CN104214345A

CN104214345A - 多级密封装置

Info

Publication number: CN104214345A
Application number: CN201410276396.2A
Authority: CN
Inventors: 马卫东
Original assignee: LIAOYANG PUMP INDUSTRY SEAL Co Ltd
Current assignee: LIAOYANG PUMP INDUSTRY SEAL Co Ltd
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2014-12-17

Abstract

本发明多级密封装置涉及设备密封技术领域。该多级密封装置包括三个密封结构，其中，第一密封结构设于靠近密封腔体法兰的一侧，包括一螺旋轮，一气体阀，一气压表，第一单向阀；第二密封结构设于远离密封腔体法兰的一侧，包括多个盘根填料，压盖，压盖调整单元；第三密封结构设于第一密封结构和第二密封结构之间，包括第二单向阀，过流均布套。该多级密封装置通过三级密封结构的设置有效的保证了直径在300毫米以上的大型设备的密封问题，同时可实现设备不拆机状态下的密封操作。第一密封结构和第三密封结构为注入式柔性液体密封结构，第二密封结构为填料式密封结构，本发明的密封结构为分体式可方便拆卸维修。

Description

多级密封装置

技术领域

本发明涉及设备密封技术领域，尤其涉及一种包括液体密封和填料密封的多级密封装置。

背景技术

填料密封虽然已有1000多年的历史但在好多设备上至今仍在应用，如往复轴井口密封设备、往复泵轴封，超过300毫米以上的大规格圆周密封。机械密封大部分替代了第一代填料密封，如泵用密封、釜用旋转轴密封等，但是对于轴径超过300毫米以上的密封还是不能使用机械密封，因为所有密封环，不论是压制还是烧结，没有那么大的加工制造设备。

目前，机械密封也有很多不足，如：1、密封的寿命跟不上化工行业两三年大检修的周期需要；2、密封一旦泄漏就得停机停产，大拆大卸，使得维修费用高，造成停产经济损失严重；3、由于机械密封零件制造精度很高，不仅制造加工困难、安装困难而且维修保养也特别困难；4、第二代机械密封制造规格最大直径不超过300毫米。

专利号为201220324320.9、发明创造名称为“液压密封装置”的实用新型专利公开了一种适用于直径不超过300毫米的液压密封装置的技术方案，在该技术方案中公开了一种注入式的液压密封装置。但是，该专利的技术方案不适用直径超过300毫米以上的设备的密封。

同时，由于科学技术的进步与发展，对设备密封的要求越来越向大轴径、长寿命、少拆卸、少停产的要求发展，这样现有的填料密封、机械密封及液压密封就不适应这种需求了。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种多级密封装置，该多级密封装置通过三级密封结构有效的增强了密封效果；而且通过两个注入式液体密封结构可以保证再不拆卸设备的情况下实现密封操作。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多级密封装置，包括密封腔体，所述的密封腔体为一带有通孔的管状体，密封腔体一端设有安装法兰，所述的密封腔体上设有三个密封结构：

第一密封结构设于靠近密封腔体法兰的一侧，包括：

一螺旋轮，设于密封腔体通孔中，所述的螺旋轮为管状，螺旋轮一端外表面相邻设有左旋和右旋的螺纹部，所述的左旋螺纹部和右旋的螺纹部之间设有第一环形凹槽；

一气体阀，设于所述的第一环形凹槽的上部，并延伸出密封腔体，所述的气体阀的中空孔与第一环形凹槽相对应，中空孔中设有可上下滑动的柱塞，气体阀与密封腔体连接部设有O型密封圈；

一气压表，与气体阀相连通；

第一单向阀，设于所述的第一环形凹槽的上部，并延伸出密封腔体，所述的第一单向阀通过第一通道与第一环形凹槽相对应，所述的第一单向阀上部设有第一注液枪连接部，所述的第一注液枪连接部与外部的第一注液枪连接。

第二密封结构设于远离密封腔体法兰的一侧，包括：

多个盘根填料，设于螺旋轮与密封腔体内壁的空间；

压盖，一端与多个盘根填料邻接；

压盖调整单元，设于密封腔体远离法兰的一侧端部，所述的压盖调整单元与压盖邻接；

第三密封结构设于第一密封结构和第二密封结构之间，包括：

第二单向阀，设于所述的多个盘根填料的上部，并延伸出密封腔体，第二单向阀的下部通过第二通道与多个盘根填料相连通，所述的第二单向阀上部设有第二注液枪连接部，所述的第二注液枪连接部与外部的第二注液枪连接。

密封腔体采用多瓣分体式结构。

通过上述本发明的技术方案，本发明的多级密封装置通过三级密封结构的设计使密封效果更好。其中两级密封为液体密封，把机械密封易损件变成了密封液，密封一旦失效不再大拆大卸更换密封零件，在开车时、只需将外接快速接头与注入枪连接、用注入枪打几下、注入点密封液、几分钟即可立即恹复密封。同时密封腔体采用多瓣分体式，便于拆卸，维修方便。

附图说明

图1为本发明的多级密封装置的一种实施方式剖面结构示意图；

图2为本发明的第一密封结构剖面结构示意图；

图3为本发明的密封腔体结构示意图；

图3a为本发明的密封腔体剖面结构示意图；

图3b为本发明的密封腔体法兰一面的主视结构示意图；

图4为本发明的螺旋轮结构示意图；

图5为本发明的压盖调整单元结构示意图；

图6为本发明的过流均布套结构示意图；

图7为本发明的卡环结构示意图；

图7a为本发明的卡环主视结构示意图；

图7b为本发明的卡环剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明：

如图1、图2和图3(包括图3a和图3b)所示，一种多级密封装置，包括密封腔体100，所述的密封腔体100为一带有通孔的管状体，密封腔体100一端设有安装法兰101，该多级密封装置可通过安装法兰101安装在外部需要密封的设备上。安装法兰101上设有多个安装孔102，并通过螺栓60与外部设备固定连接。为了保证与外部设备的安装密封效果，所述的密封腔体法兰101的一端设有环形密封圈50。同时，在所述的密封腔体法兰101的一端设有密封端盖70，实现对密封腔体100和外部设备的有效密封。

所述的密封腔体100上设有三个密封结构：

第一密封结构设于靠近密封腔体法兰101的一侧，包括：

一螺旋轮11，如图4所示，螺旋轮11设于密封腔体100通孔中，所述的螺旋轮11为管状，螺旋轮11一端外表面相邻设有左旋螺纹部111和右旋的螺纹部112，所述的左旋螺纹部111和右旋的螺纹部112之间设有第一环形凹槽113，在螺旋轮11上还设有螺旋轮安装孔114，通过螺旋轮安装孔114将螺旋轮11固定于密封腔体100上。

一气体阀12，如图1、图2和图3a所示，所述的气体阀12设于所述的第一环形凹槽113的上部，并延伸出密封腔体100，气体阀12设于密封腔体100上的气体阀安装孔12’中。所述的气体阀12的中空孔与第一环形凹槽113相对应，即中空孔的出气口对应于第一环形凹槽113，中空孔中设有可上下滑动的柱塞122，气体阀12与密封腔体100连接部设有O型密封圈123。

一气压表，与气体阀12相连通。气压表显示通过气体阀12的气压。

第一单向阀13，如图1、图2和图3a所示，所述的第一单向阀13设于所述的第一环形凹槽113的上部，并延伸出密封腔体100，第一单向阀13设于密封腔体100上的第一单向阀安装孔13’中。所述的第一单向阀13通过第一通道132与第一环形凹槽113相对应，即第一通道132的出液口与第一环形凹槽113相对应。所述的第一单向阀13上部设有第一注液枪连接部131，所述的第一注液枪连接部131与外部的第一注液枪连接。

如图1所示，第二密封结构设于远离密封腔体法兰101的一侧，包括：

多个盘根填料21，设于螺旋轮11与密封腔体100内壁的空间，即多个盘根填料填充在螺旋轮11的外部与密封腔体100内壁构成的空间中。所述的多个盘根填料21优选两个、三个、四个、五个或六个。盘根填料也叫密封，通常由较柔软的线状物编织而成，通过截面积是正方形的条状物填充在密封腔体100内，从而实现密封。填料密封最早是以棉麻等纤维塞在泄漏通道内来阻止液流泄漏，主要用作提水机械的轴封。现在盘根被广泛用于离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封、活塞泵、往复式压缩机、制泠机的往复运动轴封，以及各种阀门阀杆的旋动密封等。

压盖22，压盖22一端与多个盘根填料21邻接。压盖22用来压紧多个盘根填料21。

压盖调整单元23，如图1和图5所示，压盖调整单元23设于密封腔体100远离法兰101的一侧端部，所述的压盖调整单元23与压盖22邻接，压盖调整单元23可以紧固压盖22，进而实现压紧多个盘根填料21。所述的压盖调整单元23通过螺纹与密封腔体100连接。所述的压盖调整单元23优选通过内螺纹231与密封腔体100端部的外螺纹7连接。

如图1和图3a所示，第三密封结构设于第一密封结构和第二密封结构之间，包括：

第二单向阀31，设于所述的多个盘根填料21的上部，并延伸出密封腔体100，第二单向阀31设于密封腔体100上的第二单向阀安装孔31’中。第二单向阀31的下部通过第二通道与多个盘根填料21相连通，即第二单向阀31中的密封液可以流到多个盘根填料21中，进而实现液体密封。所述的第二单向阀31上部设有第二注液枪连接部，所述的第二注液枪连接部与外部的第二注液枪连接。

为了使密封液均匀的流到各个盘根填料中，如图1和图6所示，所述的第三密封结构还包括一过流均布套32，所述的过流均布套32设于多个盘根填料21之间，过流均布套32上设有第二环形凹槽321，第二环形凹槽321通过多个小孔322与盘根填料21连通。多个小孔322均布在第二环形凹槽321的两侧，同时，在第二环形凹槽321的下部对应设有向外凹的槽，在向外凹的槽的两侧也均匀设有多个小孔322。密封液可通过小孔322向两侧流动，进而实现密封液均匀分布。

如图3b所示，所述的密封腔体100为分体式结构，即密封腔体100包括多个瓣状结构。所述的多个瓣状结构优选包括二至十二瓣。

为了将多瓣状结构的密封腔体100连成一体，如图1和图7(包括图7a和图7b)所示，所述的多级密封装置还包括分体式可拆卸的卡环40，所述的卡环40设于密封腔体100外部。所述的各分体卡环上设有卡环安装孔41，相邻的各分体卡环上对应的位置设有凹进的卡环安装面42，可通过螺栓旋入卡环安装孔41中实现固定各分体卡环。

第一密封结构为柔性液体密封，其密封原理为：靠一个柔性液体密封环承载来自两个正反方向高速螺旋体产生的轴向压力实现密封的(如2所示，两端多头螺旋挤压形成的柔性液体密封环9)。

第二密封结构的盘根填料的压力调整是通过旋转压盖调整单元来实现的。

第三密封结构的过流均布套是保证柔性密封液注入在圆周均布的部件。

工作程序与原理：

1、注液前先将压盖调整单元23背紧。

2、开车前将第一、第二密封液注入枪软管接头分别与密封腔体100两个外露接头或单向阀连接，将密封液分别注入盘根填料腔内和液体密封端第一环形凹槽113内，见压力表达到0.5公斤压力即可、视为密封液注满。

3、开车后在左右旋螺旋轮11产生的有两边向中间的轴向力的作用下、使槽内形成一道截面积为椭圆形柔性液体密封环9将介子封住。

4、停车后双向螺旋轮11的轴向力消失、此时当液体密封环9的液位下降时、气体阀12自动打开、在2公斤气体压力的作用下、密封液向两边分散、由于密封液有一定的粘度和强度迅速将右端的缝隙封住、(一般设备一旦停机只是设备内所存介子的自重倒灌压力，该压力一般都不超过两公斤)阻止介子向外泄漏(停车密封)。

5、当螺旋轮11形成的是第一道密封失效或者有微漏现象时第二密封结构(填料密封)和第三密封结构(填料密封中的密封液)是第二道密封，起到保险作用。

6、当第二道密封稍有微漏时，在不停机状态下、再连接第二注液枪接头注入密封液便可立即恹复密封。

7、运转四五年后螺旋轮11也不会磨损、(至少十年寿命)只是盘根填料21有可能***失效需要更换、更换盘根填料21时，必须停车，但时间很短，因为只要将多瓣的密封腔体卡环40松开、密封腔体100打开便可更换新的盘根填料21，然后再将密封腔体100合装上即可开车工作。

本发明的技术方案特别是针对300毫米以上的无法制造的大直径的机械密封效果非常好，分体注入式柔性液体密封技术方案适应于各种泵、反应釜、搅拌器、特别是电厂的大型粉煤机等大轴径密封，可免拆卸、少停产或不停产，恹复密封效率高、寿命长、维修与检修费用低、减少停车损失。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种多级密封装置，包括密封腔体，所述的密封腔体为一带有通孔的管状体，密封腔体一端设有安装法兰，其特征在于，所述的密封腔体上设有三个密封结构：

第一密封结构设于靠近密封腔体法兰的一侧，包括：

一气压表，与气体阀相连通；

第二密封结构设于远离密封腔体法兰的一侧，包括；

多个盘根填料，设于螺旋轮与密封腔体内壁的空间；

压盖，一端与多个盘根填料邻接；

2.根据权利要求1所述的多级密封装置，其特征在于，所述的压盖调整单元通过螺纹与密封腔体连接。

3.根据权利要求2所述的多级密封装置，其特征在于，所述的压盖调整单元通过内螺纹与密封腔体连接。

4.根据权利要求1所述的多级密封装置，其特征在于，所述的多个盘根填料包括两个、三个、四个、五个或六个。

5.根据权利要求1所述的多级密封装置，其特征在于，所述的第三密封结构还包括一过流均布套，所述的过流均布套设于多个盘根填料之间，过流均布套上设有第二环形凹槽，第二环形凹槽通过多个小孔与盘根填料连通。

6.根据权利要求1所述的多级密封装置，其特征在于，所述的密封腔体为分体式结构，即密封腔体包括多个瓣状结构。

7.根据权利要求6所述的多级密封装置，其特征在于，多个瓣状结构包括二至十二瓣。

8.根据权利要求7所述的多级密封装置，其特征在于，还包括分体式可拆卸的卡环，所述的卡环设于密封腔体外部。

9.根据权利要求1所述的多级密封装置，其特征在于，所述的密封腔体法兰的一端设有环形密封圈。

10.根据权利要求1所述的多级密封装置，其特征在于，所述的密封腔体法兰的一端设有密封端盖。