CN103016391B - 一种高压注水泵的机械密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压注水泵的机械密封装置，其中，轴套设有台阶，动环组件固定于轴套的外壁且一端抵接于该台阶，弹性补偿组件包括静环座、镶嵌于静环座上的静环、设置于静环座上的防转销以及若干小弹簧，密封压盖上设有轴向的容置孔，且绕圆周均布有若干弹簧孔，防转销插入容置孔内，并可轴向浮动，小弹簧置于弹簧孔内，且一端抵接于静环座，静环座的尾端伸出密封压盖，且静环座的尾端设有卡簧，将弹性补偿组件预装于密封压盖上，密封压盖的内壁固定有分流环，分流环上均布有若干注液孔。弹性补偿组件静止式安装，不受离心力影响，均布的多个小弹簧使得浮动性较好，卡簧可将弹性补偿组件预装于密封压盖内，均布的注液孔可多点冲洗，使冷却均匀。
Description
技术领域
本发明涉及一种泵的机械密封装置，尤其涉及采油中高压注水泵的机械密封装置。
背景技术
弹簧式机械密封装置广泛应用于石化、化工、热电、采油等行业的具有回转设备的流体机械水泵中。机械密封的核心是密封环之密封面的液膜稳定性，目前在实际应用中存在各种因素影响密封效果，尤其涉及中高压注水泵的机械密封装置，主要存在几个问题：
1、使用大弹簧压紧式机械密封，因大弹簧推力不均匀的特点易使密封端面载荷片载，导致密封环片磨损坏。
2、密封部清洗冷却时采用单点冲洗，易导致密封件倾斜或局部冲刷损坏，缩短了密封寿命短。
3、部分注水泵因泵体设计原因，无法使用集装式机械密封，特别是在密封腔体空间短小情况下，需采用非集装式机械密封，弹性补偿组件为散装。安装时容易产生配合误差，影响密封精度，而拆泵更换密封件时操作不便，易于损坏密封件。
4、注水泵密封腔体压力比较高，密封环因压差比较大易于造成石墨密封环端面变形，造成密封摩擦面的贴合不好，使密封过早失效。
5、注水泵机械密封动环组件的传动机构多采用圆柱短销传递动力，一方面销子强度不够大，泵体有振动时销子易松脱，造成动力失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压注水泵的机械密封装置。
根据本发明提供的一种高压注水泵的机械密封装置，包括轴套、动环组件、弹性补偿组件、密封压盖和辅助密封件；其中，轴套设有一台阶，动环组件固定于轴套的外壁且一端抵接于该台阶，弹性补偿组件包括静环座、镶嵌于静环座上的静环、轴向设置于静环座一端的防转销、以及若干小弹簧，密封压盖上对应于弹性补偿组件的防转销位置设有轴向的容置孔，且密封压盖上绕圆周均布有若干弹簧孔，防转销插入容置孔内，并可轴向浮动，而小弹簧置于弹簧孔内，小弹簧的一端抵接于静环座，静环座的尾端伸出密封压盖，且静环座的尾端设有卡簧，将弹性补偿组件预装于密封压盖上，密封压盖的内壁固定有分流环，分流环上均布有若干注液孔。
其有益效果是：弹性补偿组件为静止式安装，弹簧不受离心力影响，同时，采用多个小弹簧均布，相比现有技术中的大弹簧结构，其轴向的推力分布更为均匀，弹性补偿组件的整体浮动性较好；将小弹簧放置于密封压盖上均布的弹簧孔中，结构紧凑，且弹簧沿防转销轴向传动，提高了弹簧传动的稳定性；卡簧可将弹性补偿组件预装于密封压盖内，利于集装，避免了现有技术中的散装的弹性补偿组件在组装时造成的精度误差；均布的注液孔可多点冲洗，使冷却均匀，且不易导致摩擦副倾斜而使之损坏。该机械密封装置结构紧凑，整体的轴向尺寸较小，液膜的稳定性好，且散热良好。
一种优选方式，所述静环座内壁具有一环形的沉台，静环的顶面及外缘镶嵌于该沉台内，该沉台的根部具有一环形的内凹的沟槽，所述弹性补偿组件还包括一撑环，该撑环的外壁镶嵌于静环的内壁上，而该撑环的顶面镶嵌于静环座的沉台上，该撑环的内壁为圆弧凸面。其有益效果是：沟槽可消除静环的镶嵌应力；撑环可有效增强静环的强度，该撑环配合静环座还能够有效抵抗静环因高压差所产生的密封面变形趋势，达到稳定密封面液膜的目的。
一种优选方式，所述动环组件包括动环座、镶嵌环和动环，动环镶嵌于镶嵌环上，镶嵌环的外壁具有若干轴向的卡槽，而动环座轴向延伸出若干与卡槽对应的传动齿，传动齿与卡槽配合实现镶嵌环与动环座连动。其有益效果是：相比现有技术的圆柱短销传动结构，本方案的传动结构不会因泵体振动而松脱，不存在传动失效风险，且只需将传动齿的和卡槽的宽度增加便可提高其传动强度，可实现较强的抗冲击能力。
一种优选方式，所述密封压盖与静环座之间的辅助密封件为一可轴向浮动的O形圈，且该O形圈的外侧设有挡圈。其有益效果是：O形圈可浮动，保证了弹性补偿组件轴向活动时的密封效果，而挡圈可防止O形圈被高压挤出，保证了高压状态下密封的有效性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
图1是本发明实施例提供的高压注水泵的机械密封装置的剖面结构示意图。
图2是本发明实施例提供的高压注水泵的机械密封装置的产品分解示意图。
图3是本发明实施例中弹性补偿组件与密封压盖结合处的局部结构剖面示意图。
图4是本发明实施例中动环组件的结构剖面示意图。
具体实施方式
参考图1和图2，一种高压注水泵的机械密封装置，包括轴套100、动环组件200、弹性补偿组件300、密封压盖400和辅助密封件，轴套100与泵轴之间具有用于密封的第一O形圈510，而密封压盖400与泵体之间具有用于密封的密封垫520。
动环组件200通过螺钉固定于轴套100的外壁，轴套100设有一台阶110，动环组件200的一端抵接于该台阶110，且动环组件200与轴套100之间具有用于密封的第二O形圈530。
参考图3，弹性补偿组件300包括静环座310、镶嵌于静环座310上的静环320、轴向设置于静环座310一端的防转销330、以及若干小弹簧340，密封压盖400上对应于弹性补偿组件300的防转销330位置设有轴向的容置孔410，且密封压盖400上绕圆周均布有若干弹簧孔，防转销330插入容置孔410内，并可轴向浮动，而小弹簧340置于弹簧孔内，小弹簧340的一端抵接于静环座310，静环座310的尾端伸出密封压盖400，且静环座310的尾端设有卡簧350，将弹性补偿组件300预装于密封压盖400上，密封压盖400的内壁固定有分流环420，分流环420上均布有若干注液孔，分流环420通过一卡簧430卡设于密封压盖400上。
弹性补偿组件300为静止式安装，小弹簧340不受离心力影响，同时，采用多个小弹簧340均布，相比现有技术中的大弹簧结构，其轴向的推力分布更为均匀，弹性补偿组件300的整体浮动性较好；将小弹簧340放置于密封压盖400上均布的弹簧孔中，结构紧凑，且小弹簧340沿防转销330轴向传动，提高了小弹簧340传动的稳定性；卡簧350可将弹性补偿组件300预装于密封压盖400内，利于集装，避免了散装的弹性补偿组件在组装时造成的精度误差；均布的注液孔可多点冲洗，使冷却均匀，且不易导致摩擦副倾斜而使之损坏。
所述静环座310内壁具有一环形的沉台，静环320的顶面及外缘镶嵌于该沉台内，该沉台的根部具有一环形的内凹的沟槽311，所述弹性补偿组件300还包括一撑环360，该撑环360的外壁镶嵌于静环320的内壁上，而该撑环360的顶面镶嵌于静环座310的沉台上，该撑环360的内壁为圆弧凸面361。沟槽311可消除静环320的镶嵌应力；撑环360可有效增强静环320的强度，该撑环360配合静环座310还能够有效抵抗静环320因高压差所产生的密封面变形趋势，达到稳定密封面液膜的目的。
参考图4，所述动环组件200包括动环座210、镶嵌环220和动环230，动环230镶嵌于镶嵌环220上，镶嵌环220的外壁具有若干轴向的卡槽，而动环座210轴向延伸出若干与卡槽对应的传动齿211，传动齿211与卡槽配合实现镶嵌环220与动环座210连动，且动环座210与镶嵌环220之间具有用于密封的第三O形圈540。该传动结构不会因泵体振动而松脱，不存在传动失效风险，且只需将传动齿211的和卡槽的宽度增加便可提高其传动强度，可实现较强的抗冲击能力。
所述密封压盖400与静环座310之间的辅助密封件为一可轴向浮动的第四O形圈550，且该第四O形圈550的外侧设有挡圈551。第四O形圈550可浮动，保证了弹性补偿组件300轴向活动时的密封效果，而挡圈551可防止第四O形圈550被高压挤出，保证了高压状态下密封的有效性。
第一O形圈510、第二O形圈530、第三O形圈540、第四O形圈550和密封垫520构成所述辅助密封件。
该机械密封装置结构紧凑，整体的轴向尺寸较小，液膜的稳定性好，且散热良好。
当然，以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的方案所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (3)
1.一种高压注水泵的机械密封装置，包括轴套、动环组件、弹性补偿组件、密封压盖和辅助密封件，其特征在于：
轴套设有一台阶，动环组件固定于轴套的外壁且一端抵接于该台阶，
弹性补偿组件包括静环座、镶嵌于静环座上的静环、轴向设置于静环座一端的防转销、以及若干小弹簧，
密封压盖上对应于弹性补偿组件的防转销位置设有轴向的容置孔，且密封压盖上绕圆周均布有若干弹簧孔，防转销插入容置孔内，并可轴向浮动，而小弹簧置于弹簧孔内，小弹簧的一端抵接于静环座，
静环座的尾端伸出密封压盖，且静环座的尾端设有卡簧，将弹性补偿组件预装于密封压盖上，
密封压盖的内壁固定有分流环，分流环上均布有若干注液孔；
所述静环座内壁具有一环形的沉台，静环的顶面及外缘镶嵌于该沉台内，该沉台的根部具有一环形的内凹的沟槽，所述弹性补偿组件还包括一撑环，该撑环的外壁镶嵌于静环的内壁上，而该撑环的顶面镶嵌于静环座的沉台上，该撑环的内壁为圆弧凸面。
2.根据权利要求1所述的一种高压注水泵的机械密封装置，其特征在于：所述动环组件包括动环座、镶嵌环和动环，动环镶嵌于镶嵌环上，镶嵌环的外壁具有若干轴向的卡槽，而动环座轴向延伸出若干与卡槽对应的传动齿，传动齿与卡槽配合实现镶嵌环与动环座连动。
3.根据权利要求1所述的一种高压注水泵的机械密封装置，其特征在于：所述密封压盖与静环座之间的辅助密封件为一可轴向浮动的O形圈，且该O形圈的外侧设有挡圈。
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