CN102011868A - 一种具有自循环作用的无水机械密封 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械密封领域，尤其涉及一种具有自循环作用的无水机械密封。本无水机械密封装置的动环组件设置在带流体的密封腔内，动环组件的外表面加工有螺旋状槽，动环组件与静环组件的密封端面通过弹性元件压紧密封。本发明结构简单，制造及安装容易，可改善流体流动状态，冷却润滑充分、可靠，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明属于机械密封领域，尤其是涉及一种具有自循环作用的无水机械密封。
背景技术
机械密封是离心泵等流体机械常用的轴封装置。为了延长机械密封的使用寿命，对于输送固液两相流介质泵的机械密封常需要外加冲洗水。一种方案是高压冲洗，使冲洗水的压力高于密封腔压力0.1～0.2MPa，然后将冲洗水送入密封腔，冲洗水冲洗密封端面后进入密封腔。这种方案冲洗效果好，但大量的冲洗水进入密封腔后，将造成输送介质的被稀释和冲洗水的损耗。另一种方案是低压冲洗，采用双端面结构或类似结构，将低压冲洗水置于主密封环的内侧，对密封环的内侧进行润滑和冷却。这种冲洗方案的冷却润滑效果比高压冲洗稍差，但冲洗水进入密封腔的可能性小，不过将增加一个密封低压水的密封装置，这可能是轻型机械密封或骨架油封，这增加了系统的复杂性和密封的成本，同时也得消耗冲洗水。
近年来，许多密封用户纷纷提出，希望采用不需要水冲洗的机械密封，即无水机械密封，也出现了一些无水机械密封装置。但由于无冲洗水，仅靠输送介质本身对密封端面进行冷却、润滑，对于低压和低速的情况尚可，对高pv值的工况，密封寿命很短的问题一直未得到解决。
发明内容
本发明的目的是针对现有无水机械密封润滑差、发热严重、寿命短的问题，提供一种改善流体流动状态，冷却润滑充分、可靠、寿命长的无水机械密封装置。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：在常规组装的动环组件和静环组件构成的密封装置基础上，进行如下改进：动环组件设置在带流体的密封腔内，动环组件的外表面加工有螺旋状槽，动环组件与静环组件的密封端面通过弹性元件压紧密封。动环组件上的螺旋状槽的作用是，使密封腔内的介质在高速旋转时的推力作用下，流向密封端面或流离密封端面，实现了完全采用介质对密封端面进行冷却、润滑，并还能促使密封腔内的流体循环改善。
本发明所述的动环组件为与转轴固定的环套结构的旋转环组件，螺旋状槽设置在其外圆柱面，旋转环组件内空腔中固定耐磨材质的旋转环；静环组件与密封腔的端盖固定，其内空腔中固定耐磨材质的静环，静环端面与旋转环端面密封接触。
静环和旋转环的材质采用碳化硅或硬质合金；旋转环组件的螺旋状槽根据实际工况采用左旋、右旋或双向旋转结构，螺距采用恒螺距或变螺距，螺槽截面形状采用三角形、梯形、矩形、半圆形或其它形状。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，显著优点在于强化了密封介质的流动，极大改善介质对密封端面的润滑冷却效果，使得无水机械密封的寿命得到了极大延长，同时解决了水压冲洗密封的结构复杂，耗费水资源等问题。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式进一步描述本发明。
图1为所发明的结构示意图。
图中各标号依次表示：动环组件1、螺旋状槽2、旋转环3、密封端面4、静环5、弹性元件6、静环组件7、转轴8。
具体实施方式
如图1所示。该密封装置为单端面结构，不需要外加冷却水，具有自循环作用，即一种具有自循环作用的无水机械密封。
该机械密封由动环组件1和静环组件7构成。动环组件1为与转轴8固定的环套结构的旋转环组件，螺旋状槽2设置在其外圆柱面，并且位于密封腔内，该环套的内空腔中装入并固定碳化硅材质的旋转环3；静环组件6与密封腔的端盖固定，其内空腔中装入并固定碳化硅材质的静环5，静环5可沿转轴8轴向移动，静环5端面与旋转环3端面靠密封腔外安装的弹性元件6压紧密封(也可以采用旋转环3轴向移动且旋转，再由同步旋转的弹性元件6压紧)。旋转环组件的螺旋状槽2可根据实际工况来决定，可采用左旋、右旋或双向旋转结构，螺距也相应采用恒螺距或变螺距，螺槽截面2形状可采用三角形、梯形、矩形、半圆形或其它形状，可直接在旋转环组件的外套表面加工，也可以单独加工后与旋转环组件组装在一起。起到密封作用的旋转环3和静环5除了可用制造的材料可以碳化硅材质外，还可以采用硬质合金等耐磨密封材质。
Claims (3)
1.一种具有自循环作用的无水机械密封装置，由组装的动环组件和静环组件构成，其特征是：动环组件设置在带流体的密封腔内，动环组件的外表面加工有螺旋状槽，动环组件与静环组件的密封端面通过弹性元件压紧密封。
2.如权利要求1所述的具有自循环作用的无水机械密封装置，其特征是：动环组件为与转轴固定的环套结构的旋转环组件，螺旋状槽设置在其外圆柱面，旋转环组件内空腔中固定耐磨材质的旋转环；静环组件与密封腔的端盖固定，其内空腔中固定耐磨材质的静环，静环端面与旋转环端面密封接触。
3.如权利要求2所述的具有自循环作用的无水机械密封装置，其特征是：静环和旋转环的材质采用碳化硅或硬质合金；旋转环组件的螺旋状槽根据实际工况采用左旋、右旋或双向旋转结构，螺距采用恒螺距或变螺距，螺槽截面形状采用三角形、梯形、矩形、半圆形或其它形状。
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