(huán)，7-動環(huán)座，8-靜密封環(huán)，9-靜環(huán)座，10-彈簧，11-定位銷，12-0形密封圈，13-緩沖條。

【具體實施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。
實施例
[0020]如圖1所示，本發(fā)明一種剖分式密封結構，包括靜環(huán)座9，在靜環(huán)座9內(nèi)安裝有靜密封環(huán)8，靜密封環(huán)與靜環(huán)座9之間采用錐度配合固定連接，使用時，將這部分安裝在設備上，還包括動環(huán)座7，動環(huán)座7位于靜環(huán)座9上方，在靜環(huán)座內(nèi)安裝有動密封環(huán)6，動密封環(huán)6的外側表面設置有緩沖槽，在該緩沖槽內(nèi)安裝有緩沖條13，用于動密封環(huán)6與動環(huán)座7之間的密封，在動環(huán)座7上通過螺栓固定連接有推環(huán)5，在推環(huán)5上方設置有彈簧座4，彈簧座4與推環(huán)5之間安裝有多個彈簧10，還安裝有調(diào)節(jié)彈簧座4與推環(huán)5之間間距的調(diào)節(jié)螺桿1，調(diào)節(jié)螺桿I上安裝有調(diào)節(jié)的螺母2、以及墊片3，推環(huán)5與動密封環(huán)6之間形成有一道環(huán)形的槽，在該槽內(nèi)安裝有O型密封圈12 ;其中的動密封環(huán)6的加工工藝如下:首先制造環(huán)形的密封環(huán)本體，使得密封環(huán)本體的形狀參數(shù)與使用參數(shù)相匹配；然后，在密封環(huán)本體內(nèi)圓柱面的任意一個徑向上，機加工形成一道開口，開口所在的徑向面為預設的斷裂面，開口的深度為1.2mm,占密封環(huán)本體徑向厚度的5%，也可以適當降低開口的深度或者增加其深度；最后，利用氧乙炔燃氣進行快速加熱，在3±1秒內(nèi)將溫度升高至2500°C，開口處自然斷裂，形成相互配合的自然斷裂面；靜密封環(huán)8的加工工藝如下:首先制造環(huán)形的密封環(huán)本體，使得密封環(huán)本體的形狀參數(shù)與使用參數(shù)相匹配；然后，在密封環(huán)本體的任意一個徑向上，機加工形成一道開口，開口所在的徑向面為預設的斷裂面，開口的深度為1.5mm,占密封環(huán)本體徑向厚度的7%，也可以適當降低開口的深度或者增加其深度；最后，利用氧乙炔燃氣進行快速加熱，在3±1秒內(nèi)將溫度升高至2800°C，開口處自然斷裂，形成相互配合的自然斷裂面；經(jīng)過上述的加工工藝，得到的靜密封環(huán)8、動密封環(huán)6的合格率均能達到80%。
[0021]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種密封環(huán)，包括呈環(huán)形的密封環(huán)本體，其特征在于:所述密封環(huán)本體在徑向上斷裂形成兩個半圓的密封件，密封件之間通過相互配合的斷裂面密閉連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種密封環(huán)，其特征在于:所述的密封環(huán)本體采用碳化硅或者硬質(zhì)合金制成。
3.一種剖分式密封結構，包括靜環(huán)座(9)、動環(huán)座(7)、推環(huán)(5)、以及彈簧座(4)，在動環(huán)座(7)內(nèi)側安裝有動密封環(huán)(6)，在靜環(huán)座(9)內(nèi)安裝有靜密封環(huán)(8)，其特征在于:所述的動密封環(huán)(6)、靜密封環(huán)(8)均為權利要求1或2所述的密封環(huán)。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種剖分式密封結構，其特征在于:所述的動密封環(huán)(6)外側設置有緩沖槽，在緩沖槽內(nèi)安裝有緩沖條(13 )。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種剖分式密封結構，其特征在于:所述推環(huán)(5)與動密封環(huán)(6)之間形成凹槽，在凹槽內(nèi)安裝有O形密封圈(12)。
6.根據(jù)權利要求3至5中任意一項所述的一種剖分式密封結構，其特征在于:所述的靜密封環(huán)(8)與靜環(huán)座(9);動密封環(huán)(7)與動環(huán)座(6)之間采用錐度配合。
7.—種密封環(huán)的加工工藝，其特征在于包括以下步驟: Ca)制造環(huán)形的密封環(huán)本體，使得密封環(huán)本體的形狀參數(shù)與使用參數(shù)相匹配； (b)切割開口:在密封環(huán)本體的任意一個徑向上，在密封環(huán)本體的內(nèi)側面機加工形成一道開口，開口所在的徑向面為預設的斷裂面； (c)斷裂:在密封環(huán)本體開口處進行加熱，直至密封環(huán)本體在開口處斷裂，形成相互配合的自然斷裂面。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種密封環(huán)的加工工藝，其特征在于:切割開口的深度為密封環(huán)本體徑向厚度的3%?8%。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種密封環(huán)的加工工藝，其特征在于:在進行步驟(c)斷裂時，加熱溫度在2000°C?3000°C，從常溫加熱到斷裂的時間是2?4秒。
10.根據(jù)權利要求7至9中任意一項所述的一種密封環(huán)的加工工藝，其特征在于:所述步驟(a)中的密封環(huán)本體是利用碳化硅或硬質(zhì)合金制成的。
【文檔編號】F16J15/34GK104214350SQ201410505671
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權日:2014年9月28日
【發(fā)明者】李曉剛 申請人:成都億密科技有限公司