CN106168290B - 一种机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械密封装置，属于密封装置领域。该机械密封装置包括套装在转动轴上的机械密封组件、套装在转动轴上且设置于机械密封组件两侧的第一密封压盖和第二密封压盖、设置于第一密封压盖和第二密封压盖之间的密封座、固定套装在机械密封组件的动环上的泵送环、以及套装在转动轴上且与机械密封组件间隔布置的风扇，其中，机械密封组件、第一密封压盖、第二密封压盖和密封座之间形成环形的密封腔，泵送环位于密封腔内，密封腔内设有液体介质和导热块。通过泵送环转动，液体介质在密封腔内循环流动，从而将机械密封组件工作产生的热量充分传递给导热块，然后经风扇散热，进而实现机械密封组件的散热冷却。

Description

一种机械密封装置

技术领域

本发明涉及密封装置领域，特别涉及一种机械密封装置。

背景技术

机械密封是指由至少一对垂直于转动轴的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止液体泄漏的装置。机械密封组件一般包括：动环、静环、辅助密封件、以及弹力补偿机构，工作时，动环和静环之间存在相对运动，在液体介质压力和弹力补偿机构的弹力共同作用下，动环和静环端面紧密贴合且在两端面间形成液膜，从而实现密封。

机械密封组件工作过程中，动环和静环之间的相对运动会产生热量，若不及时将热量散发，温度过高容易导致机械密封组件失效，进而产生密封泄露，因此，需要对机械密封组件进行冷却处理。目前，机械密封组件的冷却通常是采用冲洗式结构，通过在机械密封结构上分别设置冲洗进口管路和冲洗出口管路，冷却水经冲洗进口管路进入密封腔，经冲洗出口管路流出，从而带走机械密封组件工作产生的热量。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术中采用冷却水作为冲洗介质，而当运送介质为低温介质，例如液化石油气、液化天然气等，运送介质与冲洗介质之间温差极大，易导致机械密封组件损坏，且采用冷却水冲洗达不到机械密封组件冷却效果。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种机械密封装置。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种机械密封装置，适用于安装在转动轴上，所述机械密封装置包括套装在所述转动轴上的机械密封组件、套装在所述转动轴上且设置于所述机械密封组件两侧的第一密封压盖和第二密封压盖、设置于所述第一密封压盖和第二密封压盖之间的密封座、固定套装在所述机械密封组件的动环上的泵送环、以及套装在所述转动轴上且与所述机械密封组件间隔布置的风扇；

所述机械密封组件、第一密封压盖、第二密封压盖和密封座之间形成环形的密封腔，所述泵送环位于所述密封腔内，所述密封腔内设有液体介质和导热块。

进一步地，所述密封座的侧壁上设有散热片且所述散热片位于所述密封腔外。

具体地，所述导热块的与所述第一密封压盖和第二密封压盖相对的表面上分别设有凸起，所述第一密封压盖和第二密封压盖上设有与所述凸起相对应的凹槽，所述凸起和所述凹槽相互配合从而将所述导热块固定在所述密封腔内，所述导热块的远离所述转动轴的一端的端面与所述密封腔的内壁相接触。

进一步地，所述泵送环上设有沿所述转动轴径向延伸的螺孔，所述螺孔内设有螺钉，从而将所述泵送环固定在所述机械密封组件的动环上。

优选地，所述泵送环为螺旋式泵送环。

进一步地，所述风扇包括固定套装在所述转动轴上的支座、以及固定在所述支座上的叶片。

进一步地，所述密封腔的侧壁上设有液体入口，所述液体入口的一端与所述密封腔相连接。

更进一步地，所述液体入口的另一端设有密封监测装置。

可选地，所述导热块采用铝合金材料制成。

可选地，所述液体介质为透明液体介质。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供了一种机械密封装置，该机械密封装置包括机械密封组件、第一密封压盖、第二密封压盖、密封座、泵送环、以及风扇，其中，机械密封组件、第一密封压盖、第二密封压盖和密封座之间形成密封腔，泵送环位于密封腔内，密封腔内设有液体介质和导热块。通过设置于机械密封组件的动环上的泵送环转动，液体介质在密封腔内循环流动，从而将机械密封组件工作产生的热量充分传递给导热块，然后经风扇散热，进而实现机械密封组件的散热冷却。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种机械密封装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种机械密封装置的泵送环的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种机械密封装置的密封监测装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种机械密封装置，该机械密封装置适用于安装在转动轴上，在本实施例中，该机械密封装置可以应用于电动深井泵，其中，电动深井泵抽取的液体介质常为易燃易爆的液体介质，例如液化石油气、液化天然气等，通过本发明实施例提供的机械密封装置，可以将机械密封组件工作产生的热量及时传导出去，避免了因机械密封组件温度升高造成机械密封组件失效而导致易燃易爆液体介质向外泄露现象的发生，极大地提高了设备的安全性。

图1为本发明实施例提供的一种机械密封装置的结构示意图。如图1所示，该机械密封装置包括套装在转动轴10上的机械密封组件21、套装在转动轴10上且设置于机械密封组件21两侧的第一密封压盖22和第二密封压盖23、设置于第一密封压盖22和第二密封压盖23之间的密封座24、固定套装在机械密封组件21的动环21a上的泵送环25、以及套装在转动轴10上且与机械密封组件21间隔布置的风扇26。其中，机械密封组件21、第一密封压盖22、第二密封压盖23和密封座24之间形成环形的密封腔27，泵送环25位于该密封腔27内，密封腔27内设有液体介质和导热块28。

具体地，机械密封组件21包括：动环21a、静环21b、密封圈21c、以及压簧21d，其中动环21a固定套装在转动轴10上，静环21b分别固定安装在第一密封压盖22和第二密封压盖23上。机械密封组件21工作时，动环21a随着转动轴10转动，与静环21b之间形成相对运动，在液体介质压力和压簧21d的弹力共同作用下，动环21a和静环21b端面紧密贴合且在两端面间形成液膜，配合密封圈21c，从而实现密封。在本发明实施例中，机械密封组件21为双端面机械密封，由第一道机械密封21e和第二道机械密封21f组成。采用双端面机械密封时，当第一道机械密封21e产生泄漏时，第二道机械密封21f还可以用于密封，从而提高机械密封的可靠性。当然，机械密封组件21也可以为单端面机械密封，本发明实施例对此不做限制。

进一步地，密封座24的侧壁上设有散热片29且该散热片29位于密封腔27外。该散热片29可以将导热块28传导至密封座24上的部分热量散发，辅助散热，进而提高机械密封组件21的散热冷却效果。

具体地，导热块28的与第一密封压盖22和第二密封压盖23相对的表面上分别设有凸起28a和28b，第一密封压盖22上设有与凸起28a相对应的凹槽22a，第二密封压盖23上设有与凸起28b相对应的凹槽23a，凸起28a与凹槽22a相互配合以及凸起28b与凹槽23a相互配合从而将导热块28固定在密封腔27内，且导热块28的远离转动轴10的一端的端面28c与密封腔27的内壁相接触。一方面可以固定导热块28，避免转动轴10转动时导热块28位置变化而影响其他组件，例如，影响泵送环25的转动；另外，导热块28的端面28c与密封腔27的内壁相接触可以将导热块28传导的热量更有效的传递给密封座24即将热量传递至密封腔27外，然后经风扇26散热，进而加强机械密封组件21的散热冷却效果。

可选地，导热块28可以采用铝合金材料制成。由于铝合金具有优良的导热性，进而可以快速将热量经液体介质传递给密封座24，加强机械密封组件21的散热冷却效果；另外，铝合金材料质轻，可以避免过重而影响其他接触组件。当然，导热块28也可以采用其他金属材料制成，例如铜等，本发明实施例对此不做限制。

在本发明实施例中，为了加强机械密封组件21工作产生的热量传递，在泵送环25可以转动以及液体介质可以循环流动的前提下，设于密封腔27内的导热块28体积可以尽可能的大，导热块28体积增大可以将更多的热量传导出去，加强机械密封组件21的散热冷却效果。

进一步地，泵送环25上设有沿转动轴10径向延伸的螺孔25a，该螺孔25a内设有螺钉，从而将泵送环25固定在机械密封组件21的动环21a上。采用螺钉与螺孔25a相配合的方式可以将泵送环25固定在动环21a上，有利于泵送环25的安装和固定。

图2为本发明实施例提供的一种机械密封装置的泵送环的结构示意图。如图2所示，泵送环25为螺旋式泵送环。将泵送环25设计成螺旋式形状，该泵送环25转动时，液体介质可以更有效的在密封腔27内循环流动继而促进热量的传递。其中，泵送环25可以依据密封腔27的空间大小设计。在本发明实施例中，由于导热块28的体积较大，因此密封腔27的径向空间较小、轴向空间较大，可以选择螺旋式泵送环。

具体地，风扇26包括固定套装在转动轴10上的支座26a、以及固定在该支座26a上的叶片26b，叶片26b通过螺丝26c与支座26a固定连接。其中，支座26a与转动轴10传动连接，因此固定在支座26a上的叶片26b以及支座26a可以随着转动轴10一起转动，进而风扇26实现散热。

可选地，密封腔27的侧壁上设有液体入口27a，液体入口27a的一端与密封腔27相连接。该液体入口27a可以用于注入液体介质，使得密封腔27充满液体介质。在本发明实施例中，该液体入口27a可以设置于第一密封压盖22上且与密封腔27相连接，将液体入口27a设置于第一密封压盖22上可以在密封腔27充满液体介质情况下避免液体介质回流现象的发生。

在本发明实施例中，液体入口27a的另一端设有密封监测装置。该密封监测装置可以用于机械密封装置的泄露监测。

图3为本发明实施例提供的一种机械密封装置的密封监测装置的结构示意图，如图3所示，该密封监测装置主要包括壳体41、活塞42、压力表43、压缩弹簧44、观察罩45、活塞杆46、第一连接管47、第二连接管48；其中，活塞42将壳体41内的空腔分为第一腔49a和第二腔49b，第一连接管47与第一腔49a相连接，第二连接管48与第二腔49b相连接，活塞杆46的一端位于第一腔49a内且安装在活塞42上，观察罩45安装在壳体41顶盖上，活塞杆46的另一端伸出壳体41顶盖并伸入观察罩45内，压缩弹簧44位于第二腔49b内，且压缩弹簧44的两端分别抵在活塞42和壳体41底盖上；第一腔49a内设有液体介质；压力表43用于测量第一腔49a内的压力。

本发明实施例中，该机械密封装置的密封监测可以采用上述密封监测装置，密封腔27经液体入口27a与第一连接管47连接，电动深井泵的集液室与第二连接管48连接，其中，压缩弹簧44的弹力加上电动深井泵集液室的压力与第一腔49a的压力加上密封腔27的压力相等。当发生密封泄露时，密封腔27内的液体介质减少，则第一腔49a内的液体介质会经第一连接管47、液体入口27a进入密封腔27，进而第一腔49a内的液体介质减少，压力表43检测的压力减小，同时，活塞杆46处于的平衡也会因为第一腔49a的压力减小而被打破，通过观察罩45观察活塞杆46的运动情况也可以判断机械密封是否发生泄露；另外，通过观察罩45上的刻度可以读取活塞杆46的端部位置，进而判断机械密封泄漏的液体介质的量。

可选地，该液体介质可以为透明液体介质，例如煤油等。当液体介质为透明液体介质时，可以通过观察罩45直接观察活塞杆46的运动情况及其端部位置刻度，进而判断机械密封是否发生泄漏以及液体介质的泄露量，提高机械密封装置的可靠性，进而提高设备的安全性。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机械密封装置，适用于安装在转动轴上，所述机械密封装置包括套装在所述转动轴上的机械密封组件，其特征在于，

所述机械密封装置还包括：套装在所述转动轴上且设置于所述机械密封组件两侧的第一密封压盖和第二密封压盖、设置于所述第一密封压盖和第二密封压盖之间的密封座、固定套装在所述机械密封组件的动环上的泵送环、以及套装在所述转动轴上且与所述机械密封组件间隔布置的风扇；

所述机械密封组件、第一密封压盖、第二密封压盖和密封座之间形成环形的密封腔，所述泵送环位于所述密封腔内，所述密封腔内设有液体介质和导热块；

所述导热块的与所述第一密封压盖和第二密封压盖相对的表面上分别设有凸起，所述第一密封压盖和第二密封压盖上设有与所述凸起相对应的凹槽，所述凸起和所述凹槽相互配合从而将所述导热块固定在所述密封腔内，所述导热块的远离所述转动轴的一端的端面与所述密封腔的内壁相接触，所述导热块与所述机械密封组件间隔设置，

所述密封腔的侧壁上设有液体入口，所述液体入口的一端与所述密封腔相连接，所述液体入口的另一端设有密封监测装置。

2.根据权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，所述密封座的侧壁上设有散热片且所述散热片位于所述密封腔外。

3.根据权利要求1-2任一项所述的机械密封装置，其特征在于，所述泵送环上设有沿所述转动轴径向延伸的螺孔，所述螺孔内设有螺钉，从而将所述泵送环固定在所述机械密封组件的动环上。

4.根据权利要求1-2任一项所述的机械密封装置，其特征在于，所述泵送环为螺旋式泵送环。

5.根据权利要求1-2任一项所述的机械密封装置，其特征在于，所述风扇包括固定套装在所述转动轴上的支座、以及固定在所述支座上的叶片。

6.根据权利要求1-2任一项所述的机械密封装置，其特征在于，所述导热块采用铝合金材料制成。

7.根据权利要求1-2任一项所述的机械密封装置，其特征在于，所述液体介质为透明液体介质。