一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置的制作方法

本发明涉及轴密封，具体涉及一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置。

背景技术：

1、迷宫密封是指转动零件和固定零件之间有许多曲折的小室，使泄漏减小的密封，其原理为：转轴周围设若干个依次排列的环形密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，基于流体力学、摩阻效应和流束收缩效应等原理。

2、紧接上文进行说明，迷宫密封的本质在于通过多个环状的薄片形成若干个空腔，介质在依次通过每个空腔时，其动能逐渐降至零而达到阻漏的目的，但是需要说明的是：转轴的旋转状态也是影响迷宫密封效果的关键因素，如转轴旋转状态、介质自身物理特性（压力、温度）等因素，具体为：当转轴旋转失稳时直接“打破”介质在每个空腔中流动状态中的平衡性，并且也会间接影响到介质物理特性，从而“破坏”了密封性能造成介质泄漏的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置，是针对迷宫密封结构的运行过程，因为其中转轴旋转状态、介质自身物理特性直接影响到密封稳定性，具体表现为：当转轴旋转失稳时，也直接影响到介质物理特性的改变，“破坏”了密封性能造成介质泄漏的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置，包括主轴，所述主轴上分别设置有左轴套和右轴套，所述左轴套对应右轴套的内部位置中安装有内套环，对应所述内套环和右轴套的中间位置上设置有外套环和侧套环，所述侧套环安装在右轴套；

3、所述内套环的横截面沿指向右轴套的方向呈等边三角形状，所述外套环与内套环的结构外形相对应，且外套环内曲面与内套环外曲面之间设置有协动间隙，所述外套环的外曲面、左轴套的内曲面上安装有定向片，所述外套环对应协动间隙的内曲面位置上安装有第一斜片，所述内套环对应协动间隙的外曲面位置上安装有第二斜片，所述外套环对应内套环拐点位置上的内部位置中设置有橡胶空心环，所述右轴套上安装有对应橡胶空心环的油仓套。

4、进一步设置为：所述左轴套与右轴套之间为转动连接，且左轴套一侧内直径等于主轴外直径，所述右轴套一侧内直径小于主轴的外直径，且右轴套上安装有控制器。

5、进一步设置为：所述侧套环安装在右轴套的内部位置中，所述外套环对应右轴套的位置上安装有沿侧套环圆心点呈环形阵列设置的定向柱，所述定向柱与侧套环之间为滑动连接，且定向柱对应外套环和侧套环的中间位置上设置有连接弹簧。

6、进一步设置为：所述油仓套外部顶端位置上安装有压力传感器，且油仓套内部滑动安装有活塞块，所述油仓套内部与橡胶空心环内部之间连通。

7、进一步设置为：所述定向片长度小于左轴套内直径与外套环外直径的差值，且定向片沿左轴套到右轴套的水平方向呈线性等距交错设置。

8、进一步设置为：所述协动间隙沿内套环拐点圆心点的水平面分隔为上间隙和下间隙，对应在所述上间隙的第二斜片沿指向左轴套的方向呈倾斜状，对应在所述上间隙的第一斜片沿指向右轴套的方向呈倾斜状；

9、对应在所述下间隙的第一斜片沿指向左轴套的方向呈倾斜状，对应在所述下间隙的第二斜片沿指向右轴套的方向呈倾斜状。

10、进一步设置为：所述第一斜片和第二斜片的长度小于协动间隙的间隙宽度，且第一斜片和第二斜片末端位置开设有斜角，所述第一斜片、第二斜片沿内套环外边方向呈线性等距交错设置。

11、进一步设置为：所述内套环对应下间隙的拐点位置上开设有换压斜部。

12、本发明具备下述有益效果：

13、整体结构基于迷宫轴封原理进行结构改进，以内套环和外套环作为关键结构，通过限制二者结构外形形成相对呈s型的协动间隙，并在协动间隙内部设置有第一斜片和第二斜片，通过第一斜片和第二斜片形成“障碍区域”，主要是利用迷宫轴封基本原理中的节流效应实现密封效果，但是与常规迷宫轴封存在明显区别的在于：不需要针对主轴进行改进，左轴套与右轴套保持转动状态，从而当介质流动过程中，在s型协动间隙的结构基础上再次利用到第一斜片和第二斜片实现抑制介质流动的基础上而达到密封目的；

14、进一步需要说明的是：整体结构中包含了独立存在的油封过程，油封过程不会直接影响到介质流动过程，基于介质压力发生定向形变，且配合到介质压力促使外套环进行定量移动，以及利用到高压力状态下介质对外套环所产生的推力使外套环进行定向移动，其本质包括能的转换、释放/吸收两大部分，在上述技术基础上，通过提高“摩擦降压”效果，达到更加稳定的密封效果。

技术特征：

1.一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置，包括主轴（1），其特征在于，所述主轴（1）上分别设置有左轴套（2）和右轴套（3），所述左轴套（2）对应右轴套（3）的内部位置中安装有内套环（9），对应所述内套环（9）和右轴套（3）的中间位置上设置有外套环（7）和侧套环（8），所述侧套环（8）安装在右轴套（3）；

2.根据权利要求1所述的一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置，其特征在于，所述左轴套（2）与右轴套（3）之间为转动连接，且左轴套（2）一侧内直径等于主轴（1）外直径，所述右轴套（3）一侧内直径小于主轴（1）的外直径，且右轴套（3）上安装有控制器（4）。

3.根据权利要求1所述的一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置，其特征在于，所述侧套环（8）安装在右轴套（3）的内部位置中，所述外套环（7）对应右轴套（3）的位置上安装有沿侧套环（8）圆心点呈环形阵列设置的定向柱（12），所述定向柱（12）与侧套环（8）之间为滑动连接，且定向柱（12）对应外套环（7）和侧套环（8）的中间位置上设置有连接弹簧（11）。

4.根据权利要求1所述的一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置，其特征在于，所述油仓套（6）外部顶端位置上安装有压力传感器（5），且油仓套（6）内部滑动安装有活塞块（13），所述油仓套（6）内部与橡胶空心环（10）内部之间连通。

5.根据权利要求1所述的一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置，其特征在于，所述定向片（201）长度小于左轴套（2）内直径与外套环（7）外直径的差值，且定向片（201）沿左轴套（2）到右轴套（3）的水平方向呈线性等距交错设置。

6.根据权利要求1所述的一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置，其特征在于，所述协动间隙沿内套环（9）拐点圆心点的水平面分隔为上间隙和下间隙，对应在所述上间隙的第二斜片（901）沿指向左轴套（2）的方向呈倾斜状，对应在所述上间隙的第一斜片（701）沿指向右轴套（3）的方向呈倾斜状；

7.根据权利要求6所述的一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置，其特征在于，所述第一斜片（701）和第二斜片（901）的长度小于协动间隙的间隙宽度，且第一斜片（701）和第二斜片（901）末端位置开设有斜角，所述第一斜片（701）、第二斜片（901）沿内套环（9）外边方向呈线性等距交错设置。

8.根据权利要求6所述的一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置，其特征在于，所述内套环（9）对应下间隙的拐点位置上开设有换压斜部（902）。

技术总结
本发明公开了一种具有薄片联动限制结构的迷宫式轴密封装置，基于迷宫轴封原理进行结构优化，包括内套环、外套环两个关键结构，是通过限制内套环和外套环的结构外形形成用于介质流通的协动间隙，并进一步在协动间隙中增设第一斜片和第二斜片，介质通过协动间隙形成多次反向流动过程，第一斜片和第二斜片对介质进行“摩擦降压”过程，主要适用于高压力介质流动过程，并设置有独立的“油封”方式，液压油与介质不直接接触，主要是基于介质压力发生定向形变，且配合到介质压力促使外套环进行定量移动，在“降低”介质压力的基础上，进一步的改变第一斜片和第二斜片的相对位置差，提高“摩擦降压”效果，达到更加稳定的密封效果。

技术研发人员：顾晨旸,顾洪宇
受保护的技术使用者：常州市瑞强干燥设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23