CN104696525B - 一种集装式反应釜机械密封 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装式反应釜机械密封，包括上、下法兰，设置其间的合体水套，上法兰突沿下端面依次套装上推板、上楔形圈、上静环、上动环，上法兰下端面内侧周向的弹簧抵接上推板，上轴套凸台下方设有套装于搅拌轴的下动环，下轴套设有下推板、下楔形圈、下静环，下静环与下动环贴合，下法兰上端面内侧周向的弹簧抵接下推板，上、下动环的周向设有定位孔，上轴套上设有轴套定位孔，上、下动环定位孔与上轴套定位孔处设有定位销，上、下法兰上设有定位孔，所述上、下静环通过穿过上、下静环定位孔的定位销与上下法兰连接，发明的集装式双端面机械密封结构紧凑，安装方便，使用过程中对弹簧和O型圈的磨损较小。

Description

一种集装式反应釜机械密封

技术领域

本发明属于机械密封领域，具体涉及一种集装式反应釜机械密封。

背景技术

目现反应釜用的机械密封种类繁多，现有技术结构复杂，轴向或径向安装尺寸大，需要专业技术人员现场安装调试和维修，因此需要设计一种结构合理，便于安装的集装式4反应釜机械密封。

申请日2014.09.03，申请号201420165356.6的以中国高温高压反应釜机械密封装置，包括安装在轴套上的集装式机封，所述集装式机封包括相互配合密封的动环和静环，所述动环后设置有用于补偿的弹簧，所述集装式机封前端设置有用于与反应釜连接的法兰，所述法兰内部开有密闭的空腔，该种集装式反应釜机械密封能够很好地适应高温高压环境且采用集装式结构，无需专业技术人员现场安装调试。

但是由于实际应用中反应釜的搅拌轴转动过程容易产生轻微的倾斜和晃动，该种装置采用的动环浮动式密封结构，在搅拌轴倾斜旋转时，而动环座随倾斜的轴套旋转，动环通过弹簧弹力与静环紧密贴合而保持密封，但是由于设在动环座上的弹簧也随轴动环座旋转，每旋转一周均经历一次伸缩运动，高速运转时弹簧容易失效或损坏，导致密封失效；而且该种装置结构相对复杂，动环和静环均需要通过动环座或静环座设置到轴套上，安装、拆卸、维修相对繁琐。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供了一种集装式反应釜机械密封，解决了现有技术中弹簧容易失效以及结构相对复杂，安装、拆卸、维修繁琐的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种集装式反应釜机械密封，包括上、下法兰，以及设置于其间的合体水套，套装于上、下法兰中的上轴套、下轴套，上轴套位于上、下法兰中的止端径向设有凸台，上法兰内圆处设有轴向突沿，沿突沿远离上法兰下端面方向依次套装上推板、上楔形圈、内环接触面与上楔形圈匹配的上静环，在凸台与上静环之间设有套装于上轴套的上动环，上法兰下端面内侧周向设置上弹簧安装孔，上弹簧安装孔内设置上弹簧，上弹簧抵接上推板，使得上推板、上楔形圈、上静环、上动环与凸台上端面之间形成一个紧密贴合的密封链；凸台下方设有套装于搅拌轴、上端面与凸台下端面贴合的下动环；沿下轴套远离下法兰上端面方向依次套装下推板、下楔形圈、内环接触面与下楔形圈匹配的上静环，上静环的上端面与下动环的下端面贴合，所述下法兰上端面内侧周向设置下弹簧安装孔，下弹簧安装孔内设置下弹簧，下弹簧抵接下推板，使得下推板、下楔形圈、下静环、下动环与凸台下端面之间的接触面形成一个紧密贴合的密封链，上动环和下动环的周向设有上动环定位孔、下动环定位孔，与上动环定位孔、下动环定位孔相对应，上轴套上设有上轴套定位孔，上动环定位孔和下动环定位孔与上轴套定位孔连接处设有定位销，用以实现上动环、下动环与上轴套的传动连接；所述下法兰上设有下定位孔，所述下静环通过穿过下静环定位孔的定位销与下法兰连接，所述上法兰上设有上定位孔，所述上静环通过穿过上静环定位孔的定位销与上法兰连接。

进一步，所述下动环内壁至少设有一个第一O型圈。

进一步，所述上动环与上轴套之间至少设有一个第二O型圈。

进一步，所述上法兰、下法兰上分别设有上环形槽、下环形槽，所述上环形槽、下环形槽之间设有合体水套，所述合体水套上设有进水管口、出水管口。

进一步，所述上推板和下推板采用金属材料制成。

进一步，所述上楔形圈和下楔形圈采用聚四氟乙烯材料制成。

进一步，上轴套设有用于螺纹部，配合螺母用于以上轴套为中心，将上法兰、上弹簧、上推板、上楔形圈、上静环、上动环之间的临时组装连接。

本发明的技术效果和优点：

本发明的集装式反应釜机械密封，下静环与上静环无需静环座直接安装到下轴套和上轴套上，上动环与下动环均固定在上轴套上并成为一体结构，结构更加紧凑，安装拆卸方便，运行更加平稳；同时，将动环浮动式密封结构改进为静环浮动式密封结构，即使当搅拌轴倾斜旋转时，弹簧处于一端压缩而另一端伸长的稳定姿态，不会随轴旋转而出现反复的伸缩运动，弹簧不易失效，可长时间使用。

附图说明

图1为本发明一种实施例的剖视图；

图2为本发明一种实施例的上轴套装配的剖视图；

图3为本发明一种实施例的爆炸图；

图4为本发明图1、图2所示的A部放大示意图；

图5为本发明图1、图2所示的B部放大示意图。

图中：1、下法兰，1a、下环形槽，1b、下弹簧安装孔，1c、下定位孔，1d、下安装螺孔，2、下轴套，3、下静环，3a、下静环定位孔，4、下动环，4a、下动环定位孔，5、上动环，5a、上动环定位孔，6、上静环，6a、上静环定位孔，7、上轴套，7a、凸台，7b、上轴套定位孔，7c、螺纹部，8、上法兰，8a、上环形槽，8b、上弹簧安装孔，8c、上定位孔，8d、上安装孔，8e、突沿，9、下弹簧，10、下推板，11、下楔形圈，12、上弹簧，13、上推板，14、上楔形圈，15、第一O型圈，16、第二O型圈，17、合体水套，17a、进水管，17b、出水管，18、总装孔，亦即下法兰安装孔，19、双头螺柱，20、螺母。

具体实施方式

为了避免理解的混淆，本发明作如下说明：

与动环配合的上轴套在有的场合也称为动环座。

上、下静环的形状各种各样，为现有技术，在本文件中没做具体形状的描述。

搅拌轴安装于集装式反应釜机械密封中的方式有多种，例如：通过紧固螺栓夹紧内夹楔形圈的双端面法兰，使设有缺口的楔形圈向内收紧，进而收紧设有裂缝的轴套，也有通过紧固螺钉、方式将搅拌轴(图中未示出)与轴套进行连接。可以统称为轴套锁紧装置。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明对现有的集装式反应釜机械密封的结构、连接关系和位置关系进行了独具创新的改进，提供了一种新的集装式反应釜机械密封。

参见图1，本集装式反应釜机械密封的方案包括上、下法兰8、1，上、下法兰8、1用以连接固定其间的各个部件，下法兰实现集装式反应釜机械密封与反应釜本体的连接。上、下法兰8、1之间设置合体水套17，用于强制散热，在上、下法兰8、1中套装上轴套7、下轴套2，上轴套7位于空气端，下轴套2近介质端。上轴套7在有的场合也称为动环座，作用和用途一致。

上轴套7位于上、下法兰中的止端径向设有凸台7a，上法兰8内圆处设有轴向突沿8e，沿突沿8e远离上法兰8下端面方向依次套装上推板13、上楔形圈14、内环接触面与上楔形圈14匹配的上静环6，在凸台7a与上静环6之间设有套装于上轴套7的上动环5，上法兰8下端面内侧周向设置上弹簧安装孔8b，上弹簧安装孔8b内设置上弹簧12，上弹簧12抵接上推板13，使得上推板13、上楔形圈14、上静环6、上动环5与凸台7a上端面之间形成一个紧密贴合的密封链。可以参加图3。

所述上动环5与上轴套7之间至少设有一个第二O型圈16，可以在上轴套7外周与上动环5内周之间形成一个密封连接。

凸台7a下方设有套装于搅拌轴、上端面与凸台7a下端面贴合的下动环4；沿下轴套2远离下法兰1上端面方向依次套装下推板10、下楔形圈11、内环接触面与下楔形圈11匹配的下静环3，下静环3的上端面与下动环4的下端面贴合，所述下法兰1上端面内侧周向设置下弹簧安装孔1b，下弹簧安装孔1b内设置下弹簧9，下弹簧9抵接下推板10，使得下推板10、下楔形圈11、下静环3、下动环4与凸台7a下端面之间的接触面形成一个紧密贴合的密封链。可以参加图3。

上法兰8、上推板13、上楔形圈14、上静环6、上动环5与凸台7a上端面之间，以及，下法兰1、下推板10、下楔形圈11、下静环3、下动环4与凸台7a下端面之间，通过各个部件接触端面的贴合，从上到下，在上、下法兰8、1之间形成一个密封链，对内可以防止反应釜物料的外泄，对外可以防止合体水套17内的水进入到反应釜中。

上动环5和下动环4的周向设有上动环定位孔5a、下动环定位孔4a，与上动环定位孔5a、下动环定位孔4a相对应，上轴套7上设有上轴套定位孔7b，上动环定位孔5a和下动环定位孔4a与上轴套定位孔7b连接处设有定位销(图中未示出)，用以实现上动环5、下动环4与上轴套7的传动连接；这样，上动环5、下动环4通过定位销可以随上轴套7同步转动。

所述下法兰1上设有下定位孔1c，所述下静环3通过穿过下静环定位孔3a的定位销与下法兰1连接，所述上法兰8上设有上定位孔8c，所述上静环6通过穿过上静环定位孔6a的定位销与上法兰8连接。

除了上述的密封链路，所述下动环4内壁至少设有一个第一O型圈15，下动环4内壁与搅拌轴接触，第一O型圈15的设置可以防止反应釜反应物料从下动环4和搅拌轴连接处泄漏。

搅拌轴运转产生大量热量，为了有效散热，所述上法兰8、下法兰1上分别设有上环形槽8a、下环形槽1a，所述上环形槽8a、下环形槽1a之间设有合体水套17，所述合体水套17上设有进水管口17a、出水管口17b。通过水的强行循环，可以把搅拌轴运转产生的大量热量带走，实现降温，达到延长使用寿命的效果。

为了保证强度和性能要求，所述上推板13和下推板10采用金属材料制成，例如钢材、合金钢材等，以达到牢固防腐蚀等要求。

所述上楔形圈10和下楔形圈5采用聚四氟乙烯材料制成，聚四氟乙烯材料具有多种优异的性能，耐热、耐磨、有弹性，能够与其他部件的接触端面贴合，能够很好地使用各种恶劣环境和情况下的工作。

上下法兰8、1经上安装孔8d、下安装螺孔1d，通过双头螺柱19进行连接，使装置上下方向各部件紧密贴合。

参见图2，安装于上轴套7上的部件较多，为了在总装之前将上轴套7上的部件进行定位和临时连接，以防各个部件松散和错位，上轴套7设有用于螺纹部7c，配合螺母20可以以上轴套7为中心，将上法兰8、上弹簧12、上推板13、上楔形圈14、上静环6、上动环5之间依次组装连接。在总装完成以后，卸去螺母20，上轴套7可以通过已有的锁紧装置进行收紧，实现上轴套7与搅拌轴的固定连接，进而，实现上下动环5、4与搅拌轴的联动。

本发明通过弹簧推动推板，匹配楔形圈与上下静环的活动，能够吸收振动，实现密封；由于下静环3、上静环6分别与下法兰1、上法兰8通过定位销连接，允许下静环3、上静环6可以上下浮动或轻微倾斜但阻止其转动，当搅拌轴呈轻微角度倾斜旋转时，所述下静环3、上静环6分别与下动环4、上动环5紧密贴合，而与下法兰、上法兰呈现一定角度，此时弹簧处于一端压缩一端伸出的稳定姿态，与现有技术中动环浮动式机械密封相比，避免了搅拌轴倾斜旋转时弹簧随动环每旋转一周就要经历一次伸缩状态的问题，延长了弹簧的使用时间。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种集装式反应釜机械密封，包括上、下法兰(8、1)，以及设置于其间的合体水套(17)，套装于上、下法兰(8、1)中的上轴套(7)、下轴套(2)，其特征在于：

上轴套(7)位于上、下法兰中的止端径向设有凸台(7a)，上法兰(8)内圆处设有轴向突沿(8e)，沿突沿(8e)远离上法兰(8)下端面方向依次套装上推板(13)、上楔形圈(14)、内环接触面与上楔形圈(14)匹配的上静环(6)，在凸台(7a)与上静环(6)之间设有套装于上轴套(7)的上动环(5)，上法兰(8)下端面内侧周向设置上弹簧安装孔(8b)，上弹簧安装孔(8b)内设置上弹簧(12)，上弹簧(12)抵接上推板(13)，使得上推板(13)、上楔形圈(14)、上静环(6)、上动环(5)与凸台(7a)上端面之间形成一个紧密贴合的密封链；凸台(7a)下方设有套装于搅拌轴、上端面与凸台(7a)下端面贴合的下动环(4)；沿下轴套(2)远离下法兰(1)上端面方向依次套装下推板(10)、下楔形圈(11)、内环接触面与下楔形圈(11)匹配的下静环(3)，下静环(3)的上端面与下动环(4)的下端面贴合，所述下法兰(1)上端面内侧周向设置下弹簧安装孔(1b)，下弹簧安装孔(1b)内设置下弹簧(9)，下弹簧(9)抵接下推板(10)，使得下推板(10)、下楔形圈(11)、下静环(3)、下动环(4)与凸台(7a)下端面之间的接触面形成一个紧密贴合的密封链，

上动环(5)和下动环(4)的周向设有上动环定位孔(5a)、下动环定位孔(4a)，与上动环定位孔(5a)、下动环定位孔(4a)相对应，上轴套(7)上设有上轴套定位孔(7b)，上动环定位孔(5a)和下动环定位孔(4a)与上轴套定位孔(7b)连接处设有定位销，用以实现上动环(5)、下动环(4)与上轴套(7)的传动连接；所述下法兰(1)上设有下定位孔(1c)，所述下静环(3)通过穿过下静环定位孔(3a)的定位销与下法兰(1)连接，所述上法兰(8)上设有上定位孔(8c)，所述上静环(6)通过穿过上静环定位孔(6a)的定位销与上法兰(8)连接；所述下动环(4)内壁至少设有一个第一O型圈(15)；所述上动环(5)与上轴套(7)之间至少设有一个第二O型圈(16)。

2.根据权利要求1所述的一种集装式反应釜机械密封，其特征在于：所述上法兰(8)、下法兰(1)上分别设有上环形槽(8a)、下环形槽(1a)，所述上环形槽(8a)、下环形槽(1a)之间设有合体水套(17)，所述合体水套(17)上设有进水管口(17a)、出水管口(17b)。

3.根据权利要求1所述的一种集装式反应釜机械密封，其特征在于：所述上推板(13)和下推板(10)采用金属材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种集装式反应釜机械密封，其特征在于：所述上楔形圈(14)和下楔形圈(11)采用聚四氟乙烯材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种集装式反应釜机械密封，其特征在于：上轴套设有用于螺纹部(7c)，配合螺母(20)用于以上轴套(7)为中心，将上法兰(8)、上弹簧(12)、上推板(13)、上楔形圈(14)、上静环(6)、上动环(5)之间的临时组装连接。