CN103291927A - 用于颗粒介质的机械密封装置 - Google Patents

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Abstract

用于颗粒介质的机械密封装置，在旋转轴外侧以轴向相对方式设有静止密封环和旋转密封环，其相对的轴向端面为密封面。静止密封环经防转结构和沿圆周间隔设置的弹簧定位设置在固定结构上；旋转密封环经传动结构与旋转轴或轴套传动连接。在静止密封环的密封端面部位开设有经管路结构与冲洗液提供源相连通的冲洗口。该密封装置特别适用于对含有固形颗粒和/或具有结晶倾向特性的液体介质的密封，通过由密封端面开设的冲洗口送出适当形式冲洗液的冲洗，可有效避免颗粒在密封端面处的集聚，并能有效防止在端面部位出现结晶。

Description

用于颗粒介质的机械密封装置
技术领域
本发明涉及一种机械密封结构，特别是一种可适应含有颗粒和/或具有结晶倾向特性的液体介质的机械密封装置。
背景技术
    在现代工业应用中，特别是在输送高温、高压或有毒流体设备中，已更多地采用了由静止密封环和旋转密封环实现的端面机械密封***。该机械密封的基本结构，包括有在旋转轴外侧以轴向相对方式设有静止密封环和旋转密封环，其相对的轴向端面为密封面。其中的静止密封环经防转结构和沿圆周间隔设置的弹簧定位设置在静止密封环座或密封端盖等固定结构上，旋转密封环经传动结构与旋转轴轴套传动连接。该密封结构可以根据需要用于静止式的接触式机械密封，或用于流体静压式机械密封等不同情况。在某些工业应用中，泵送介质中可含有、甚至是大量的固形颗粒杂质，和/或含有易结晶倾向的成分。常规的机械密封结构在这些介质中工作一段时间后，其密封端面间会有固形颗粒物集聚，和/或由于对密封端面的温度变化敏感而在密封端面间产生出结晶物质。这些固形颗粒物和/或结晶物很容易破坏密封端面的平面度，造成端面磨损，寿命降低，很难保证常规密封在这些介质中的正常工作。
发明内容
    针对上述情况，本发明提供了一种提供能适应含有固形颗粒物和/或具有结晶倾向特征的液体介质的机械密封结构，使密封结构能在此类液体介质中避免固形颗粒物在密封端面部位集聚和/或结晶，保证密封的正常工作。
    本发明用于颗粒介质的机械密封装置，是以常规端面机械密封结构为基础进行的进一步改进。基本结构同样是在旋转轴的外侧，以轴向相对方式设有静止密封环和旋转密封环其相对的轴向端面为密封面。静止密封环经防转结构和沿圆周间隔设置的弹簧定位设置在固定结构上，其中固定结构优选为密封端盖；旋转密封环经传动结构与旋转轴或轴套传动连接。其中，在静止密封环的密封端面部位开设有经管路结构与冲洗液提供源相连通的冲洗口。
上述结构中所说的管路结构，优选采用为盘绕于静止密封环之外的盘管式结构。由于该盘管式结构能具有一定的浮动性，因而不会影响静环的浮动性。
此外，上述所说的用于输送冲洗液的管路结构，还可以采用与设置于定位静止密封环的固定结构中、并与冲洗液提供源连通的冲洗液输出口连接的方式。
为使上述结构具有更大的适应范围，上述在所说定位静止密封环的固定结构上沿圆周间隔设置的弹簧，优选采用为分别设置于可在该固定结构上调节轴向位置的弹簧座中。更好的方式是使弹簧座以螺纹方式装配在所说的固定结构上。根据冲洗流量的不同，通过调节弹簧座的螺纹旋转圈数（或其它调节方式），实现对弹簧弹力的调节，保证在冲洗液的作用下密封端面间仍能很好地实现为密封所需的贴合。
进一步，在所说的用于定位设置静止密封环的固定结构上，在其与静止密封环滑动配合部位的表面被覆有耐磨材料层，如采用喷涂、喷焊等方式在表面喷涂硬质合金、Cr3C2等目前常用的高硬度耐磨材料被覆层。
在所说定位设置静止密封环的密封端盖固定结构与静止密封环的滑动配合部位处，通常都设有如O形橡胶密封圈等形式的环状密封件，更优选的是在该环状密封件与密封端盖固定结构间同时还设有摩擦系数小于该环状密封件摩擦系数的支撑环，如工程塑料等材料的支撑环等，由O形密封圈等环状密封件与工程塑料等形式的支撑环共同构成静止密封环的浮动密封。
由于O形橡胶密封圈等常用密封件具有一定的预压缩量，其直接与金属材料密封端盖等固定结构接触滑动，因有摩擦系数较大而易损坏。在所说的固定结构的该接触滑动配合部位间设有具有更低摩擦系数（如低于常用的橡胶密封圈）材料的支撑环（如工程塑料等材料），和/或在该固定结构与支撑环的滑动接触部位表面被覆有上述的硬质合金等高硬度材料，都将有利于保证静止密封环具有较高的浮动性能，并增强固定结构与静止密封环浮动密封处的耐磨性。
    由此可以理解，本发明上述结构的密封装置，通过将适当形式的冲洗液经管路送至密封端面的冲洗口，对密封端面进行冲洗，即可有效避免颗粒在密封端面处的集聚，和/或有效防止在端面部位出现结晶。采用盘管等方式的冲洗液输送管路，还能使冲洗管路具备很好的浮动性能，不对静环组件的浮动性造成影响。进一步通过弹簧座调节弹簧的弹力，使在冲洗流量不同的情况下，密封端面都能良好的贴合，保证密封正常运行，进一步扩大了上述密封装置的适应范围。此外，在压盖等固定结构与密封圈等密封件的滑动接触的部位表面被覆有耐磨材料层，和/或在密封件与固定结构滑动接触部位间进一步加设低摩擦系数的支撑环后，都能有利于进一步保证和提高静止密封环（组件）具有较高的浮动性能和增强耐磨性，延长使用寿命。
以下结合附图所示实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
附图说明
    图1是本发明用于颗粒介质的机械密封装置的一种结构示意图。
具体实施方式
    如图所示的是本发明用于颗粒介质的机械密封装置的基本结构。在与旋转轴1传动配合且在配合面中设有O形密封圈15的轴套2外侧，以轴向相对方式设有静止密封环8和旋转密封环9，其相对的轴向端面为密封面。静止密封环8经防转结构14和沿圆周间隔设置的弹簧6定位设置在固定结构（图中所示为密封端盖）5上，其中各弹簧6分别均以可调节轴向位置的螺纹方式装配在所说的固定结构5上的弹簧座3中，其间并设有O形密封圈4。旋转密封环9经传动销等形式的传动结构11与旋转轴轴套2传动连接，旋转密封环9与轴套2间设有O形橡胶密封圈10。在静止密封环8的密封端面部位开设有经盘绕于静止密封环8之外的盘管式结构管路结构7，与设置于定位静止密封环8的固定结构（密封端盖）5中、并与冲洗液提供源连通的冲洗液输出口连接的冲洗口。在定位设置静止密封环8的固定结构（密封端盖）5上用于与静止密封环8的滑动配合部位表面，被覆有硬质合金、Cr3C2等高硬度材料的耐磨材料层耐磨材料层16。在该固定结构（密封端盖）5与静止密封环8的滑动配合部位间设有O形橡胶密封圈等常用形式的环状密封件12，并在该环状密封件12与固定结构（密封端盖）5间同时还设有摩擦系数小于该环状密封件12摩擦系数的工程塑料等材料的支撑环13。

Claims (8)

1.用于颗粒介质的机械密封装置，在旋转轴（1）外侧以轴向相对方式设有静止密封环（8）和旋转密封环（9），其相对的轴向端面为密封面，静止密封环（8）经防转结构（14）和沿圆周间隔设置的弹簧（6）定位设置在固定结构（5）上，旋转密封环（9）经传动结构（11）与旋转轴或轴套（2）传动连接，其特征是在静止密封环（8）的密封端面部位开设有经管路结构（7）与冲洗液提供源相连通的冲洗口。
2.如权利要求1所述的机械密封装置，其特征是所说的管路结构（7）为盘绕于静止密封环（8）之外的盘管式结构。
3.如权利要求1所述的机械密封装置，其特征是所说的管路结构（7）与设置于定位静止密封环（8）的固定结构（5）中、并与冲洗液提供源连通的冲洗液输出口连接。
4.如权利要求1所述的机械密封装置，其特征是在所说定位静止密封环（8）的固定结构（5）上沿圆周间隔设置的弹簧（6），分别设置于可在该固定结构（5）上调节轴向位置的弹簧座（3）中。
5.如权利要求4所述的机械密封装置，其特征是所说的弹簧座（3）以螺纹方式装配在所说的固定结构（5）上。
6.如权利要求1至5之一所述的机械密封装置，其特征是所说用于定位静止密封环（8）的固定结构（5）为密封端盖。
7.如权利要求6所述的机械密封装置，其特征是所说的定位静止密封环（8）的固定结构（5）上用于与静止密封环（8）的滑动配合部位表面，被覆有耐磨材料层（16）。
8.如权利要求7所述的机械密封装置，其特征是在所说定位静止密封环（8）的固定结构（5）与静止密封环（8）的滑动配合部位间设有环状密封件（12），并在该环状密封件（12）与固定结构（5）间同时还设有摩擦系数小于该环状密封件（12）摩擦系数的支撑环（13）。
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