CN102094846B - 一种盐水加压泵用机械密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械密封结构，尤其是公开了一种在盐水加压泵上使用的机械密封结构，属于机械设备维修技术领域。提供一种在机封系统上不容易沉积和缠绕杂物的盐水加压泵用机械密封结构。所述机械密封结构，包括套接在泵轴上的含有机封系统的轴套，轴套的一端伸入泵壳上的密封腔中，机封系统安装在密封腔腔口一端的轴套外表面上，并将轴套与密封腔的径向间隙在密封腔腔口端部封闭，在机封系统内侧的轴套外表上还安装有减压过滤系统。

Description

一种盐水加压泵用机械密封结构

技术领域

本发明涉及一种机械密封结构，尤其是涉及一种在盐水加压泵上使用的机械密封结构，属于机械设备维修技术领域。

背景技术

在制备生产海绵钛用的氯气时，需要将盐池中的盐水通过盐水加压泵送入氯化钠分解设备中，由于盐水中含有大量的原料包装物和杂质，在生产过程中，这些杂物不可避免的会通过输送管道进入加压泵体中，而加压泵的密封系统一般都是采用的单端面、调节小弹簧结构的内装、内流式机封系统，这样，盐水中的各种杂物，便会在泵体内相对狭小或流通不畅的密封系统上沉积、缠绕而使小弹簧失去弹力，进而使密封系统泄漏，同时，在停车不生产时，残留在泵体内盐水中的氯化钠等物会形成盐泥结晶体，造成加压泵堵塞，也会造成机封泄漏并加剧密封端面的磨损，从而造成加压泵出口压力降低。为了保证加压泵出口的压力，必须定期更换机封，从而增加维修工作量，同时使维护成本大大增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种在机封系统运行过程中，运行温度低、摩擦磨损小、使用寿命长的盐水加压泵用机械密封结构。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种盐水加压泵用机械密封结构，包括套接在泵轴上的含有机封系统的轴套，轴套的一端伸入泵壳上的密封腔中，机封系统安装在密封腔腔口一端的轴套外表面上，并将轴套与密封腔的径向间隙在密封腔腔口端部封闭，在机封系统内侧的轴套外表上还安装有减压过滤系统；

所述机封系统包括机封座、动机封环、动机封固定座和静机封环，机封座上沿轴向设置有机封安装孔，动机封环和静机封环上各有一个相互配合的密封端面；静机封环固定在机封安装孔的底部，密封端面朝向密封腔内侧；动机封环通过动机封固定座固定在轴套外表面上，密封端面朝向密封腔外侧并与静机封环的密封端面相贴，并整体位于机封座安装孔中；在动机封固定座与动机封环之间设置有沿轴向调节动机封环的调节小弹簧；机封系统通过机封座的端面与浮环密封基座的另一个端面连接；

机封安装孔的内表面与动机封固定座的外表面之间具有一个沿周向设置的冲洗腔，调节小弹簧和相互配合的密封端面位于冲洗腔中，机封安装孔孔壁上设置有与冲洗腔连通的冲洗水接口；

在机封安装孔底部静机封环的外侧设置有冷却腔，冷却腔腔壁上设置有与冷却腔连通的冷却水输入口和冷却水输出口。

进一步的是，所述减压过滤系统包括浮环密封、截流环以及浮环密封基座；在浮环密封基座上设置有一个开口端朝向密封腔内侧的安装腔，浮环密封套接在安装腔内的轴套上，，截流环位于安装腔的开口端，并将浮环密封固定在安装腔内；浮环密封基座的一侧与密封腔的外端面连接，另一侧与机封系统连接。

上述方案的优选方式是，在截流环的轴向内表面上还设置有迷宫密封件，轴套的外表面与截流环的轴向内表面之间的间隙通过迷宫密封件密封。

上述方案的优选方式是，位于安装腔中的浮环密封沿轴向布置有至少两件；每件浮环密封均由至少一件拉簧和至少两块瓣环密封构成，在每块瓣环密封的轴向外表面上沿周向设置有安装槽，拉簧位于安装槽中，并将多块瓣环密封的轴向内表面压接在轴套的外表面上；相邻两块瓣环密封之间设置有磨损补偿间隙，相邻两件浮环密封的磨损补偿间隙相互错开。

进一步的是，在浮环密封基座的安装腔背面一侧还设置有开口端朝向密封腔外侧的浮环密封容纳腔，在容纳腔的开口端设置有浮环密封挡板，至少一件浮环密封通过浮环密封挡板安装在容纳腔内的轴套外表面上。

上述方案的优选方式是，在安装腔底部端面上以及浮环密封挡板内侧端面上设置有浮环密封压紧弹簧。

上述方案的优选方式是，在相邻浮环密封之间、浮环密封与安装腔底部端面之间以及浮环密封与浮环密封挡板内侧端面之间设置防转销。

本发明的有益效果是：在泵体内机封系统的前方再设置一套减压过滤系统，当加压泵工作时，通过减压过滤系统将进入机封系统的盐水中的杂物过滤，同时进入机封系统中的盐水的压力也明显降低，从而达到有效减少甚至杜绝杂物在机封系统上沉积和缠绕，这样，调节小弹簧便不会失去弹力，而使机封系统的密封端面始终保持接触而不泄漏。进一步的，为了减少盐水中的盐泥结晶体在压力泵泵体内的，特别是在机封系统内的沉积和残留，在机封系统上设置一套冲洗腔，通过冲洗腔在设备停车前对机封系统进行冲洗，从而保证机封系统在停车后不会沉积和残留盐结晶体，这样在下次重新起动时，可以大大的降低密封面的摩擦磨损，延长机封的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种盐水加压泵用机械密封结构的结构示意图；

图2为本发明涉及到的浮环密封零件图。

图中标记为：泵轴1、轴套2、泵壳3、密封腔4、浮环密封5、拉簧51、瓣环密封52、安装槽521、磨损补偿间隙522、截流环6、迷宫密封件61、浮环密封基座7、安装腔71、容纳腔72、浮环密封挡板8、压紧弹簧9、防转销10、机封座11、机封安装孔111、动机封环12、动机封固定座13、静机封环14、密封端面15、小弹簧16、冲洗腔17、冲洗水接口171、冷却腔18、冷却水输入口181、冷却水输出口182。

具体实施方式

如图1所示是本发明提供的一种在机封系统上不容易沉积和缠绕杂物的盐水加压泵用机械密封结构。所述机械密封结构包括套接在泵轴1上的含有机封系统的轴套2，轴套2的一端伸入泵壳3上的密封腔4中，机封系统安装在密封腔4腔口一端的轴套2外表面上，并将轴套2与密封腔4的径向间隙在密封腔4腔口端部封闭，在机封系统内侧的轴套2外表上还安装有减压过滤系统。所述减压过滤系统包括浮环密封5、截流环6以及浮环密封基座7；在浮环密封基座7上设置有一个开口端朝向密封腔4内侧的安装腔71，浮环密封5位于安装腔71内的轴套上，截流环6位于安装腔71的开口端，并将浮环密封5固定在安装腔71内；浮环密封基座7的一侧与密封腔4的外端面连接，另一侧与机封系统连接。采用所述的机械密封结构后，当加压泵工作时，通过减压过滤系统将进入机封系统的盐水中的杂物过滤，同时盐水通过截流环7的截流后压力也明显降低，从而达到有效减少甚至杜绝杂物在机封系统上的沉积和缠绕，这样，机封系统的调节小弹簧16便不会因为杂物的沉积和缠绕而失去弹力，从而使机封系统的密封端面15始终保持接触而不出现泄漏。

为了使进入机封系统的盐水的压力尽可能小，在截流环6的轴向内表面上还设置有迷宫密封件61，轴套2的外表面与截流环6的轴向内表面之间的间隙通过迷宫密封件61密封。这样，从轴套2的外表面与截流环6的轴向内表面之间的间隙中进入机封系统内的盐水便可以达到最小，压力也就最小，既使有少量杂物进入机械密封系统中也不会缠绕在密封系统的调节小弹簧16上，小弹簧16便不会失去弹力。

为了提高减压过滤系统的过滤效果，位于安装腔71中的浮环密封5沿轴向布置有至少两件；每件浮环密封5均由至少一件拉簧51和至少两块瓣环密封52构成，在每块瓣环密封52的轴向外表面上沿周向设置有安装槽521，拉簧51位于安装槽521中，并将多块瓣环密封52的轴向内表面压接在轴套2的外表面上；相邻两块瓣环密封52之间设置有磨损补偿间隙522，相邻两件浮环密封5的磨损补偿间隙522相互错开；在浮环密封基座7的安装腔71背面一侧还设置有开口端朝向密封腔4外侧的浮环密封容纳腔72，在容纳腔72的开口端设置有浮环密封挡板8，至少一件浮环密封5通过浮环密封挡板8安装在容纳腔72内的轴套2外表面上；在安装腔71底部端面上以及浮环密封挡板8内侧端面上设置有浮环密封5压紧弹簧9；在相邻浮环密封5之间、浮环密封5与安装腔71底部端面之间以及浮环密封5与浮环密封挡板8内侧端面之间设置防转销10。采用上述结构后，由于浮环密封5通过拉簧51压接在轴套2的外表面上，相邻浮环密封5之间又通过压紧弹簧9互相压接在一起，这样，从轴套2的外表面与截流环6的轴向内表面之间的间隙中进入减压过滤系统内的盐水中的杂物，便有效的被过滤而无法进入后方的机械密封系统中，也就不会在机械密封系统上沉积和缠绕而使调节小弹簧16失去弹力。防转销10可以使相邻浮环密封5之间不发生相对转动，也会就不会使相邻浮环密封5上的磨损补偿间隙522重叠，而降低减压过滤系统的过滤效果。

上述实施方式中的机封系统包括机封座11、动机封环12、动机封固定座13和静机封环14，机封座11上沿轴向设置有机封安装孔111，动机封环12和静机封环14上各有一个相互配合的密封端面15；静机封环14固定在机封安装孔111的底部，密封端面15朝向密封腔4内侧；动机封环12通过动机封固定座13固定在轴套2外表面上，密封端面15朝向密封腔4外侧并与静机封环14的密封端面15相贴，并整体位于机封座安装孔111中；在动机封固定座13与动机封环12之间设置有沿轴向调节动机封环12的调节小弹簧16；机封系统通过机封座11的端面与浮环密封基座7的另一个端面连接。为了使盐水中的氯化钠在停车时，不会形成盐泥结晶而存留在机械密封系统中，造成加压泵堵塞和加剧密封端面15的磨损，在机封安装孔111内表面与动机封固定座13外表面之间具有一个沿周向设置的冲洗腔17，调节弹簧16和相互配合的密封端面15位于冲洗腔17中，机封安装孔111孔壁上设置与冲洗腔17连通的冲洗水接口171。这样，在停车时，先通过冲洗水接口171向冲洗腔中输入冲洗水对机械密封系统进行冲洗，清除残留在机械密封系统中的氯化钠，在停车后便不会形成盐泥结晶存留在机械密封系统中造成加压泵堵塞，也不会出现加剧密封端面15磨损的情况。

上述实施方式中，动机封环12与静机封环14之间是相对高速转动的，所以在密封端面15处便会产生大量的热而使动机封环12和静机封环14的温度升高，这样，也会加剧密封端面的磨损而出现泄漏。为了降低动机封环12和静机封环14的工作温度，在机封安装孔111底部静机封环14的外侧设置有冷却腔18，冷却腔18腔壁上设置有与冷却腔18连通的冷却水输入口181和冷却水输出口182。向冷却腔18中输入循规的冷却水后，冷却水便可以带走大量的热量，而使动机封环12和静机封环14始终处于较低的温度环境中，减小了密封端面15的磨损，延长了机封系统的使用受寿，减小了维修工作量，节约维修成本。

Claims (5)

1.一种盐水加压泵用机械密封结构，包括套接在泵轴（1）上的含有机封系统的轴套（2），轴套（2）的一端伸入泵壳（3）上的密封腔（4）中，机封系统安装在密封腔（4）腔口一端的轴套（2）外表面上，并将轴套（2）与密封腔（4）的径向间隙在密封腔（4）腔口端部封闭，在机封系统内侧的轴套（2）外表上还安装有减压过滤系统，

所述机封系统包括机封座（11）、动机封环（12）、动机封固定座（13）和静机封环（14），机封座（11）上沿轴向设置有机封安装孔（111），动机封环（12）和静机封环（14）上各有一个相互配合的密封端面（15）；静机封环（14）固定在机封安装孔（111）的底部，密封端面（15）朝向密封腔（4）内侧；动机封环（12）通过动机封固定座（13）固定在轴套（2）外表面上，密封端面（15）朝向密封腔（4）外侧并与静机封环（14）的密封端面（15）相贴，并整体位于机封座安装孔（111）中；在动机封固定座（13）与动机封环（12）之间设置有沿轴向调节动机封环（12）的调节小弹簧（16）；机封系统通过机封座（11）的端面与浮环密封基座（7）的另一个端面连接；

机封安装孔（111）的内表面与动机封固定座（13）的外表面之间具有一个沿周向设置的冲洗腔（17），调节小弹簧（16）和相互配合的密封端面（15）位于冲洗腔（17）中，机封安装孔（111）孔壁上设置有与冲洗腔（17）连通的冲洗水接口（171），其特征在于：

在机封安装孔（111）底部静机封环（14）的外侧设置有冷却腔（18），冷却腔（18）腔壁上设置有与冷却腔（18）连通的冷却水输入口（181）和冷却水输出口（182）；所述减压过滤系统包括浮环密封（5）、截流环（6）以及浮环密封基座（7）；在浮环密封基座（7）上设置有一个开口端朝向密封腔（4）内侧的安装腔（71），浮环密封（5）套接在安装腔（71）内的轴套（2）上，截流环（6）位于安装腔（71）的开口端，并将浮环密封（5）固定在安装腔（71）内；浮环密封基座（7）的一侧与密封腔（4）的外端面连接，另一侧与机封系统连接；位于安装腔（71）中的浮环密封（5）沿轴向布置有至少两件；每件浮环密封（5）均由至少一件拉簧（51）和至少两块瓣环密封（52）构成，在每块瓣环密封（52）的轴向外表面上沿周向设置有安装槽（521），拉簧（51）位于安装槽（521）中，并将多块瓣环密封（52）的轴向内表面压接在轴套（2）的外表面上；相邻两块瓣环密封（52）之间设置有磨损补偿间隙（522），相邻两件浮环密封（5）的磨损补偿间隙（522）相互错开。

2.根据权利要求1所述的一种盐水加压泵用机械密封结构，其特征在于：在截流环（6）的轴向内表面上还设置有迷宫密封件（61），轴套（2）的外表面与截流环（6）的轴向内表面之间的间隙通过迷宫密封件（61）密封。

3.根据权利要求1所述的一种盐水加压泵用机械密封结构，其特征在于：在浮环密封基座（7）的安装腔（71）背面一侧还设置有开口端朝向密封腔（4）外侧的浮环密封容纳腔（72），在容纳腔（72）的开口端设置有浮环密封挡板（8），至少一件浮环密封（5）通过浮环密封挡板（8）安装在容纳腔（72）内的轴套（2）外表面上。

4.根据权利要求3所述的一种盐水加压泵用机械密封结构，其特征在于：在安装腔（71）底部端面上以及浮环密封挡板（8）内侧端面上设置有浮环密封（5）压紧弹簧（9）。

5.根据权利要求3所述的一种盐水加压泵用机械密封结构，其特征在于：在相邻浮环密封（5）之间、浮环密封（5）与安装腔（71）底部端面之间以及浮环密封（5）与浮环密封挡板（8）内侧端面之间设置防转销（10）。

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