CN1076260A - 机械密封在高真空装置上的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明是作为已知机械密封件的新的应用，该机 械密封件在真空反应装置与伸入其中的旋转轴之间 的动密封性能和密封寿命方面具有特别突出的效 果。所述的已知机械密封件的结构主要包括楔形密 封环、动环、静环、压环以及楔形密封压盖，构成两个 径向密封面，此外还装有冷却润滑油管和冷却润滑油 进口以及辅助密封圈和弹簧，作为轴向磨损的补偿元 件和缓冲元件。该机械密封件以常用的方式与真空 反应装置联接。

Description

本发明涉及一种机械密封在高真空装置上的应用，所述的机械密封是指在所述高真空装置的开口处与伸入其中的旋转轴之间的动密封。
迄今为止，这种机械密封只为防止外漏而设置，例如，使用在冷冻机上的压缩器、涡轮增压泵等内压大于外压的装置上，用以防止气体或液体外漏。此外，在现有技术中，例如在真空工况下，也就是说在外压大于内压的工况下反应器的密封一般使用填料密封，即在需密封处的旋转轴上缠上选用的填料带，再用压盖压紧。由于填料密封的密封性能与压盖的压紧状态及物料状态有关，所以使用这种方法对密封状态难以控制，不能保证高真空反应装置持续稳定地工作。
Figure 92101337X_IMG2
于上述情况，提出了本发明。
本发明的目的是：将现有的一种机械密封件做为动密封装置使用于高真空工况下的反应装置上，以防止内漏。所述的高真空工况是指：在该装置中，当旋转轴在轴向上的窜动不大于5微米时，径向摆动不大于10微米时该装置具有0.5托的真空度。
本发明是通过下述方案来实现的：即将已知的一种机械密封件装于高真空反应装置上的开口处与伸入的旋转轴之间。所述的机械密封是动密封，又称端面密封。动密封面垂直于旋转轴线，或大体上垂直于旋转轴线，该密封件内设置有弹性元件、辅助密封圈以构成轴向磨损的补偿机构。主要的构成还包括：楔形密封环压盖、动环、静环、冷却润滑油进口、冷却润滑油管、静环座等。
采用机械密封的原理是：在密封面间维持一个极薄的液膜，该液膜是由在密封面间的冷却润滑剂形成的，要保持长久的使用寿命和良好的密封性能就要求密封面间液膜所产生的阻力大于密封端面两侧的压力差。为此，对所采用的机械密封件需提出下列技术要求：
1、端面宽度：密封端面是由动环和静环所构成，它们的材料可选用一软一硬，密封面可设计成一宽一窄，软材料的制成窄环，硬材料的制成宽环，这样就使窄环被均匀磨损而不致嵌入到宽环中去。如果动环和静环均选用硬材料时，则两环均制成窄环，並取相同的端面宽度。端面宽度b值随不同的轴程而改变，当轴径为16-120毫米时，b＝3～6毫米，一般两环的差值为1-3毫米。
2、动、静环与轴之间的间隙：
一般取1-3毫米，随所选材质不同而异。标准中的材质为石墨、青铜或填充四氟塑料环。轴径为16-100毫米时，该间隙取1毫米：轴径为110-120毫米时，该间隙取2毫米;硬质合金环的轴径为16-100毫米时，该间隙取2毫米;轴径为110-120毫米时，该间隙取3毫米。
3、端面的工艺要求：
端面光洁度：
Figure 92101337X_IMG3
10-12;
端面平直度：h≤0.0009毫米
当所述机械密封件使用于高真空反应装置与伸入其内的旋转轴之间的动密封时的受力分析如下：端面压强P端是影响密封性能和寿命的重要因素。如用P弹表示由弹簧产生的压强，用P介表示由弹簧产生的压强，用P介表示由介质产生的压强，P反表示由液膜反力所产生的压强，则
P端＝P弹-P介-P反
一般由于液膜反力很小，可以忽略不计。当反应装置处于高真空工况时，介质产生的压强成为负值，则上式变为：
P端＝P弹+P介-P反
由此可见，该装置的机械密封的压强增加，加强了密封性能。
以上所述的使用条件是：在该装置在运转中必须保证旋转轴在轴向上窜动不大于5微米，在径向上摆动不大于10微米，就可保证该装置保持有0.5托的真空度。从理论上分析，该装置的真空度还可进一步提高。
下面参阅附图对本发明的实施例作详细说明：
附图1：是该种机械密封件安装在一个高真空反应装置上的外观轴侧图。
附图2：是机械密封件的内部结构剖视图。
如图1所示：所述已知的机械密封件用常规的方式如螺接固定在真空反应装置上。在图2中可以看到，在该真空反应装置1的顶部焊有一个法兰盘2，用螺钉3将机械密封件固定在该法兰盘2上，使该真空反应装置1与伸入其中的旋转轴4之间达到动密封。该机械密封件包括一个楔形密封环5，在密封环5的下面装有一个硬质合金的动环6，在密封环5的上面装有一个压环7，在压环7的上面装有一个楔形密封压盖8，在压盖与动环之间用定位销9加以固定，在动环的下面设有两个由石墨制成的静环10，从而构成了两个径向密封面，静环固定在静环座11中，在静环座11上设有冷却润滑油管12及冷却润滑油进口13，在静环11的下方设置有辅助密封圈14和弹簧15作为轴向磨损的补偿元件和缓冲元件。此外，还设有保险钩16以防止密封件松动。
本发明是作为一种已知的机械密封件的新的应用，该机械密封件在真空反应装置与伸入其中的旋转轴之间的动密封性能和密封寿命方面均具有特别突出的效果。

Claims (1)

1、一种机械密封装置，包括一个楔形密封环，在该楔形密封环的下面装有一个硬质合金的动环，在楔形密封环的上面装有一个压环，在压环之上装有一个楔形密封压盖，在压盖与动环之间用定位销加以固定，在动环的下面设置有两个由石墨制成的静环，从而构成了两个径向密封面，静环固定在静环座中，在静环座上设置有冷却润滑油管和冷却润滑油进口，在静环的下方装有辅助密封圈和弹簧作为轴向磨损的补偿元件和缓冲元件，此外，还装有保险钩，其特征在于，所述结构借助螺钉固定在真空反应装置顶部的法兰盘上用来作为真空反应装置与伸入其中的旋转轴之间的动密封。
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