CN101493097B - 一种用于液下泵的主轴密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液下泵的主轴密封装置，包括套装在轴肩(103)上的轴套I(8)以及套装在轴(104)上的轴套II(10)，还包括与轴承座(101)密封地固定相连的机械密封座(4)；所述轴套I(8)和一部分的轴套II(10)均套装在机械密封座(4)内，在机械密封座(4)和轴套I(8)之间设置机械密封组件(9)，在机械密封座(4)和轴套II(10)之间设置润滑油侧骨架密封圈(13)；内设空腔的围堰(1)套装在机械密封座(4)的外部，围堰(1)与轴承座(101)密封地固定相连；另一部分的轴套II(10)贯穿围堰(1)，在围堰(1)和轴套II(10)之间设置至少一个的骨架密封圈。使用该主轴密封装置能提高密封的可靠性。

Description

一种用于液下泵的主轴密封装置

技术领域

本发明涉及一种用于液下泵的主轴密封装置，适用于各种石油、化工、船舶、造纸等行业中需要输送化学液体介质的液下泵的主轴密封。

背景技术

石油化工和造纸等行业大量采用储罐来储存化学品；在海上运输过程中，大型化学品运输货轮也往往利用多个大深度、大容积的货舱来存放危险化学品。上述化学品在进出储罐或货舱的过程中，需要采用化工泵实现化学品的输送，而在储罐或货舱上设置立式深井泵是最为常用的方式。

目前，离心泵的旋转轴密封主要有填料密封、机械密封及骨架密封等。填料密封作为一种传统的泵密封形式，因其结构简单，检修更换方便，价格低廉，而得到广泛应用；但这种密封存在着使用寿命短、密封效果差的缺陷，已难以适应当前的无泄漏管理需求。而机械密封结构复杂，加工精密度高，抗振性和缓冲性能较差，因此常导致机械密封失效。在实际应用中，由于机械加工精度低，单纯使用机械密封效果并不好。骨架密封与机械密封相比，由橡胶和弹簧组成的骨架密封圈对于旋转轴的径向跳动值允许范围大。液下泵常用于输送一些纯度要求较高、且易燃的化学品，还要求化学品不能被污染。而且由于液下泵安装维修复杂，要求泵体可靠性要高，以减少维修次数；因此就对其密封的可靠性提出了很高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于液下泵的主轴密封装置，该密封装置不但提高了密封的可靠性，还能彻底杜绝润滑液对被输送介质的污染。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于液下泵的主轴密封装置，包括套装在轴肩上的轴套I以及套装在轴上的轴套II，还包括与轴承座密封地固定相连的机械密封座；轴套I和一部分的轴套II均套装在机械密封座内，在机械密封座和轴套I之间设置机械密封组件，在机械密封座和轴套II之间设置润滑油侧骨架密封圈；内设空腔的围堰套装在机械密封座的外部，围堰与轴承座密封地固定相连；另一部分的轴套II贯穿围堰，在围堰和轴套II之间设置至少一个的骨架密封圈。

作为本发明的用于液下泵的主轴密封装置的改进：围堰的内表面与机械密封座的外表面之间形成空腔，通气管和气液分离组件分别与空腔相连通。

作为本发明的用于液下泵的主轴密封装置的进一步改进：在围堰和轴套II之间从上至下分别设置二级骨架密封圈和一级骨架密封圈；或者在围堰和轴套II之间从上至下分别设置二级骨架密封圈和机械密封件。

作为本发明的用于液下泵的主轴密封装置的进一步改进：轴套I的内表面设有轴套密封圈。

作为本发明的用于液下泵的主轴密封装置的进一步改进：气液分离组件包括气液分离器，气液分离器上分别设有上管和下管，气液分离器与空腔相连通。

本发明的用于液下泵的主轴密封装置，采用了多重密封结构来提高密封的可靠性，确保了避免润滑液污染被输送介质。在本发明中还设计了特殊的围堰结构，从而防止了万一泄露发生后润滑液污染被输送介质。在本发明中，采用特殊的装置监测密封工作状况，当发生泄漏时，能利用气液分离组件来获知；本发明避免了使用传感器等电气设备来检测密封状况，因此有利于化学品的安全输送，确保了使用的安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的一种用于液下泵的主轴密封装置的结构示意图；

图2是图1中的气液分离组件3的放大示意图；

图3是图1的实际使用状态示意图；

图4是另一种用于液下泵的主轴密封装置的实际使用状态示意图。

具体实施方式

实施例1、图1～图2结合给出了一种用于液下泵的主轴密封装置，包括轴套I8、轴套II10和机械密封座4，机械密封座4是一个内设空腔的座体。

轴套II10位于轴套I8的正下方，整个轴套I8和轴套II10的上段均套装在机械密封座4内。围堰1是一个由底面和侧面围合而成的桶装体，机械密封座4套装在围堰1内，轴套II10的下段依次穿过机械密封座4的底部和围堰1的底面。

在机械密封座4的内表面和轴套I8的外表面之间设置机械密封组件9，此机械密封组件9可选用BURGMANN M7N型机械密封件；机械密封组件9通过销钉91与机械密封座4固定相连。

在机械密封座4的底部和轴套II10上段的外表面之间设置润滑油侧骨架密封圈13。在轴套II10下段的外表面和围堰1的底面之间从上至下分别设置二级骨架密封圈14和一级骨架密封圈15。上述润滑油侧骨架密封圈13、二级骨架密封圈14和一级骨架密封圈15均可选用GB9877.1-88FB型外露骨架唇形密封圈。

围堰1的内表面与机械密封座4的外表面之间形成空腔12，通气管11与空腔12的顶部相连通。气液分离组件3包括气液分离器32、上管31和下管32，上管31与气液分离器32的顶部相连通，下管32与气液分离器32的底部相连通；气液分离器32通过连接管2与空腔12的底部相连通。

为了减少骨架密封的磨损，从而提高骨架密封的可靠性；轴套II10采用氮化硅或碳化硅陶瓷材料制成；润滑油侧骨架密封圈13、二级骨架密封圈14和一级骨架密封圈15中的密封弹性部件均采用聚四氟乙烯材料制成。

本发明的用于液下泵的主轴密封装置实际使用时，安装于离心泵上。离心泵包括配套的轴承座101和轴承102，在轴104的顶部设有轴肩103，轴肩103位于轴承102内。如图3所示，轴肩103牢牢地套装在轴套I8内，轴套I8的内表面和轴肩103之间设有轴套密封圈7，此轴套密封圈7选用O型密封圈。局部套装在轴承座101内的机械密封座4与轴承座101固定相连，在机械密封座4与轴承座101之间设置O型密封圈6。围堰1与轴承座101固定相连；在围堰1与轴承座101之间设置O型密封圈5。叶轮轮毂106装在轴104的底部，在叶轮轮毂106和轴104的底部之间设置O型密封圈105。离心泵体的空腔107内充满润滑油，润滑油用于对轴承102进行润滑。整个的主轴密封装置均浸没于被输送介质108中。

由于在机械密封座4和轴套I8之间设置了机械密封组件9，机械密封组件9直接与润滑油接触，作为润滑油的轴封；因此能阻挡润滑油沿着轴套I8和机械密封座4之间的间隙向下泄漏。装配时机械密封组件9先装在机械密封座4上，再套到轴套I8上，因此能轻易地实现在轴套I8上的装拆。且由于在机械密封座4和轴套II10之间设置了润滑油侧骨架密封圈13，因此能进一步防止润滑油的向下泄漏进入空腔12。

由于轴套II10和围堰1之间分别设置了一级骨架密封圈15和二级骨架密封圈14；该一级骨架密封圈15直接与被输送介质108接触，因此承受被输送介质108的静压；二级骨架密封圈14能同时起到以下2个作用：一、作为润滑油侧的保护密封，即进一步防止润滑油的泄漏，二、进一步阻止被输送介质108穿越一级骨架密封圈15后于润滑油相接触。

这样，就能保证润滑油与被输送介质108之间被绝对隔离，从而保证被输送介质108原有的纯度。

可由通气管11向空腔12内充入气体，空腔12内的气体最终由连接管2排入气液分离器32内。由于空腔12通过通气管11与外界相连通，因此，空腔12内的压力低于润滑油的液压、也低于被输送介质108的液压；因此，当由于意外泄漏情况时，可能发生润滑油进入空腔12或者被输送介质108进入空腔12(骨架密封结构不会导致瞬间大量泄露)；但是绝不会出现润滑油泄露到被输送介质108中或者被输送介质108泄露到润滑油中的现象。

对于空腔12中可能存在的泄露液体，可定时利用气源通过通气管11充入空气、氮气或惰性气体(此时，空腔12内的压力仍然低于润滑油的液压、也低于被输送介质108的液压)，从而带动空腔12中的泄露液体一起进入气液分离器32内进行气液分离，气体由上管31排出，液体经下管32排出；通过检测下管32排出的液体判断出是否存在泄露，若有泄露则可判断泄露量及为何种液体泄露。

实施例2、一种用于液下泵的主轴密封装置，将实施例1中的一级骨架密封圈15改成机械密封件16，该机械密封件16也选用BURGMANN M7N型机械密封件；其余结构均同实施例1。这样，能更加提高密封的可靠性。

该液下泵的主轴密封装置实际使用状态示意图如图4所示。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于液下泵的主轴密封装置，其特征是：包括套装在轴肩(103)上的轴套I(8)以及套装在轴(104)上的轴套II(10)，还包括与轴承座(101)密封地固定相连的机械密封座(4)；所述轴套I(8)的整体和轴套II(10)的一部分均套装在机械密封座(4)内，在机械密封座(4)和轴套I(8)之间设置机械密封组件(9)，在机械密封座(4)和轴套II(10)之间设置润滑油侧骨架密封圈(13)；内设空腔的围堰(1)套装在机械密封座(4)的外部，所述围堰(1)与轴承座(101)密封地固定相连；轴套II(10)的另一部分贯穿围堰(1)，在围堰(1)和轴套II(10)之间设置至少一个的骨架密封圈；所述围堰(1)的内表面与机械密封座(4)的外表面之间形成空腔(12)，通气管(11)和气液分离组件(3)分别与空腔(12)相连通。

2.根据权利要求1所述的用于液下泵的主轴密封装置，其特征是：在围堰(1)和轴套II(10)之间从上至下分别设置二级骨架密封圈(14)和一级骨架密封圈(15)。

3.根据权利要求1所述的用于液下泵的主轴密封装置，其特征是：在围堰(1)和轴套II(10)之间从上至下分别设置二级骨架密封圈(14)和机械密封件(16)。

4.根据权利要求2或3所述的用于液下泵的主轴密封装置，其特征是：所述轴套I(8)的内表面设有轴套密封圈(7)。

5.根据权利要求4所述的用于液下泵的主轴密封装置，其特征是：所述气液分离组件(3)包括气液分离器(32)，气液分离器(32)上分别设有上管(31)和下管(32)，所述气液分离器(32)与空腔(12)相连通。

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