CN106763798A - 旋喷式离心密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用液体密封气体的旋喷式离心密封装置，包括密封腔体，离心密封组件和气控滑阀停车密封组件，离心密封组件包括旋转壳体和旋喷式叶轮，旋转壳体在密封腔内的左侧以紧定螺钉固定在旋转轴，与旋转轴一起旋转，旋喷式叶轮配置在旋转壳体中并以不妨碍旋转壳体旋转的方式固定在密封腔体上，旋转壳体与旋喷式叶轮共同构成密封液收集流道和阻封流道。旋转外壳与转轴固定，其作用既等同于副叶轮密封的叶轮又相当于离心密封的外壳，转轴旋转时可以同时实现叶轮泵送和外壳离心的效果，实现径向多级密封；旋喷式叶轮上设有集流管，用于收集高速旋转的液体，并将液体引入高压密封侧；停车密封组件保证了装置停车时的密封性能。

Description

旋喷式离心密封装置
技术领域
本发明属于气体密封领域，涉及一种用于气体场合下的新型离心密封结构，适用于包括各种反应釜、风机、压缩机、超重力机等流体机械的旋转轴，特别是高转速设备的旋转轴的密封。
背景技术
离心密封是通过旋转部件的旋转将泄漏的液体向高压处泵送或形成一液体屏障以阻止高压气体泄漏的装置，从而达到阻止液体或气体由高压向低压泄漏的目的，其中最常见的密封形式为背叶片和副叶轮离心密封。作为传统流体动力密封的一种，离心密封具有结构简单，主要密封件无摩擦磨损、寿命长等特点，在阻封液体时取得了比较好的效果，具有良好的密封能力。
但是前人对离心密封的研究主要集中在液体密封领域，且主要以副叶轮密封和背叶片密封的形式应用在离心泵上，对于将离心密封应用于气体领域时相关问题的研究，国内外涉及较少。
离心密封所能承受的压差较小，使其在高压场合下的应用受到限制，阻碍了离心密封的广泛应用，为了实现高转速气体密封场合下的较高压力的密封，延长密封的使用寿命，降低密封装置的成本，解决离心密封中的上述问题是十分有必要的。
发明内容
针对上述情况，本发明将提供一种旋喷式离心密封装置，期望能够解决离心密封存在的密封压力小的问题。
本发明所提供的旋喷式离心密封装置用于气体的轴端密封，其包括密封腔体，离心密封组件和气控滑阀停车密封组件，其中，所述密封腔体包括左端盖、中间腔体和右端盖，左侧为低压侧，所述左端盖和右端盖固定在密封腔体的两端，构成密封腔，旋转轴以能够自由旋转的方式穿过密封腔，所述离心密封组件和所述气控滑阀停车密封组件均配置在密封腔中，所述离心密封组件包括旋转壳体和旋喷式叶轮，所述旋转壳体在密封腔内的左侧以紧定螺钉固定在所述旋转轴，与所述旋转轴一起旋转，所述旋喷式叶轮配置在所述旋转壳体中并以不妨碍所述旋转壳体旋转的方式固定在所述密封腔体上，所述旋转壳体与旋喷式叶轮共同构成密封液收集流道和阻封流道，所述密封腔体上开设有流经密封液收集流道和阻封流道的进液通道。
优选所述气控滑阀停车密封组件配置在所述旋转壳体右侧，在旋转壳体处，滑阀与旋转壳体的接触端面上设有密封圈，实现停车时对高压侧气体的端面密封；所述滑阀与旋喷式叶轮、中间腔体采用间隙配合，以此保证滑阀的轴向移动，并在滑阀与旋喷式叶轮、中间腔体上分别设置密封圈，保证停车时对高压气体的密封。
优选在所述旋转壳体靠近高压侧的端面上设有3个凸台，确保旋转壳体和中间腔体的轴向距离，保证密封液的流道间隙大小。
优选所述旋喷式叶轮为在分隔挡板的靠近低压侧的端面上周向均布4～8个集流管的结构，所有集流管的收集口末端汇集于分隔挡板的低压侧端面上，并在该端面设有环形集液槽，该环形集液槽与分隔挡板中心同轴。
优选所述集流管的进口直径比集流管的出口直径大3～5倍。
优选所述旋转壳体与所述密封腔体共同构成密封液的更新流道，所述旋转壳体与所述旋喷式叶轮之间的间隙构成密封液收集流道和阻封流道。
本发明所具有的有益效果是，本发明可以实现气体的绝对密封，旋转壳体其作用既等同于副叶轮密封的叶轮又相当于离心密封的外壳，密封旋转时可以同时实现叶轮泵送和外壳离心的效果，实现径向多级密封；旋喷式叶轮将密封液的动能转换为压力能，阻止了高压密封气体的泄漏，上述两种结构有效提升了装置的密封压力。
附图说明
图1是本发明旋喷式离心密封装置的结构示意图。
图2(1)、(2)是本发明旋喷式离心密封装置旋喷式叶轮的结构示意图。
图中，左甩水环1，旋转壳体2，挡水盘3，左端盖4，中间腔体5，滑阀6，弹簧7，右甩水环8，套筒9，右端盖10，密封圈11、12、13、14，旋喷式叶轮15。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。文中右侧为高压侧。
如图1所示，本发明的旋喷式离心密封装置，主要包括左甩水环1，旋转壳体2，挡水盘3，左端盖4，中间腔体5，滑阀6，弹簧7，右甩水环8，套筒9，右端盖10，密封圈11、12、13、14，旋喷式叶轮15。左端盖4和右端盖10固定在中间腔体5的两端，构成密封腔，旋转轴以能够自由旋转的方式穿过密封腔，旋转壳体2在密封腔内的左侧套接固定在旋转轴上，与旋转轴一起旋转，旋喷式叶轮15配置在旋转壳体2中，并以不妨碍旋转壳体2旋转的方式固定在中间腔体5上，旋转壳体2与旋喷式叶轮15共同构成密封液收集流道和阻封流道，中间腔体上开设有密封液注入口A。在旋转壳体2靠近高压侧的端面上设有3个凸台，确保旋转壳体和中间腔体的轴向距离，保证密封液的流道间隙大小。
滑阀6和弹簧7配置在旋转壳体2右侧构成气控滑阀停车密封组件，滑阀6与旋转壳体2的接触端面上设有密封圈，实现停车时对高压侧气体的端面密封。滑阀6与旋喷式叶轮2、中间腔体5采用间隙配合，以此保证滑阀6的轴向移动，并在滑阀6与旋喷式叶轮2、中间腔体5上分别设置密封圈，保证停车时对高压气体的密封。
当轴高速旋转时，气控滑阀式停车密封组件停止作用，与此同时向中间腔体5的密封液注入口A处通入密封液，旋转壳体2带动密封液旋转，并通过旋喷式叶轮15的分隔挡板将固定腔体中的密封液分隔成两段，如图2所示，旋喷式叶轮15的周向均布的集流管将收集旋转壳体2内侧壳体壁附近高速旋转的密封液，同时将密封液的动能转换成压力能，具有较高压力能的密封液将通过集流管与分隔挡板连接的通道被送向旋喷式叶轮15的高压侧端面，从而阻止高压侧气体的泄漏。
在旋转壳体2两侧，左甩水环1和右甩水环8套装固定于转轴上，套筒9套装于转轴上，实现旋转壳体2的轴向定位；所述气控滑阀密封组件安装于旋喷式叶轮15与中间腔体5之间，其主要包括弹簧7，滑阀6，以及密封圈11、12、13、14。其中，中间腔体5设有密封液注入通道且通道入口为A，设有密封液排出通道且通道出口为B、C，实现密封液的不断更新。
旋转壳体2与中间腔体5共同构成密封液的更新流道，旋转壳体2与旋喷式叶轮15共同构成密封液收集流道和阻封流道。
旋喷式叶轮15由分隔挡板和集流管组成，其中，靠近低压侧分隔挡板端面上周向均布4～8个集流管，集流管的进口直径比集流管的出口直径大3～5倍。高速旋转的密封液由集流管进口进入，由集流管出口流出，并汇集于集流管末端的环形积液槽，该环形积液槽位于分隔挡板的低压侧端面且与分隔挡板中心同轴，见图2。
本发明的旋喷式离心密封装置中，旋转壳体2旋转时，带动了密封液在其两侧的流动，密封液由高压侧积水槽E口流入，低压侧积水槽F口流出。密封液进入旋转壳体2时，在旋转壳体2中获得能量后，进入旋转壳体2和旋喷式叶轮15构成的流道空间，旋喷式叶轮15上固定的轴向均布的集流管收集高速旋转的密封液，并汇集到旋喷式叶轮15上的圆形凹槽内，将密封液的动能转化成压力能，从而使具有较高压力能的密封液沿气体泄漏方向喷出，阻止了高压侧气体的泄漏。

Claims (6)

1.一种旋喷式离心密封装置，其用于旋转轴密封，其特征在于：包括密封腔体，离心密封组件和气控滑阀停车密封组件，其中，所述密封腔体包括左端盖、中间腔体和右端盖，左侧为低压侧，所述左端盖和右端盖固定在密封腔体的两端，构成密封腔，旋转轴以能够自由旋转的方式穿过密封腔，所述离心密封组件和所述气控滑阀停车密封组件均配置在密封腔中，所述离心密封组件包括旋转壳体和旋喷式叶轮，所述旋转壳体在密封腔内的左侧以紧定螺钉固定在所述旋转轴，与所述旋转轴一起旋转，所述旋喷式叶轮配置在所述旋转壳体中并以不妨碍所述旋转壳体旋转的方式固定在所述密封腔体上，所述旋转壳体与旋喷式叶轮共同构成密封液收集流道和阻封流道，所述密封腔体上开设有流经密封液收集流道和阻封流道的进液通道。
2.如权利要求1所述的旋喷式离心密封装置，其特征在于：所述气控滑阀停车密封组件配置在所述旋转壳体右侧，滑阀与旋转壳体的接触端面上设有密封圈，实现停车时对高压侧气体的端面密封；所述滑阀与旋喷式叶轮、中间腔体采用间隙配合，以此保证滑阀的轴向移动，并在滑阀与旋喷式叶轮、中间腔体上分别设置密封圈，保证停车时对高压气体的密封。
3.如权利要求1所述的旋喷式离心密封装置，其特征在于：在所述旋转壳体靠近高压侧的端面上设有3个凸台，确保旋转壳体和中间腔体的轴向距离，保证密封液的流道间隙大小。
4.如权利要求1所述的旋喷式离心密封装置，其特征在于：所述旋喷式叶轮为在分隔挡板的靠近低压侧的端面上周向均布4～8个集流管的结构，所有集流管的收集口末端汇集于分隔挡板的低压侧端面上，并在该端面设有环形集液槽，该环形集液槽与分隔挡板中心同轴。
5.如权利要求4所述的旋喷式离心密封装置，其特征在于：所述集流管的进口直径比集流管的出口直径大3～5倍。
6.如权利要求1-5中任一项所述的旋喷式离心密封装置，其特征在于：所述旋转壳体与所述密封腔体共同构成密封液的更新流道，所述旋转壳体与所述旋喷式叶轮之间的间隙构成密封液收集流道和阻封流道。
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