CN2830730Y - 流体动压式机械密封 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用煤液化、煤代油和煤制油等煤化工行业中高温高压化工离心泵所用的流体动压式机械密封。它包括动环座、动环、弹簧、轴套和静环，在动环与动环座之间设有弹簧，其特征在于：在动环或者静环端面上开有若干个均布的流体动压槽，当密封环旋转时，槽能使液体强烈地冷却距它较远的密封端面，进行这种冷却时，在密封环的初始表面上形成与槽数相等的彗星状润滑楔。它既能满足长期输送高温高压的介质时保持无泄漏，又能满足机械密封高的可靠性、高稳定性和在高压下的灵活追随性，从而提高泵的使用寿命。

Description

流体动压式机械密封

技术领域：本实用新型涉及机械密封，特别是涉及到一种运用于高温高压化工离心泵上的机械密封。

背景技术：高温高压化工离心泵主要应用煤液化、煤代油和煤制油等煤化工行业，泵的技术性能指标要求：设计压力≤12MPa；温度≤300℃；转速≤3000rpm。作为泵的核心部件之一的密封是考核泵质量的一个重要指标。高压机械密封需要承受很高的压力，在原理和思路上区别于常规机械密封。由于内压高、启动力矩大、PV值(密封负荷水平的标志)高、温升大，所以高压密封必须具有高的可靠性、高稳定性和在高压下的灵活追随性。目前，市场所采用的这类化工离心泵广泛使用各种类型的机械密封，但由于它们存在以下缺陷：如US4212475公开了一种具有单列螺旋槽的流体动静压结合型非接触式机械密封，是依靠螺旋槽的泵入效应来实现密封端面非接触的，主要用于离心泵的干气机械密封。但在泵轴高速旋转条件下，该密封很容易把隔离气体中的固体颗粒吸入密封端面之间而产生磨粒磨损，导致密封的早期失效；而且，此密封的隔离气体消耗量大，经济效益不甚理想；再如US4290611也发明了一种具有单列螺旋槽的非接触式机械密封，是借助位于低压侧的流体动压槽将低压隔离液体送至高压侧而实现密封液体的无泄漏，同样该密封极易将隔离液体中的固体颗粒吸入密封端面之间而导致密封的磨损失效；另外，该密封为防止隔离液体向大气侧泄漏而造成大量的物质损失，一般应在其外侧增设辅助密封。

发明内容：本实用新型的目的就是在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种流体动压式机械密封，它既能满足离心泵在煤化工中长期输送高温高压的任意介质时保持无泄漏，又能满足高的可靠性、高稳定性和在高压下的灵活追随性。

本实用新型的目的是这样实现的：一种流体动压式机械密封包括动环座、动环、弹簧、轴套和静环，所述的轴套固定在离心泵的泵轴上，所述的动环座固定在该轴套上，所述的动环一端套装在所述的动环座中，在所述的动环与动环座之间设有弹簧，所述的动环可相当于动环座轴向移动，所述的动环另一端与静环接触，其特征在于：在所述的动环或者静环端面上开有若干个均布的流体动压槽，当密封环旋转时，在密封环的初始表面上形成与槽数相等的流体动力楔和高压区，在每一槽后形成彗星状润滑楔。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1.由于在所述的动环或者静环端面上开有若干个均布的流体动压槽，当密封环旋转时，槽能使液体强烈地冷却距它较远的密封端面，进行这种冷却时，在密封环的初始表面上形成与槽数相等的流体动力楔和高压区，由于切向流和压力降，在每一槽后形成彗星状润滑楔。随着密封面上载荷和滑动速度的增加，摩擦系数反而减小，实现有效工作。从而提高泵的使用寿命。

2.由于动环辅助密封圈采用一道或多道PTFE材料的“V”圈，可防止高压条件下采用普通“O”型圈挤出轴肩造成动环辅助圈失效的可能。

3.由于采用多弹簧设计，可以确保机械密封结构紧凑，提高弹簧力均匀，提高机械密封的稳定性。

4.由于采用整体式静环设计，即静环与静环座合为一体，可满足高负荷条件下的静环尺寸稳定性和高强度特性。

附图说明：

图1是本实用新型所述流体动压式机械密封的结构示意图

图2为图1中所示I部的局部放大图

图3为图1中所示的动环与静环接触部分的端面放大图

1.动环座    2.弹簧    4.推环    5.V型圈    6.动环

8.静环      9.动压槽  10.泵轴   11.轴套

具体实施方式：在煤液化、煤代油和煤制油等煤化工行业，高温高压离心泵的技术性能指标要求：设计压力≤12MPa；温度≤300℃；转速≤3000rpm。在上述工况条件下，机械密封运行条件异常苛刻，密封运行可靠的首要条件是膜的形成，可以确保密封副运行可靠性；同时将摩擦热迅速带走是提高密封使用寿命。从图1至图3中可以看出，一种流体动压式机械密封包括动环座1、动环6、弹簧2、轴套11和静环8，所述的轴套11固定在离心泵的泵轴10上，所述的动环座1固定在该轴套11上，所述的动环6一端套装在所述的动环座1中，在所述的动环6与动环座1之间设有弹簧2，所述的动环6可相当于动环座1轴向移动，所述的动环6另一端与静环8接触，其特征在于：在所述的动环6或者静环8接触的端面上开有若干个均布的流体动压槽9，当密封环旋转时，槽9能使液体强烈地冷却距它较远的密封端面，进行这种冷却时，在密封环的初始表面上形成与槽数相等的流体动力楔和高压区，由于切向流和压力降，在每一槽后形成彗星状润滑楔。随着密封面上载荷和滑动速度的增加，摩擦系数反而减小，实现有效工作。从而提高泵的使用寿命。

为了防止高压条件下采用普通“O”型圈挤出轴肩造成动环辅助圈失效的可能。动环辅助密封圈采用一道或多道PTFE材料的V型圈5。

为了提高弹簧力均匀，提高机械密封的稳定性，可采用多弹簧设计，确保机械密封结构紧凑。

为了满足高负荷条件下的静环8尺寸稳定性和高强度特性，采用整体式静环设计，即静环与静环座合为一体。

Claims (4)

1.一种流体动压式机械密封包括动环座(1)、动环(6)、弹簧(2)、轴套(11)和静环(8)，所述的轴套(11)固定在离心泵的泵轴(10)上，所述的动环座(1)固定在该轴套(11)上，所述的动环(6)一端套装在所述的动环座(1)中，在所述的动环(6)与动环座(1)之间设有弹簧(2)，所述的动环(6)可相当于动环座(1)轴向移动，所述的动环(6)另一端与静环(8)接触，其特征在于：在所述的动环(6)或者静环(8)接触的端面上开有若干个均布的流体动压槽(9)，当密封环旋转时，在密封环的初始表面上形成与槽数相等的彗星状润滑楔。

2.根据权利要求1所述的一种流体动压式机械密封，其特征在于：动环辅助密封圈采用一道或多道的V型圈(5)。

3.根据权利要求1所述的一种流体动压式机械密封，其特征在于：所述的弹簧(2)为若干个。

4.根据权利要求1所述的一种流体动压式机械密封，其特征在于：静环(8)为整体式结构。

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