CN103912685B - 一种顺逆流泵送结合的径向双端面机械密封装置 - Google Patents
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Abstract
一种顺逆流泵送结合的径向双端面机械密封装置，包括随轴旋转的密封动环，柔性固定于密封腔体的静环作为补偿环；在静环内开有引入外部流体压力的通道，通道沿周向均匀分布在静环内；静环（1）端面上开有环形凹槽，在环形凹槽上布置有与通道相通的小孔；在环形凹槽两侧分布有形成动压效应的外侧动压槽和内侧动压槽；由小孔输入的外部流体在外侧动压槽和内侧动压槽相对于外部流体同时分别产生逆流和顺流泵送效应，分别控制外部施加流体向密封环内外侧的泄漏量，进而减小密封介质的泄漏量，本发明通过同时利用顺流逆流泵送效应来减少密封接合面的泄漏量，适用于密封介质对环境影响较大的场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转式流体机械径向双端面机械密封装置，特别涉及对于外部施加流体在密封内外侧泄漏量要求不同的一种顺逆流泵送结合的径向双端面机械密封装置，适用于各种压缩机、膨胀机、泵、反应釜等旋转机械的轴端密封。
背景技术
径向双端面机械密封已有报道，如中国专利CN101158405A提出一种结构紧凑，应用安装方便的径向双端面机械密封装置。但是其仅仅考虑到外部施加压力引起的静压效应，没有提供动压效应的可行性方案，同时最主要的是其缺乏分别控制外部施加流体在密封环内外侧泄漏量的考虑，从而忽视了其所带来的密封效益。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种顺逆流泵送结合的径向双端面机械密封装置，同时利用顺流逆流泵送效应结合来控制外部施加流体在密封内外侧的泄漏量，从而减少密封介质的泄漏量，适用于密封介质对环境影响较大的场合，例如核电站主泵的密封系统。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种顺逆流泵送结合的径向双端面机械密封装置，包括随轴旋转的密封动环7，柔性固定于密封腔体的静环1作为补偿环；在静环1内开有引入外部流体压力的通道2，通道2以一定数量沿周向均匀分布在静环1内；静环1端面上开有环形凹槽4，在环形凹槽4上布置有与通道2相通的小孔3；在环形凹槽4两侧分布有形成动压效应的外侧动压槽5和内侧动压槽6。
所述的密封装置密封静环1作为柔性补偿装置，外部流体通道2与外部柔性装置相连；若由密封动环7作为补偿装置，则外部流体通道2可直接与外部流体压力源连接。
所述密封装置外部施加流体的压力高于被密封介质的压力0.1—5MPa。
所述小孔3直径为0.1-1mm，数量为4-8，沿周向均匀分布分布在一个环形凹槽4内。
所述环形凹槽4的宽度为1-5mm，深度为10-1000μm。
所述的外侧动压槽5和内侧动压槽6沿周向均匀分布在密封环端面上，外侧动压槽5布置在环形凹槽4靠近密封环外径一侧，动压槽6布置在环形凹槽4靠近密封环内径一侧，外侧动压槽5和内侧动压槽6的深度为2-12μm，个数为8-20。
本发明的优点和有益效果：
（1）在两个相对旋转的动静密封环端面之间引入高于内外侧的外部施加流体，提供静压效应的同时，阻碍密封介质的泄漏。外部施加的流体通过小孔3进入到环形凹槽4内，其目的为起到均压和节流的作用。
（2）每对在环形凹槽4两侧沿其同向布置的动压槽5、6都包括一侧的顺流泵送槽和另一侧的逆流泵送槽。顺流泵送槽能产生动压效应，同时有益于流体泵送到密封外；逆流泵送槽能产生动压效应，同时阻碍流体泵送到密封外。
（3）本发明通过同时利用顺流逆流泵送效应来减少密封接合面的泄漏量，适用于密封介质对环境影响较大的场合。
附图说明
图1是顺逆流泵送结合的径向双端面机械密封装配示意图。
图2是密封环端面外侧逆泵内侧顺泵型结构示意图。
图3是密封环端面外侧顺泵内侧逆泵型结构示意图。
图中，1.密封静环，2.外加流体通道，3.小孔，4.环形凹槽，5.外侧动压槽，6.内侧动压槽，7.密封动环。
具体实施方式
结合附图和具体实施方式对本技术方案进行详细说明。
参照图1、图2，一种顺逆流泵送结合的径向双端面机械密封装置，包括两个机械密封环及相配套的一系列补偿装置和副密封装置，密封动环7随轴旋转固定于密封腔体的静环1作为补偿环；在静环1内开有引入外部流体压力的通道2，通道2以一定数量沿周向均匀分布在静环1内；静环1端面上开有环形凹槽4，在环形凹槽4上布置有与通道2相通的小孔3；在环形凹槽4两侧分布有形成动压效应的外侧动压槽5和内侧动压槽6。
所述密封装置外部施加流体的压力高于被密封介质的压力0.1—5MPa。
所述小孔3直径为0.1-1mm，数量为4-8，沿周向均匀分布分布在一个环形凹槽4内。
所述环形凹槽4的宽度为1-5mm，深度为10-1000μm。
所述外侧动压槽5和内侧动压槽6沿周向均匀分布在密封环端面上，外侧动压槽5在静环1最外侧布置,与环形凹槽4之间存在坝区；内侧动压槽6在环形凹槽4内侧布置，并与环形凹槽4连通；外侧动压槽5和内侧动压槽6的深度为2-12μm，个数为8-20。
本发明的工作原理为：由小孔3输入的外部流体在外侧动压槽5和内侧动压槽6相对于外部流体同时分别产生逆流和顺流泵送效应，分别控制外部施加流体向密封环内外侧的泄漏量，进而减小密封介质的泄漏量，特别适合于密封介质泄漏对环境有巨大影响的场合（例如核电站主泵的密封系统等）。
实施例一
参照图2，本实施例为常用场合。
外侧动压槽5在静环1最外侧布置,与环形凹槽4之间存在坝区；内侧动压槽6在环形凹槽4内侧布置，并与环形凹槽4连通；其中外侧的逆流泵送动压槽5可起到减少外部施加流体向密封外侧流动的作用，内侧的顺流泵送动压槽6则增加外部施加流体向密封内侧流动的作用，通过分别控制外部施加流体向密封内外侧的泄漏量，进而有效控制密封内侧的实际密封介质向密封外侧的泄漏量。
实施例二
参照图3，本实施例与实施例一的不同之处在于外侧动压槽5分布在环形凹槽4外侧，与环形凹槽4连通，内侧动压槽6分布在静环1内径一侧，与环形凹槽4之间存在坝区；所述外侧的顺流泵送动压槽6可起到增加外部施加流体向密封外侧流动的作用，内侧的逆流泵送动压槽5则减小外部施加流体向密封内侧流动的作用，通过分别控制外部施加流体向密封内外侧的泄漏量，进而有效控制密封外侧的实际密封介质向密封内侧的泄漏量。其余结构和实施方式与实施例一相同。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。
Claims (4)
1.一种顺逆流泵送结合的径向双端面机械密封装置，其特征在于，包括随轴旋转的密封动环(7)，密封动环(7)柔性固定于密封腔体的静环(1)上且作为补偿环；在静环(1)内开有引入外部流体压力的通道(2)，通道(2)沿周向均匀分布在静环(1)内；静环(1)端面上开有环形凹槽(4)，在环形凹槽(4)上布置有与通道(2)相通的小孔(3)；在环形凹槽(4)两侧分布有形成动压效应的外侧动压槽(5)和内侧动压槽(6)；
所述密封装置外部施加流体的压力高于被密封介质的压力0.1—5MPa；
所述小孔(3)直径为0.1-1mm，数量为4-8，沿周向均匀分布在一个环形凹槽(4)内。
2.根据权利要求1所述的一种顺逆流泵送结合的径向双端面机械密封装置，其特征在于，所述的外侧动压槽(5)和内侧动压槽(6)沿周向均匀分布在静环(1)端面上，外侧动压槽(5)布置在环形凹槽(4)靠近静环(1)外径一侧，内侧动压槽(6)布置在环形凹槽(4)靠近静环(1)内径一侧，外侧动压槽(5)和内侧动压槽(6)的深度均为2-12μm，个数均为8-20。
3.根据权利要求1所述的一种顺逆流泵送结合的径向双端面机械密封装置，其特征在于，所述环形凹槽(4)的宽度为1-5mm，深度为10-1000μm。
4.根据权利要求1所述的一种顺逆流泵送结合的径向双端面机械密封装置，其特征在于，动环(7)作为补偿环时，则通道(2)直接与外部流体压力源连接。
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