CN108005947A - 旋喷泵用集装式径向双端面机械密封 - Google Patents

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Abstract

本发明旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，包括动环和静环，动环包括内环动摩擦副和套在其外的外环动摩擦副，静环包括内环静摩擦副和套在其外的外环静摩擦副；内环动摩擦副及外环动摩擦副均与旋喷泵转子相对固定，内环静摩擦副及外环静摩擦副均与旋喷泵泵盖相对固定。利用内环动摩擦副和内环静摩擦副配合形成内机械密封，外环动摩擦副和外环静摩擦副配合形成外机械密封组成集装式径向双端面机械密封，使得密封性能更好地满足实际需要，利用内、外机械密封之间形成的密封液腔中的密封液将内机械密封泄漏的泵送介质带出机械密封，在机械密封泄漏时实现报警且此机械密封能够整体取放，通过限位块轴向定位预先保证配合精度，从而提高密封性能。

Description

旋喷泵用集装式径向双端面机械密封
技术领域
本发明涉及一种机械密封，尤其是一种旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，属于泵用机械密封领域。
背景技术
目前，在旋喷泵上多使用单端面机械密封或轴向双端面机械密封。
单端面机械密封在其适用范围、冲洗方式上具有局限性，只适用一些介质，一般用于介质本身润滑性好和允许有微量泄露的情况，当介质有毒、易燃、易爆以及对泄漏量有严格要求时，不易使用。
采用轴向双端面机械密封时，旋喷泵的机械密封安装在进口端，密封组件轴向尺寸长，就增加了泵的汽蚀余量(NPSH)，降低了旋喷泵的汽蚀性能，对旋喷泵的整体性能有较大影响。
现在集装式机械密封新技术被广泛采用，集装式机械密封是把机械密封的旋转部分和静止部分在安装前预装成一整体，也可称集装式机封。集装式机械密封因已组装成一个集合体，因此在机体上安装更加方便，快捷，密封可靠。
与常规泵不同，旋喷泵的机械密封安装在泵的进口端，与集装式机封在常规泵出口端的安装方式不同，本发明集装式的机封安装时需根据旋喷泵进口端的结构特点采取相应的技术方案。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，能够形成径向的双端面机械密封提高密封性能，保证机械密封的安装精度且适应范围、适应介质广。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，包括动环和静环，动环包括内环动摩擦副和套在其外的外环动摩擦副，静环包括内环静摩擦副和套在其外的外环静摩擦副；内环动摩擦副和内环静摩擦副相互配合形成内机械密封，外环动摩擦副和外环静摩擦副相互配合形成外机械密封；内环动摩擦副及外环动摩擦副均与旋喷泵转子相对固定，内环静摩擦副及外环静摩擦副均与旋喷泵泵盖相对固定。
进一步的，旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，还包括动环座及静环座，动环座与旋喷泵转子固定连接，静环座与旋喷泵泵盖固定连接，在动环座上安装有内环动摩擦副和外环动摩擦副，在静环座上安装有内环静摩擦副和外环静摩擦副。
进一步的，动环座为外阶梯形环，其内径相同，外径不同，外径较大的部分安装有内环动摩擦副及外环动摩擦副，外径较小部分的外部套设有静环座，且内环动摩擦副及外环动摩擦副朝向静环座。
进一步的，还包括轴套，在动环座上且位于静环座背离内环动摩擦副及外环动摩擦副的一侧固定安装有传动环；传动环套设在动环座外部，动环座套设在轴套外部，传动环、动环座上均设有通孔，螺钉将传动环、动环座及穿入动环座内部并与转子固定连接的轴套三者固定连接。
进一步的，在传动环上安装有限位块，通过预定位螺钉将限位块与传动环固定连接，限位块在机械密封组装时起到轴向定位作用，限位块与静环座相抵，用于精确调整机封压缩量，机封在旋喷泵上安装完毕后，需拆除限位块。
进一步的，动环或静环为补偿环。
进一步的，静环为补偿环，静环还包括弹簧、内环弹簧座和外环弹簧座，内环弹簧座和外环弹簧座均安装在静环座上，内环静摩擦副安装在内环弹簧座上，外环静摩擦副安装在外环弹簧座上；两组弹簧分别抵顶内环弹簧座与静环座、外环弹簧座与静环座。
进一步的，旋喷泵用集装式径向双端面机械密封还包括密封圈，在内环动摩擦副与动环座之间、外环动摩擦副与动环座之间、内环弹簧座与静环座之间、外环弹簧座与静环座之间设置有密封圈。
进一步的，在静环座上设置有密封液入口和出口连通外部，密封液入口和出口又与内机械密封与外机械密封之间形成的腔室连通。内机械密封为主密封，起到密封泵送液体的作用，外机械密封为辅助密封，起到密封密封液的作用。密封液具有冷却摩擦副，以及在内机械密封泄漏时能将泄漏的介质带出机械密封的作用。
进一步的，外环静摩擦副与外环动摩擦副的接触端面中，外环动摩擦副接触端面的面积要大；内环静摩擦副与内环动摩擦副的接触端面中，内环动摩擦副接触端面的面积要大，内环动摩擦副和内环静摩擦副的接触面积小于外环动摩擦副和外环静摩擦副的接触面积。
旋喷泵的接收管的悬臂伸出于转子。集装式径向双端面机械密封在安装于旋喷泵时，首先将轴套套设在接收管的悬臂外，并将轴套用螺钉固定到转子上，轴套与悬臂之间形成的环形空间构成液体进入转子的流道的一部分，然后将动环座套装在轴套上并用螺钉将静环座固定在泵盖上，拧紧传动环上的紧固螺钉使传动环、动环座及轴套三者固定连接。此时，动环座与静环座已经固定，静环座与动环座之间须有间隙，故将限位块及将其固定在传动环上的预定位螺钉拆除，最后将旋喷泵的进出口段通过螺钉锁紧固定在泵盖上。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，利用内环动摩擦副和内环静摩擦副相互配合形成内机械密封，外环动摩擦副和外环静摩擦副相互配合形成外机械密封组成集装式径向双端面机械密封，使得密封性能更好地满足实际需要，并且，利用内机械密封与外机械密封之间形成的密封液腔中的密封液将内机械密封泄漏的泵送介质带出机械密封，密封液闭环流动，即密封液腔连通密封液储罐使密封液循环流动，在密封液储罐内对密封液压力及液位进行监测，内机械密封或外机械密封泄露时，即密封液泄漏至泵送介质内导致密封液压力减小、液位降低，或者泵送介质泄漏至密封液内导致密封液压力增大、液位升高，都可实现报警及停泵。静环座套设在动环座上，使得机械密封能够整体取放，便于安装且能通过限位块的轴向定位预先保证配合精度，从而提高机械密封的密封性能，且适应范围、适应介质广，且不存在轴向双端面机械密封增加泵的汽蚀余量的情形。并且，由于旋喷泵进口端压力较出口端压力低的多，故本发明所述集装式径向双端面机械密封安装在旋喷泵的进口端，使得对机封的要求降低，机封中的弹簧可以采用轻型弹簧，使机封的结构更简单、造价更低。在旋喷泵进口端使用集装式径向双端面机械密封，提高了旋喷泵的汽蚀性能，使得机械密封的长度更短，旋喷泵的接收管的长度更短，旋喷泵整体长度更短,经济性好。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
图1是本发明旋喷泵用集装式径向双端面机械密封在旋喷泵上的安装示意图。
1、转子2、泵盖3、螺钉4、进出口段5、外环静摩擦副6、弹簧座7、静环座8、弹簧9、传动环10、限位块11、密封液入口12、内环动摩擦副13、动环座14、轴套15、螺钉16、内环静摩擦副17、外环动摩擦副18、定位销19、紧固螺钉20、预定位螺钉21、螺钉。
具体实施方式
如图1所示，本发明旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，包括动环和静环。动环包括内环动摩擦副和套在其外的外环动摩擦副，静环包括内环静摩擦副和套在其外的外环静摩擦副；内环动摩擦副和内环静摩擦副相互配合形成内机械密封，外环动摩擦副和外环静摩擦副相互配合形成外机械密封；内环动摩擦副及外环动摩擦副均与旋喷泵转子相对固定，内环静摩擦副及外环静摩擦副均与旋喷泵泵盖相对固定。
在本实施例中，为了更好的固定各摩擦副，旋喷泵用集装式径向双端面机械密封还包括动环座13、静环座7及轴套14，动环座13与轴套14连接，轴套14与旋喷泵转子1固定连接，进而实现了动环座13与旋喷泵转子1的相对固定。静环座7与旋喷泵泵盖2通过螺钉3固定连接。在动环座13上固定安装有内环动摩擦副12和外环动摩擦副17，在静环座7上安装有内环静摩擦副16和外环静摩擦副5。
为了更好地实现安装，便于将机械密封作为一个整体取放，在本实施例中，如图1所示，动环座13为外阶梯形环，其内径相同，外径不同，外径较大的部分安装有内环动摩擦副12及外环动摩擦副17，外径较小部分的外部套设有静环座7，且内环动摩擦副12及外环动摩擦副17朝向静环座7。
在动环座13上且位于静环座7背离内环动摩擦副12及外环动摩擦副17的一侧固定安装有传动环9；传动环套设在动环座13外部，动环座13套设在轴套14外部，传动环9、动环座13上均设有通孔，紧固螺钉19将传动环9、动环座13及穿入动环座13内部并与转子1固定连接的轴套14三者固定连接。
动环或静环为补偿环。在本实施例中，静环为补偿环，静环还包括弹簧8、弹簧座6，弹簧座6又分为内环弹簧座和外环弹簧座，内环弹簧座和外环弹簧座均安装在静环座7上，内环静摩擦副16安装在内环弹簧座上，外环静摩擦副5安装在外环弹簧座上；两组弹簧8分别抵顶内环弹簧座与静环座7、外环弹簧座与静环座7。
内环弹簧座和外环弹簧座为一体设计的弹簧座，其形状为中间有环形凹槽的环，在此凹槽的槽底具有通孔，此通孔为光孔，通过定位销18沿环的轴向穿过此通孔与静环座7固定连接，但弹簧座6可以沿其轴向相对定位销18滑动，故在两组弹簧8分别抵顶此环的靠近内圈的部位和靠近外圈的部位的情况下，即两组弹簧8分别抵顶内环弹簧座和外环弹簧座的情况下，弹簧座可沿其轴向在弹簧的作用下运动以实现补偿，使得内环动摩擦副12和内环静摩擦副16相互配合形成的内机械密封、外环动摩擦副17和外环静摩擦副5相互配合形成的外机械密封的密封效果更好。
为了保证动环和静环之间的安装精度，在传动环9上安装有限位块10，通过预定位螺钉20将限位块10与传动环9固定连接，限位块10抵顶静环座7并锁紧预定位螺钉20，使得限位块10在机械密封安装于旋喷泵之前起到轴向定位作用，因此，集装式径向双端面机械密封在安装于旋喷泵之前就已调整好弹簧8的压缩量。
在安装于旋喷泵前，将静环座套在动环座13上，使内环动摩擦副12和内环静摩擦副16相互配合形成的内机械密封、外环动摩擦副17和外环静摩擦副5相互配合形成的外机械密封，将传动环9套在动环座13上，并通过紧固螺钉19使传动环9、动环座13固定，再将限位块10通过预定位螺钉20固定在传动环9上，且限位块10一侧面抵顶静环座进而限制静环座在动环座13轴向上的位置并锁紧预定位螺钉20，(此时弹簧8的压缩量已调整好)用于精确调整机封压缩量。
旋喷泵的接收管的悬臂伸出于转子，集装式径向双端面机械密封安装于旋喷泵时，首先将轴套14套设在接收管的悬臂外，并将轴套14用螺钉15固定到转子1上，轴套14与悬臂之间形成的环形空间构成液体进入转子的流道的一部分，然后将动环座13套装在轴套14上并用螺钉3将静环座7固定在泵盖2上，拧紧传动环9上的紧固螺钉19使传动环9、动环座13及轴套14三者固定连接。由于有了螺钉3和紧固螺钉19的作用，动环座、静环座已固定，故将限位块10及将其固定在传动环9上的预定位螺钉20拆除，以保障静环座7与传动环9之间的间隙。
最后将旋喷泵的进出口段4通过螺钉21锁紧固定在泵盖2上。每个接触的面上均有O型密封圈实现密封，在内环动摩擦副12的内圈与动环座13之间、内环动摩擦副12的外圈与动环座13之间、外环动摩擦副17的外圈与动环座13之间、内环弹簧座的内圈与静环座7之间、外环弹簧座的外圈与静环座7之间设置有密封圈。在动环座13内圈与轴套14之间、静环座7与旋喷泵的进出口段4之间设置有密封圈。
在静环座7上设置有密封液入口11和密封液出口连通外部，密封液入口和密封液出口又与内机械密封与外机械密封之间形成的密封液腔连通。
内机械密封为主密封，起到密封泵送液体的作用，外机械密封为辅助密封，起到密封密封液的作用。密封液具有具有冷却摩擦副，以及在内机械密封泄漏时能将泄漏的介质带出机械密封的作用。
为了使得外机械密封更好地满足密封要求，外环静摩擦副5与外环动摩擦副17的接触端面中，外环动摩擦副17接触端面的面积要大；内环静摩擦副16与内环动摩擦副12的接触端面中，内环动摩擦副12接触端面的面积要大，并且内环动摩擦副12和内环静摩擦副16的接触面积小于外环动摩擦副17和外环静摩擦副5的接触面积。
本发明本发明旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，利用内环动摩擦副和内环静摩擦副相互配合形成内机械密封，外环动摩擦副和外环静摩擦副相互配合形成外机械密封组成集装式径向双端面机械密封，使得密封性能更好地满足实际需要，并且，利用内机械密封与外机械密封之间形成的密封液腔中的密封液将内机械密封泄漏的泵送介质带出机械密封。密封液闭环流动，即密封液腔的密封液入口和密封液出口连通外部的密封液储罐使密封液循环流动，在密封液储罐内对密封液压力及液位进行监测，内机械密封或外机械密封泄露时，即密封液泄漏至泵送介质内导致密封液压力减小、液位降低，或者泵送介质泄漏至密封液内导致密封液压力增大、液位升高，都可实现报警及停泵。静环座套设在动环座上，使得机械密封能够整体取放，便于安装且能通过限位块的轴向定位预先保证配合精度，从而提高机械密封的密封性能，且适应范围、适应介质广，且不存在轴向双端面机械密封增加泵的汽蚀余量的情形。并且，由于旋喷泵进口端压力较出口端压力低的多，故本发明所述集装式径向双端面机械密封安装在旋喷泵的进口端，使得对机封的要求降低，机封中的弹簧可以采用轻型弹簧，使机封的结构更简单、造价更低。在旋喷泵进口端使用集装式径向双端面机械密封，提高了旋喷泵的汽蚀性能，使得机械密封的长度更短，旋喷泵的接收管的长度更短，旋喷泵整体长度更短,经济性好。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，其特征在于：包括动环和静环，动环包括内环动摩擦副和套在其外的外环动摩擦副，静环包括内环静摩擦副和套在其外的外环静摩擦副；
内环动摩擦副和内环静摩擦副相互配合形成内机械密封，外环动摩擦副和外环静摩擦副相互配合形成外机械密封；
内环动摩擦副及外环动摩擦副均与旋喷泵转子相对固定，内环静摩擦副及外环静摩擦副均与旋喷泵泵盖相对固定。
2.根据权利要求1所述的旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，其特征在于：还包括动环座及静环座，动环座与旋喷泵转子固定连接，静环座与旋喷泵泵盖固定连接，在动环座上安装有内环动摩擦副和外环动摩擦副，在静环座上安装有内环静摩擦副和外环静摩擦副。
3.根据权利要求2所述的旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，其特征在于：动环座为外阶梯形环，其内径相同，外径不同，外径较大的部分安装有内环动摩擦副及外环动摩擦副，外径较小部分的外部套设有静环座。
4.根据权利要求3所述的旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，其特征在于：还包括轴套，
在动环座上且位于静环座背离内环动摩擦副及外环动摩擦副的一侧固定安装有传动环；
传动环、动环座上均设有通孔，螺钉将传动环、动环座及穿入动环座内部并与转子固定连接的轴套三者固定连接。
5.根据权利要求4所述的旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，其特征在于：在传动环上安装有限位块，限位块与静环座相抵且在静环座与旋喷泵固定连接后拆除。
6.根据权利要求1-4任一项所述的旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，其特征在于：动环或静环为补偿环。
7.根据权利要求6所述的旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，其特征在于：静环为补偿环，静环还包括弹簧、内环弹簧座和外环弹簧座，
内环弹簧座和外环弹簧座均安装在静环座上，内环静摩擦副安装在内环弹簧座上，外环静摩擦副安装在外环弹簧座上；两组弹簧分别抵顶内环弹簧座与静环座、外环弹簧座与静环座。
8.根据权利要求7所述的旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，其特征在于：还包括密封圈，在内环动摩擦副与动环座之间、外环动摩擦副与动环座之间、内环弹簧座与静环座之间、外环弹簧座与静环座之间设置有密封圈。
9.根据权利要求1所述的旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，其特征在于：在静环座上设置有密封液入口和出口连通外部，密封液入口和出口又与内机械密封与外机械密封之间形成的腔室连通。
10.根据权利要求1-4任一项所述的旋喷泵用集装式径向双端面机械密封，其特征在于：内环动摩擦副和内环静摩擦副的接触面积小于外环动摩擦副和外环静摩擦副的接触面积。
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