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高温气体和高温液体间往复轴的动密封结构
申请号	CN201110160391.X	申请日	2011-06-15	公开(公告)号	CN102278475B	公开(公告)日	2013-09-18
申请人	浙江大学;			发明人	王宣银; 雷军波; 徐志鹏; 罗语溪; 丁凡;
摘要	本发明公开了一种高温气体和高温液体间往复轴的动密封结构。将内开有中心孔的阶梯法兰的小端安装在另一法兰中心孔内，两法兰在径向连接处用填料隔开，端面连接处用隔热材料板隔开，往复运动轴上镀有绝热陶瓷镀层同轴安装在两个法兰孔中；在阶梯法兰孔内的台肩面一侧的往复运动轴从内向外依次设有三种不同材料的软填料后用螺纹锁紧，其外侧为高温气体端；在阶梯法兰孔内的台肩面另一侧的往复运动轴从内向外依次设有组合密封圈与斜心弹簧配合用卡环限位，其外侧为高温液体端。本发明中软填料主要起到对高温气体绝热和密封的作用，组合密封圈主要起到对高温液体的密封作用，当填料磨损后调节锁紧装置可以提高密封性能。
权利要求	1.一种高温气体和高温液体间往复轴的动密封结构，其特征在于：将内开有中心孔的阶梯法兰（19）的小端安装在另一法兰（8）中心孔内，两法兰在径向连接处用隔热石棉填料（6）隔开，两法兰的大端面在轴向连接处用隔热材料板（10）隔开，并用螺栓（9）和螺母（11）固接，往复运动轴（1）上镀有绝热陶瓷镀层（16）同轴安装在两个法兰孔中；在阶梯法兰（8）孔内的台肩面一侧的往复运动轴（1）从内向外依次设有膨胀石墨填料（7）、铜合金带缠绕金属填料（5）和陶瓷纤维密封填料（4）三种不同材料的软填料后用外螺纹锁紧装置（3）限位并锁紧，外螺纹锁紧装置（3）外侧为高温气体端；在阶梯法兰（8）孔内的台肩面另一侧的往复运动轴（1）从内向外依次设有由耐高温塑料（12），石墨纤维（13）和金属锁定环（14）压制成的密封圈与斜心弹簧（15），金属锁定环（14）与卡环（18）接触并进行限位，卡环（18）外侧为高温液体端。 2.根据权利要求1所述的一种高温气体和高温液体间往复轴的动密封结构，其特征在于：所述的膨胀石墨填料（7）和陶瓷纤维密封填料（4）为圆柱形环，铜合金带缠绕金属填料（5）为内小外大的圆台形环，其母线为直线或曲线。 3.根据权利要求1所述的一种高温气体和高温液体间往复轴的动密封结构，其特征在于：所述的阶梯法兰（19）、法兰（8）、外螺纹锁紧装置（3）、卡环（18）、螺栓（9）和螺母（11）均采用相同耐高温合金材料。
说明书全文	高温气体和高温液体间往复轴的动密封结构技术领域 [0001] 本发明涉及一种往复轴的动密封结构，尤其是涉及一种高温气体和高温液体间往复轴的动密封结构。背景技术 [0002] 液压气动系统在高温条件下工作要解决的问题中对高温气体或液体的密封是一个很关键问题，如果这个问题不能解决好，会影响系统的正常运行，甚至会出现生产事故，后果不堪设想。目前尚无对高温动密封有效的解决办法和装置，特别是在同时存在高温气体和高温液体的工况下。 [0003] 在一些特定环境下，气体温度达到500～700℃内，液体温度到200～300℃内，现有的密封圈产品很难保证在长时间工作而具有良好的密封效果。发明内容 [0004] 本发明的目的在于提供一种高温气体和高温液体间往复轴的动密封结构，可以对气体温度达到500～700℃内，液体温度到200～300℃内的往复运动的轴进行密封。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： [0006] 将内开有中心孔的阶梯法兰的小端安装在另一法兰中心孔内，两法兰在径向连接处用隔热石棉填料隔开，两法兰的大端面在轴向连接处用隔热材料板隔开，并用螺栓和螺母固接，往复运动轴上镀有绝热陶瓷镀层同轴安装在两个法兰孔中；在阶梯法兰孔内的台肩面一侧的往复运动轴从内向外依次设有膨胀石墨填料、铜合金带缠绕金属填料和陶瓷纤维密封填料三种不同材料的软填料后用外螺纹锁紧装置限位并锁紧，外螺纹锁紧装置外侧为高温气体端；在阶梯法兰孔内的台肩面另一侧的往复运动轴从内向外依次设有由耐高温塑料，石墨纤维，和金属锁定环压制成环组合密封圈与斜心弹簧配合使用，金属锁定环与卡环接触并进行限位，卡环外侧为高温液体端。 [0007] 所述的膨胀石墨填料和陶瓷纤维密封填料为圆柱形环，铜合金带缠绕金属填料为内小外大的圆台形环，其母线为直线或曲线。 [0008] 所述的阶梯法兰、法兰、外螺纹锁紧装置、卡环、螺栓和螺母均采用相同耐高温合金材料。 [0009] 本发明具有的有益效果是： [0010] 1 采用组合密封，可以形成温度梯度和压力梯度，使各密封填料在适当的压力和温度范围内工作，保证密封填料寿命和密封效果，减小泄漏。 [0011] 2 液体和气体分别采用密封圈，可以满足气体和液体温度不同和压力不同的条件下都能起到密封作用。 [0012] 3 工作一段时间密封填料有少量磨损时可以通过调整外螺纹锁紧装置进行压紧继续使用。 [0013] 4 气体部分法兰和液体部分法兰用隔热材料隔开减少气体和液体的热交换而引起液体温度的进一步升高。附图说明 [0014] 附图是本发明的结构原理示意图。 [0015] 图中：1、往复运动轴，2、高温气体，3、外螺纹锁紧装置，4、陶瓷纤维密封填料，5、铜合金带缠绕金属填料，6、隔热石棉填料，7、膨胀石墨填料，8、法兰，9、螺栓，10、隔热板，11、螺母，12、耐高温塑料，13、石墨纤维，14、金属锁定环，15、斜心弹簧，16、绝热陶瓷镀层，17、高温液体，18、卡环，19、法兰。具体实施方式 [0016] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 [0017] 如附图所示，将内开有中心孔的阶梯法兰19的小端安装在另一法兰8中心孔内，两法兰在径向连接处用隔热石棉填料6隔开，两法兰的大端面在轴向连接处用隔热材料板10隔开，并用螺栓9和螺母11固接，往复运动轴1上镀有绝热陶瓷镀层16同轴安装在两个法兰孔中；在阶梯法兰19孔内的台肩面一侧的往复运动轴1从内向外依次设有膨胀石墨填料7、铜合金带缠绕金属填料5和陶瓷纤维密封填料4三种不同材料的软填料后用外螺纹锁紧装置3限位并锁紧，其外侧为高温气体端；在阶梯法兰19孔内的台肩面另一侧的往复运动轴1从内向外依次设有由耐高温塑料12，石墨纤维13和金属锁定环14压制与斜心弹簧15组成组合密封圈，金属锁定环14与卡环18接触并进行限位，卡环18外侧为高温液体端。 [0018] 陶瓷纤维密封填料4采用耐高温材料主要起隔热和对气体进行适当的密封，铜合金带缠绕金属填料5和膨胀石墨填料7对陶瓷纤维密封填料4的泄漏极少量的气体进行密封隔离，从而起到密封作用。当填料用于工作时间长产生磨损而变松时可以调整外螺纹锁紧装置3压紧。高温液体部分密封采用组合耐高温塑料12、石墨纤维13和金属锁定环14组成的组合密封圈进行密封，并采用斜心弹簧对接触面进行锁紧。超高温气体接触的法兰和高温液体接触的法兰中间由隔热材料进行隔离和密封，使超高温气体部分热量不能从法兰直接传递到高温液体部分的法兰而引起高温液体温度的进一步升高。为保证轴不受超高温气体的传热而升温，在轴往复轴表明进行陶瓷镀层起绝热作用。 [0019] 所述的膨胀石墨填料7和陶瓷纤维密封填料4为是圆柱形环，铜合金带缠绕金属填料5为内小外大的是圆台形环，其母线为直线或曲线，形成楔形，保证密封效果。 [0020] 所述的阶梯法兰19、法兰8、外螺纹锁紧装置3、卡环18、螺栓9和螺母11均采用相同耐高温合金材料，保证在高温环境下有相同的变形。