CN102734206A - 一种用于高温油泵的机械密封 - Google Patents

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Abstract

一种用于高温油泵的机械密封是由定位过滤结构，双端面密封结构，密封冷却腔，尾部的盘根密封结构和调整锁紧结构组成，它彻底消除了公知的机械密封端面间隙有可能突然打开而出现大量泄漏的安全隐患，它不用封油，只用冷却水就能保持长周期安全可靠的运行，不仅如此，还增加了在线修复功能，因此它不仅能为用户的安全生产和环境保护提供可靠的保证，还能为用户带来降本增效的好的经济效益。

Description

一种用于高温油泵的机械密封
技术领域
本发明涉及用于流体机械转轴密封的轴封装置，具体来说是一种用于高温油泵的机械密封。
技术背景
目前在石油化工装置高温油泵中普遍使用的机械密封由于考虑热胀冷缩和转轴串动的技术要求，使其起密封作用的端面间隙存在着随时都有打开而产生大量泄漏的可能性，正是这种结构设计上的缺陷，使这些机械密封存在着本质上的安全隐患，因为一旦端面打开，高温油料就会大量泄漏，如果得不到及时冷却，它们见到空气就会燃烧引起火灾等安全事故，为了解决这个问题，除了采用相应的冷却措施外还要增设封油系统，甚至润滑油系统来保证这些机械密封的安全运行，尽管如此，这些机械密封一旦发生泄漏超标的状况，就必须将运行的高温油泵停下来，并对其解体重新更换一套新的机械密封才能保证其正常运行，这样做不仅费工费时，使得这些高温油泵的机械密封使用维护成本居高不下，还对安全生产仍构存不小的威胁。
发明内容
为了克服这些机械密封存在着的本质上的安全隐患，降低其使用维护成本，更好地保证高温油泵的安全生产，本发明提供了一种用于高温油泵的机械密封，从结构设计上消除了产生端面间隙可能会迅速打开很大而产生大量泄漏的安全隐患，减掉了封油系统，增加了机械密封的在线修复功能，其具体结构如下：由装在密封套内的静环，动环和补偿环依次串联的套在轴套上，静环的端面和动环左端的端面贴合，动环的右端面和补偿环的端面贴合，在静环密封圈，动环密封圈与补偿环密封圈的配合下构成了一套双端面密封结构，在盖板，密封套，静环与轴套凹槽上嵌配的盘根在锁紧螺钉的作用下构成了该密封的定位过滤结构，密封套和压盖是用螺纹连接，伸入压盖内的补偿环部分和装在压盖内的隔离环和轴套形成的环状空间与压盖上加工出的冷却水进出口组成了密封冷却腔，由套在轴套上和隔离环相配合的楔形块和填料压盖构成了尾部的盘根密封结构，由扁螺母，带盖螺母和弹簧组成了密封的调整锁紧结构，由以上这些结构集装起来就构成了用于高温油泵的机械密封。
从图1结构示意图上我们可以看到串联装在密封套内的静环，动环和补偿环在受热膨胀轴向伸长时，密封套也会受热伸长，由于它们都是用相同的不锈纲材料制造的，热胀系数相同，因此受热伸长引起的轴向尺寸变化量完全可以互相补偿，故可以不考虑受热后动静环轴向尺寸位置变化对端面间隙的影响，动环和轴套是通过防转导向键连接的，当固定在轴上的轴套发生轴向窜动时，动环可在键的帮助下沿着轴套外圆作轴向自由移动，因此轴的轴向窜动对端面间隙也不会产生影响，所以该密封在初始安装过程中就可通过调整锁紧结构将两个端面间隙调整在微米级的工作状态下而不需要象现在公知的机械密封给密封端面间隙留下余量，这个余量通常都有1～2毫米甚至更大，而泄漏量是和端面间隙的立方成正比的，正是这一因素使得现在公知的机械密封端面有随时打开很大而引发大量泄漏的安全隐患，而本密封就从结构设计上完全消除了这一点，其端面密封间隙只会因磨损而逐渐变大，而定位过滤结构实质上是一组盘根密封，在它的作用下可以充分保证进入端面油液基本上处于清洁状态，再加上端面摩擦副是用硬度很高且有自润滑性的碳化硅材料制成，故可以完全取消封油就能使端面密封正常的工作，当密封冷却腔通入冷却水后可使极少泄漏残液得到迅速冷却，而冷却水的压力和流量则可通过尾部盘根密封的泄漏量和在压盖上冷却水出口安装的控制阀来控制，这样既提高了冷却水的冷却效果也可减少冷却水的消耗，而在填料压盖的上端也可接上少量冷却水进行冲洗，一来防止泄漏出来的冷却水温度过高而汽化，二来可将微量的泄漏残液冲走并收集起来送入污水处理装置处理后再循环使用。
从结构上我们还可看到本机械密封经过长时间运行后，端面间隙会因磨损而变大，从而泄漏量也会逐渐增加，一旦泄漏量超过标准，此时只需将高温油泵停下来，重新调整调整锁紧结构通过楔形块，隔离环和补偿环的轴向移动将端面间隙缩小到正常状态，而不需要对设备解体更换一套新的机械密封，弹簧的作用则是保持适当的预紧力，使机械密封不工作时端面处于贴合状态防止泄漏发生。
本发明的有益效果是：彻底消除了现在公知的机械密封端面有可能随时打开而发生大量泄漏引发安全事故的安全隐患，不需要使用封油，增加了机械密封的在线修复功能，大大降低了高温油泵使用维护修理机械密封的成本，为石油化工装置的安全生产和环境保护及降本增效提供了可靠的保障。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1.锁紧螺钉，2.盖板，3.定位过滤盘根，4.静环密封圈，5.静环，6.密封套，7.动环，8.防转导向键，9.动环密封圈，10.密封环，11.补偿环，12.压盖密封圈，13.补偿环密封圈，14.压盖，15.防转销，16.隔离环，17.隔离环密封圈，18.楔形块，19.防尘环，20.填料压盖，21.轴套密封圈，22.紧定螺钉，23.轴套，24.填料压盖螺栓，25.扁螺母，26.带盖螺母，27.弹簧，A.压盖冷却水进口，B.压盖冷却水出口，C.填料压盖冷却水进口，D.填料压盖冷却水出口。
具体实施方式
在对各零件质量检验合格后按如下步骤实施：
1.将静环(5)套上静环密封圈(4)装在密封套(6)内并用3个锁紧螺钉(1)按两两120°夹角拧紧在密封套底部。
2.将动环密封圈(9)，密封环(10)，防转导向键(8)按图上顺序和要求装配在轴套(23)上后将动环(7)配装在轴套上并使防转导向键插入动环相应的键槽中。
3.将配好了动环的轴套插入配好了静环的密封套中使动环的左端面和静环端面贴合住，此时应注意端面保持洁净并涂上清洁的润滑油，然后把轴套竖直放在干净的工作台面上，使密封套的底部向上就可将成形好的定位过滤盘根(3)压入静环和轴套相配的环形槽中如图所示，盘根的接口圈与圈间应错开90°以上，盘根装好后用盖板(2)压紧即用剩下的3个螺钉将盖板锁紧在密封套底部同时也使静环得到进一步锁紧，这样就使轴套与密封套的相对位置固定了。
4.将上述装配件倒过来竖直放在工作台上，此时密封套的底部也在工作台面上，而有螺纹的一端则向上，然后将补偿环(11)套在轴套上装入密封套内使补偿环端面与动环右端面贴合，此时应注意端面保持清洁并涂上清洁的润滑油。
5.将压盖(14)配上补偿环密封圈(13)后套在轴套上并穿过补偿环背部使补偿环密封圈与其套紧同时将压盖和密封套利用螺纹连接旋转锁紧。
6.将隔离环(16)配上隔离环密封圈(17)和防转销(15)套在轴套上装入压盖内并使防转销插入压盖内相应的槽中同时使隔离环上的齿插入补偿环背端的槽中形成拨叉连接，这样隔离环和补偿环只能在轴向前后移动而不会发生转动了。
7.将楔形块(18)套在轴套上嵌入隔离环内，然后将配好防尘环(19)的填料压盖(20)套在轴套上并穿过已拧在压盖上的填料压盖螺栓(24)和楔形块贴上后把弹簧(27)套在填料压盖螺栓上放于填料压盖上的弹簧槽内并用带盖螺母(26)锁上，拧带盖螺母时应注意均匀用力并以能用适当的手力转动轴套为准，然后再用扁螺母(25)将带盖螺母锁紧，这样整套用于高温油泵的机械密封的集装工作就已完成，再配上压盖密封圈(12)和轴套密封圈(21)就可以装在高温油泵上使用了。
8.初装在高温油泵上使用时应注意这么几点：(1)压盖(14)的螺栓在泵轴完全定好位后才能拧紧以保证密封在运行时与轴的同心度。(2)在油泵预热时就应将冷却水接上供给适当的冷却水保证运行时的安全。(3)在整个油泵预热好后才可将轴套上配好的紧定螺钉(22)拧紧，在拧紧过程中应转动泵轴检查机械密封有无卡阻和密封状态是否完好，这一切都正常后就可投入正规运行了。
本发明的机械密封从结构设计上消除了高温油泵机械密封突然发生大量泄漏的可能性，又增加了在线修复功能，所使用的材料都是能在高温下工作的材料，因而在高温油泵上不用封油只用冷却水就可安全可靠长时间运行，使用它必将为企业的安全生产和环境保护带来可靠的保证同时还能带来可观的经济效益。

Claims (1)

1.由装在密封套内的静环，动环和补偿环依次串联的套在轴套上，静环的端面和动环左端的端面贴合，动环的右端面和补偿环的端面贴合，在静环密封圈，动环密封圈与补偿环密封圈的配合下构成了一套双端面密封结构，在盖板，密封套，静环与轴套凹槽上嵌配的盘根在锁紧螺钉的作用下构成了该密封的定位过滤结构，密封套和压盖是用螺纹连接，伸入压盖内的补偿环部分和装在压盖内的隔离环和轴套形成的环状空间与压盖上加工出的冷却水进出口组成了密封冷却腔，由套在轴套上和隔离环相配合的楔形块和填料压盖构成了尾部的盘根密封结构，由扁螺母，带盖螺母和弹簧组成了密封的调整锁紧结构，由以上这些结构集装起来就构成了用于高温油泵的机械密封。
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