CN106321502B - 一种应急密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应急密封装置，属于密封装置领域。该应急密封装置包括：固定套装在电动深井泵泵轴上的内轴套、固定在电动深井泵的集液器上且套装在泵轴上的外轴套、同轴连接在泵轴上的调整螺母和承载该调整螺母的支座；其中，外轴套的内壁安装有轴向U型密封圈，内轴套位于外轴套内，内轴套的内壁设有径向密封圈且该内轴套的一端设有外凸缘，调整螺母用于调整该外凸缘与外轴套的一端端面的间距，当该外凸缘压在外轴套的一端端面上时，内轴套的另一端将轴向U型密封圈压紧在集液器上。该应急密封装置通过转动调整螺母使得内轴套的一端将轴向U型密封圈压紧在集液器上，配合内轴套内壁设有的径向密封圈，从而实现应急密封。

Description

一种应急密封装置

技术领域

本发明涉及密封装置领域，特别涉及一种应急密封装置。

背景技术

应急密封装置是指在紧急情况下(例如检修、更换零部件等)用来实现密封的一种装置。

现有一种应急密封装置，该应急密封装置在潜艇艉轴管维修时密封用。该应急密封装置包括固定安装在船体结构上的壳体，艉轴穿插在壳体内部，壳体与艉轴之间滑动安装有滑块；壳体的内壁上对应滑块设置有凸起，滑块的一端固定设置有挡块，滑块的另一端设有轴肩且该端的端面上设有密封环，艉轴上距离滑块的该端的端面一定距离处固定设有挡圈，挡块、滑块、凸起与壳体的内壁之间形成液压腔A，轴肩、凸起与壳体的内壁之间形成液压腔B，壳体上分别设有与液压腔A和液压腔B连通的通道A和通道B。维修时，通过通道B向液压腔B内注入液压油或压缩气体，推动滑块向靠近挡圈的方向移动，直至密封环压紧在挡圈上，起到维修时的应急密封。维修完成后，通过通道A向液压腔A内注入液压油或压缩气体，推动滑块向远离挡圈的方向移动，使得密封环脱离挡圈，恢复至初始非密封状态。

在实现本发明的过程中，发明人发现至少存在以下问题：

密封操作时需要借助外部动力(液压油或者压缩空气)来推动滑块进而使得密封环压紧在挡圈上，以实现维修时的应急密封，操作较为复杂。

发明内容

为了解决现有应急密封装置操作复杂的技术问题，本发明实施例提供了一种应急密封装置。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种应急密封装置，适用于密封电动深井泵的泵轴，所述应急密封装置包括：固定套装在所述泵轴上的内轴套、固定在所述电动深井泵的集液器上且套装在所述泵轴上的外轴套、同轴连接在所述泵轴上的调整螺母以及承载所述调整螺母的支座；

所述外轴套的内壁安装有轴向U型密封圈且所述轴向U型密封圈设置在所述集液器上，所述内轴套位于所述外轴套内，所述内轴套的内壁设有径向密封圈，所述内轴套的一端设有外凸缘，所述调整螺母用于调整所述外凸缘与所述外轴套的一端端面的间距，当所述外凸缘压在所述外轴套的一端端面上时，所述内轴套的另一端将所述轴向U型密封圈压紧在所述集液器上。

优选地，所述径向密封圈为U型密封圈。

进一步地，所述U型密封圈的凹槽内设有紧箍弹簧。

进一步地，所述轴向U型密封圈的凹槽内设有紧箍弹簧。

可选地，所述紧箍弹簧采用不锈钢材料制成。

优选地，所述轴向U型密封圈采用聚四氟乙烯材料制成。

进一步地，所述外轴套的另一端设有外凸缘，所述外轴套的外凸缘通过螺钉与所述集液器固定连接。

更进一步地，所述螺钉与所述外轴套的外凸缘之间设有弹性垫片。

进一步地，所述外凸缘上设有沿所述泵轴的径向延伸的螺孔，所述螺孔内设有螺钉，从而将所述内轴套固定在所述泵轴上。

可选地，所述内轴套和所述外轴套采用不锈钢材料制成。

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应急密封装置，该应急密封装置包括：固定套装在泵轴上的内轴套、固定在集液器上且套装在泵轴上的外轴套、同轴连接在泵轴上的调整螺母以及承载该调整螺母的支座；其中，外轴套的内壁安装有轴向U型密封圈，内轴套的内壁设有径向密封圈，通过转动调整螺母使得内轴套的一端将该轴向U型密封圈压紧在集液器上，配合内轴套内壁设有的径向密封圈，从而实现应急密封。

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应急密封装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的图1所示H部分的放大图。

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应急密封装置，适用于密封电动深井泵的泵轴。为了便于理解本发明，下面先简单介绍电动深井泵的结构及工作过程。电动深井泵一般包括电机、甲板组件、轴系组件、泵头组件，电机与甲板组件布置于船舶甲板上，轴系组件与泵头组件安装在液货舱内，泵头组件通过泵头支撑托架固定于液货舱底。其中，电机与甲板组件通过联轴器连接，轴系组件与甲板组件通过螺纹联轴器连接，轴系组件与泵头组件通过螺纹联轴器连接。电动深井泵工作时，通过电机驱动轴系转动带动泵头内的叶轮转动使得液体介质经液货管进入集液器并向外运输，实现液体介质的抽取。电动深井泵抽取的液体介质通常为易燃易爆的液体介质，例如液化石油气、液化天然气等，当电动深井泵发生故障，需要对其进行拆卸维护时，需要防止易燃易爆的液体介质泄露，通过本发明实施例的应急密封装置，即可在电动深井泵停机后对液体介质进行密封，防止其泄露，避免了电动深井泵拆卸维护时需进船坞且清理液货舱的易燃易爆液体介质，极大的降低了维护费用，提高了拆卸维护的便利性。

图1是本发明实施例提供的一种应急密封装置的结构示意图，图2是本发明实施例提供的图1所示H部分的放大图。如图1、图2所示，该应急密封装置包括：固定套装在电动深井泵的泵轴10上的内轴套21、固定在电动深井泵的集液器30上且套装在泵轴10上的外轴套22、同轴连接在泵轴10上的调整螺母25以及承载该调整螺母25的支座26；外轴套22的内壁安装有轴向U型密封圈23且该轴向U型密封圈23设置在集液器30上，内轴套21位于外轴套22内，内轴套21的内壁设有径向密封圈24且该内轴套21的一端设有外凸缘21b；调整螺母25用于调整内轴套21外凸缘21b与外轴套22的一端端面的间距S，当内轴套21的外凸缘21b压在外轴套22的一端端面上时，内轴套21的另一端将轴向U型密封圈23压紧在集液器30上。

具体地，调整螺母25与泵轴10螺纹连接且通过螺钉25a固定在支座26上，支座26与泵轴10之间键连接，进而电动深井泵工作时，固定在支座26上的调整螺母25以及支座26可以随着泵轴10一起转动，在本发明实施例中，该支座26可安装在甲板上；当电动深井泵拆卸维修时，松开用于支座26和调整螺母25之间固定连接的螺钉25a，此时可以转动调整螺母25实现调整螺母25与泵轴10之间的相对运动，配合泵轴10自身的重力作用，泵轴10可以向下移动直至内轴套21的一端将轴向U型密封圈23压紧在集液器30上，实现内轴套21和外轴套22之间的密封。

其中，外轴套22的内壁设有台阶22a，轴向U型密封圈23安装在该台阶22a和集液器30之间，且轴向U型密封圈23的密封唇开口面向泵轴10方向设置。轴向U型密封圈23与外轴套22轴向之间存在一定的过盈量，该过盈量可以为轴向U型密封圈23提供初始压力，使得轴向U型密封圈23的唇口与集液器30接触紧密，实现外轴套22与集液器30接触界面之间的密封。

另外，为了提高轴向U型密封圈23的装配质量继而保证其使用性能，与轴向U型密封圈23接触的表面(包括集液器30上端面、外轴套22的台阶22a表面和内轴套21下端面)应具有设定的光洁度，例如，表面粗糙度Ra＝0.2～0.63μm。

进一步地，轴向U型密封圈23的凹槽内设有紧箍弹簧23a。在本发明实施例中，应急密封装置作用时，内轴套21的下端面压紧在轴向U型密封圈23上，该紧箍弹簧23a受压进而形成向外的张力，使得轴向U型密封圈23的唇口与内轴套21的下端面接触面积增加且紧密接触，从而加强轴向U型密封圈23的密封性能。

在本发明实施例中，轴向U型密封圈23可以采用聚四氟乙烯材料制成。聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性和耐腐蚀性能，可避免低温密封液体介质的腐蚀，进而确保轴向U型密封圈23的使用性能。当然，轴向U型密封圈23还可以采用其他材料制成，本发明对此不做限制。

在本发明实施例中，内轴套21的内壁设有凹槽21a，径向密封圈24安装在该凹槽21a内，该径向密封圈24用于实现内轴套21和泵轴10之间的密封。其中，凹槽21a可以依据径向密封圈24的设计要求进行，确保径向密封圈24在内轴套21和泵轴10之间具有一定的过盈量，该过盈量为径向密封圈24提供初始压力，使得径向密封圈24与泵轴10和内轴套21紧密接触，实现密封性能，进而避免密封介质向外泄露。为了提高径向密封圈24的装配质量继而保证其使用性能，与径向密封圈24接触的表面(包括凹槽21a的表面和泵轴10表面)应具有设定的光洁度，例如，表面粗糙度Ra＝0.2～0.63μm。

在本发明实施例中，径向密封圈24为U型密封圈。该U型密封圈的凹槽内设有紧箍弹簧24a。径向密封圈24安装的过盈量可以使得该紧箍弹簧24a受压进而形成向外的张力，从而使得U型密封圈的唇口与泵轴10表面接触更为紧密，加强径向密封圈24的密封性能。当然，径向密封圈24也可以采用其他密封圈，例如O型密封圈等。

同样地，径向密封圈24也可以采用聚四氟乙烯材料制成。聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性和耐腐蚀性能，可避免低温密封液体介质的腐蚀，进而确保径向密封圈24的使用性能。当然，径向密封圈24还可以采用其他材料制成，本发明对此不做限制。

可选地，该紧箍弹簧23a和24a可以采用不锈钢材料制成。由于不锈钢材料的耐低温、耐腐蚀性能均较好，可避免低温密封液体介质的腐蚀。

在本发明实施例中，内轴套21的外凸缘21b与外轴套22上端面的轴向间距和内轴套21下端面与轴向U型密封圈23的轴向间距相等。二者轴向间距相等时，轴系的重量作用于轴向U型密封圈23和外轴套22，保证轴向U型密封圈23的轴向尺寸，避免轴系全部重量直接作用于轴向U型密封圈23上，进而保证轴向U型密封圈23的使用性能且延长轴向U型密封圈23的使用寿命。

需要说明的是，在本发明实施例中，电动深井泵正常工作时内轴套21下端面与轴向U型密封圈23的轴向间距优选为(1.5±0.2)mm，由于轴系轴向间隙设计受泵头水力性能设计限制，轴向间隙过大或过小均会导致各组件之间摩擦过大甚至导致泵轴10转动卡死。

进一步地，调整螺母25还用于在电动深井泵拆卸维护完成后转动使得泵轴10向上移动(1.5±0.2)mm，进而实现电动深井泵的正常工作；电动深井泵正常工作时，内轴套21下端面与轴向U型密封圈23的轴向间距为(1.5±0.2)mm，即电动深井泵正常工作时，内轴套21未与轴向U型密封圈23接触，该轴向U型密封圈23不具有密封内轴套21和外轴套22的功能。

进一步地，外轴套22的另一端设有外凸缘22b，该外凸缘22b通过螺钉27与集液器30固定连接。另外，该外凸缘22b与螺钉27之间可以设有弹性垫片28，该弹性垫片28可以加大预紧力，能防止螺钉27松动，确保外轴套22与集液器30之间的固定，进而使得轴向U型密封圈23固定在集液器30上；另外，该弹性垫片28还可以避免螺钉27拧紧时划伤外轴套22的表面。

进一步地，内轴套21的外凸缘21b上设有沿泵轴10的径向延伸的螺孔，该螺孔内设有螺钉29，用于将内轴套21固定在泵轴10上。当转动调整螺母25使得泵轴10向下移动时，固定在泵轴10上的内轴套21也会随着泵轴10向下移动直至内轴套21的下端面与轴向U型密封圈23接触且将该轴向U型密封圈23压紧在集液器30上，进而实现应急密封。

可选地，内轴套21与泵轴10可以为间隙配合，便于内轴套21的安装与拆卸。在本发明实施例中，设计泵轴10与内轴套21之间的间隙时，为了尽可能的减少密封介质的泄露，可以尽可能的减小内轴套21与泵轴10之间的间隙；需要说明的是，间隙配合的间隙可以根据实际密封介质的情况具体设计。

优选地，内轴套21和外轴套22可以采用不锈钢材料制成。不锈钢材料具有良好的耐腐蚀性能，可避免低温密封介质的腐蚀。

可选地，螺钉25a、27和29和弹性垫片28可以采用不锈钢材料制成。不锈钢材料耐腐蚀性能较好，可避免低温密封介质的腐蚀，进而确保内轴套21与泵轴10之间的固定、外轴套22与集液器30之间的固定、调整螺母25与支座26之间的固定。

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 (10)

1.一种应急密封装置，其特征在于，适用于密封电动深井泵的泵轴，所述应急密封装置包括：固定套装在所述泵轴上的内轴套、固定在所述电动深井泵的集液器上且套装在所述泵轴上的外轴套、同轴连接在所述泵轴上的调整螺母以及承载所述调整螺母的支座；

所述外轴套的内壁安装有轴向U型密封圈且所述轴向U型密封圈设置在所述集液器上，所述内轴套位于所述外轴套内，所述内轴套的内壁设有径向密封圈，所述内轴套的一端设有外凸缘，所述调整螺母用于调整所述外凸缘与所述外轴套的一端端面的间距，当所述外凸缘压在所述外轴套的一端端面上时，所述内轴套的另一端将所述轴向U型密封圈压紧在所述集液器上。

2.根据权利要求1所述的应急密封装置，其特征在于，所述径向密封圈为U型密封圈。

3.根据权利要求2所述的应急密封装置，其特征在于，所述U型密封圈的凹槽内设有紧箍弹簧。

4.根据权利要求1所述的应急密封装置，其特征在于，所述轴向U型密封圈的凹槽内设有紧箍弹簧。

5.根据权利要求3或4所述的应急密封装置，其特征在于，所述紧箍弹簧采用不锈钢材料制成。

6.根据权利要求1-4任一项所述的应急密封装置，其特征在于，所述轴向U型密封圈采用聚四氟乙烯材料制成。

7.根据权利要求1-4任一项所述的应急密封装置，其特征在于，所述外轴套的另一端设有外凸缘，所述外轴套的外凸缘通过螺钉与所述集液器固定连接。

8.根据权利要求7所述的应急密封装置，其特征在于，所述螺钉与所述外轴套的外凸缘之间设有弹性垫片。

9.根据权利要求1-4任一项所述的应急密封装置，其特征在于，所述外凸缘上设有沿所述泵轴的径向延伸的螺孔，所述螺孔内设有螺钉，从而将所述内轴套固定在所述泵轴上。

10.根据权利要求1-4任一项所述的应急密封装置，其特征在于，所述内轴套和所述外轴套采用不锈钢材料制成。