CN109058467B - 一种耐腐蚀机械密封和安装方法 - Google Patents

一种耐腐蚀机械密封和安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀机械密封，包括套设在泵轴上的静环和动环组件，动环组件包括动环、波纹管、外套、弹簧座和若干弹簧；外套、弹簧座套设在波纹管的外部，弹簧设在外套与弹簧座之间，波纹管外部与弹簧座内壁之间设有密封圈以形成静密封，波纹管外部套设有夹紧圈；静环、动环组件外部套设有密封座和油封座，油封座上设有油封，且油封内壁套装在弹簧座的外部以形成动密封，静环、动环组件、密封座以及油封座、油封之间形成密封腔体。本发明还公开了一种耐腐蚀机械密封的安装方法。本发明提供的一种耐腐蚀机械密封和安装方法，具有良好的密封性能及耐腐蚀性能，能够有效防止磨面结晶，且密封装置安装方便，定位准确。

Description

一种耐腐蚀机械密封和安装方法
技术领域
本发明涉及机械密封技术领域，具体地说是一种耐腐蚀机械密封和安装方法。
背景技术
机械密封又称端面密封，主要用于泵、反应釜、压缩机、液压传动及其它类似设备的旋转轴的密封，具有多种形式，其中根据摩擦副的数量可分为单端面密封和双端面密封。
在应用于强腐蚀流体、并且有结晶物析出，泄漏物有易燃、易爆的安全隐患的工作介质环境时，机械密封的耐腐蚀性能特别需要关注，并且要保证机械密封的密封性能，避免泄漏，发生安全事故。
现有技术的机械密封中，通常结构过于简单，密封性能不足，并且现有的机械密封中在密封磨面处容易出现结晶，影响密封性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种耐腐蚀机械密封和安装方法，具有良好的密封性能及耐腐蚀性能，能够有效防止磨面结晶，且密封装置安装方便，定位准确。
本发明所采取的一种技术方案是：提供一种耐腐蚀机械密封，包括依次套设在泵轴上的静环和动环组件，所述静环的一侧端面与动环组件端面之间面接触形成密封面，所述动环组件包括动环、波纹管、外套、弹簧座和若干弹簧；所述动环配装在波纹管靠近静环一侧的端部，所述外套套设在波纹管的外部，所述弹簧座套设在波纹管远离动环一端的外部，且若干弹簧沿周向均匀的设在外套与弹簧座之间，所述波纹管外部与弹簧座内壁之间设有密封圈以形成静密封；所述波纹管外部还套设有用于将动环组件与泵轴转动配合的夹紧圈，且所述夹紧圈的端部紧靠在弹簧座远离外套一侧的端面上；
还包括密封座和油封座，所述的密封座与油封座沿轴向密封连接，且密封座套设在静环、动环组件的外部，所述油封座上设有油封，且油封内壁套装在弹簧座的外部以形成动密封，所述的静环、动环组件、密封座以及油封座、油封之间形成密封腔体，所述的密封座上分别设有与密封腔连通的进水孔和出水孔。
作为改进，所述的外套靠近弹簧座一侧端面沿周向均匀设有若干弹簧孔，若干所述弹簧的一端设在弹簧孔内，另一端顶靠在弹簧座端面上。弹簧孔的设置使得若干弹簧在使用过程具有更好的稳定性，不会发生翻倒的情况，密封装置的正常运行。
再改进，所述外套靠近弹簧座一侧端面上设有定位孔，所述弹簧座靠近外套一端设有定位销，定位销滑动配装在定位孔内；弹簧座的另一端设有传动销，所述的夹紧圈上设有配装孔，所述的传动销插装在配装孔内。此结构设置后，在机械密封装置运行后，波纹管不提供扭矩的传递，密封的摩擦扭矩通过波纹管外部的外套传递给弹簧座，弹簧座通过传动销传递给夹紧圈，过程中波纹管只提供弹力补偿，有效延长了波纹管的使用寿命。
再改进，所述的密封座上设有至少一个与密封腔连通的通孔，所述通孔的外部设有观察玻璃，且所述观察玻璃与通孔外端面密封连接。在密封座上设置观察窗口，通过观察玻璃可以时刻观察密封端面是否有结晶产生，从而进行相应的运行风险的评估。
优选的，所述的夹紧圈包括两个剖分式的半圆环，且两个半圆环的环形内壁上设有环形凸起，所述波纹管的外侧壁上设有限位凹槽，所述的环形凸起卡合在限位凹槽内。
再改进，所述油封座远离密封座一侧的端面上沿圆周设有至少两个定中心板和至少两个油封压板。定中心板用于调整油封座与弹簧座的同心度，从而确保油封与弹簧座连接处的密封性能；油封压板用于压紧油封，防止其与油封座脱离。
优选的，所述的定中心板为两块，油封压板也为两块，且两块定中心板和两块油封压板由同一个圆环切割而成，其中，两个定中心板的内孔与弹簧座外径相匹配，两个油封压板的内孔径大于弹簧座外径。两块定中心板、两块油封压板通过一整块圆盘通过线切割而成，有效节省材料，加工方便；另外的，为了防止运行时油封压板与弹簧座干涉，所以在线切割后，对两块油封压板内径做进一步机加工，增大其内圆直径。
进一步的，所述油封座的端面上设有环形定位槽，所述的定中心板、油封压板设有与环形定位槽相配合的定位凸起。此结构使得定中心板、油封压板的安装具有导向限位作用，位置安装更加准确。
再进一步的，所述的弹簧座靠近外套的一侧端面内凹形成定位腔，所述外套远离动环的一端滑动配装在定位腔内，且若干弹簧顶靠在定位腔的底面。定位腔设置既可以起到保护弹簧的作用，又能对波纹管、外套的轴向运动起到限位导向作用。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、整个机封是外装式结构，只有静环、动环和波纹管与介质接触，有效避免其他部件与腐蚀性介质直接接触，使整个机封具有更好的耐腐蚀性能。
2、弹簧座除了起到保护弹簧的作用外，在弹簧座外部的油封座上设置一个油封，油封内壁与弹簧座外壁之间形成一道动密封。
3、弹簧座内壁与波纹管外壁之间还增设了一个密封圈，有效提高两者之间的静密封。
4、此结构中波纹管不传递扭矩，摩擦扭矩通过外套与定位销传递给弹簧座，弹簧座通过传动销传递给夹紧圈。
5、在密封座上设置观察窗口，通过观察窗口的贯穿玻璃可以直接观测密封端面是否有结晶产生，从而做出运行风险的评估。
6、安装时，在油封座端部设置定中心板，有效保证油封座与弹簧座的同心度，是油封处在中心位置，从而保证油封与弹簧座外壁形成的动密封的密封性能。
本发明还提供了另一种技术方案，一种耐腐蚀机械密封的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、首先将静环配装在密封座上，然后将密封座连同静环固定在泵盖上；
b、将预装好油封的油封座通过螺钉连接在密封座后部，螺钉不能拧紧；
c、将动环组件套装在泵轴上，推动动环组件使得动环磨面与静环磨面贴合；
d、在油封座端面上安装上两块定中心板，调整中心，保证油封座与弹簧座同心后拧紧螺钉，使油封座与密封座紧固连接；
e、继续推动动环组件，直至压到工作高度后，拧紧夹紧圈上的紧固螺钉；
f、拆下两块定中心板，保存备用；
g、在进水孔、出水孔上接上冲洗接头。
采用上述安装方法后，整个密封装置安装过程方便，安装效率高，且能够有效保证油封座与密封座同心的位置精度，从而保证密封腔的密封性能。
附图说明
图1是本发明的一种耐腐蚀机械密封的结构示意图。
图2是图1的右视图。
图3是本发明中的密封座的结构示意图。
其中，1-泵轴；2-静环；3-动环；4-波纹管；4.1-限位凹槽；5-外套；5.1-弹簧孔；5.2-定位孔；6-弹簧座；6.1-定位腔；7-弹簧；8-密封圈，9-夹紧圈，9.1-配装孔；9.2-环形凸起；10-密封座；10.1-通孔；10.2-螺纹孔，11-油封座；11.1-螺栓孔，12-油封；13-密封腔体；14-进水孔；15-出水孔；16-定位销；17-传动销；18-管擦玻璃；19-定中心板；20-油封压板；21-定位凸起；22-硅橡胶垫片；23-不锈钢压环；24-氟橡胶O型圈
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“配装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1～3所示，本发明提供的一种耐腐蚀机械密封，包括依次套设在泵轴1上的静环2和动环组件，静环2的一侧端面与动环组件端面之间面接触形成密封面。
动环组件包括动环3、波纹管4、外套5、弹簧座6和若干弹簧7；动环3配装在波纹管4靠近静环2一侧的端部，外套5套设在波纹管4的外部，具体的，在波纹管4的端部内凹形成容置槽4.2，动环3配装在容置槽4.2内，在波纹管4外部套装的外套5将动环3压紧配装，有效防止动环组件运行过程，动环3发生滑移。
弹簧座6套设在波纹管4远离动环3一端的外部，且若干弹簧7沿周向均匀的设在外套5与弹簧座6之间。本实施例中，具体的，外套5靠近弹簧座6一侧端面沿周向均匀设有若干弹簧孔5.1，若干弹簧7的一端设在弹簧孔5.1内，另一端顶靠在弹簧座6端面上。
波纹管4外部与弹簧座6内壁之间设有密封圈8以形成静密封。
波纹管4外部还套设有用于将动环组件与泵轴1转动配合的夹紧圈9，且夹紧圈9的端部紧靠在弹簧座6远离外套5一侧的端面上；本实施例中，夹紧圈9包括两个剖分式的半圆环，且两个半圆环的环形内壁上设有环形凸起9.2，波纹管4的外侧壁上设有限位凹槽4.1，环形凸起9.2卡合在限位凹槽4.1内。
本发明的机械密封装置还包括密封座10和油封座11，密封座10与油封座11沿轴向密封连接，具体的，如图3所示，在密封座10上沿周向均匀设有四个螺纹孔10.2，相应的在油封座11上设有四个螺栓孔11.1，密封座10与油封座11通过紧固螺栓固定连接，且在两者的连接端面之间设有氟橡胶O型圈24。
密封座10套设在静环2、动环组件的外部，所述油封座11上设有油封12，且油封12内壁套装在弹簧座6的外部以形成动密封，静环2、动环组件、密封座10以及油封座11、油封12之间形成密封腔体13，密封座10上分别设有与密封腔13连通的进水孔14和出水孔15。
更加具体的，外套5靠近弹簧座6一侧端面上设有定位孔5.2，弹簧座6靠近外套5一端设有定位销16，定位销16滑动配装在定位孔5.2内；弹簧座6的另一端设有传动销17，夹紧圈9上设有配装孔9.1，传动销17插装在配装孔9.1内。此结构设置后，在机械密封装置运行后，波纹管4不提供扭矩的传递，密封装置的摩擦扭矩通过波纹管4外部的外套5以及定位销16传递给弹簧座6，弹簧座6通过传动销传17递给夹紧圈。
为了可以时刻观察密封端面是否有结晶产生，从而进行相应的运行风险的评估，在密封座10上设有至少一个与密封腔13连通的通孔10.1，通孔10.1的外部设有观察玻璃18，且观察玻璃18与通孔10.1外端面密封连接。
本实施例中，如图2、3所示，密封座10上对称的设有两个通孔10.1，两个通孔10.1的外部均设有观察玻璃18，其中，该观察玻璃18为透明有机玻璃。安装时，在观察玻璃18与通孔10.1端面之间垫上硅橡胶垫片22，在观察玻璃18外部压装一个不锈钢压环23，然后通过紧固螺栓将观察玻璃18密封压装在通孔10.1的端面上。
油封座11远离密封座10一侧的端面上沿圆周设有至少两个定中心板19和至少两个油封压板20。优选的，定中心板19为两块，油封压板20也为两块，且两块定中心板19和两块油封压板20由同一个圆环切割而成，其中，两个定中心板19的内孔与弹簧座6外径相匹配，两个油封压板20的内孔径大于弹簧座6外径。具体的，此两块定中心板19、两块油封压板20通过一整块圆盘通过线切割而成，有效节省材料，加工方便；另外的，为了防止运行时油封压板20与弹簧座6外部干涉，所以在线切割后，对两块油封压板20内径做进一步机加工，增大其内圆直径。
油封座11的端面上设有环形定位槽11.1，定中心板19、油封压板20设有与环形定位槽11.1相配合的定位凸起21。
弹簧座6靠近外套5的一侧端面内凹形成定位腔6.1，外套5远离动环3的一端滑动配装在定位腔6.1内，且若干弹簧7顶靠在定位腔6.1的底面。定位腔6.1设置既可以起到保护弹簧7的作用，又能对波纹管4、外套5的轴向运动起到限位导向作用。
本发明还提供了一种耐腐蚀机械密封的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、首先将静环2配装在密封座10上，然后将密封座10连同静环2固定在泵盖上；
b、预装油封12，将油封12配装在油封座11相应的安装槽中，安装两个油封压板20，确保油封12安装平整；将预装好油封12的油封座11通过螺钉连接在密封座10后部，螺钉不能拧紧；
c、将动环组件套装在泵轴上，推动动环组件，使得动环3磨面与静环2磨面贴合；
d、在油封座11端面上安装上两块定中心板19，调整中心，保证油封座11与弹簧座6同心后拧紧螺钉，使油封座11与密封座10紧固连接；
e、继续推动动环组件，直至压到工作高度后，拧紧夹紧圈9上的紧固螺钉，使得波纹管4抱紧泵轴1，通过夹紧圈9抱紧波纹管4起到密封和传递扭矩作用；
f、拆下两块定中心板19，保存备用；
g、在进水孔14、出水孔15上接上冲洗接头。
以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种耐腐蚀机械密封，包括依次套设在泵轴(1)上的静环(2)和动环组件，所述静环(2)的一侧端面与动环组件端面之间面接触形成密封面，其特征在于：所述动环组件包括动环(3)、波纹管(4)、外套(5)、弹簧座(6)和若干弹簧(7)；所述动环(3)配装在波纹管(4)靠近静环(2)一侧的端部，所述外套(5)套设在波纹管(4)的外部，所述弹簧座(6)套设在波纹管(4)远离动环(3)一端的外部，且若干弹簧(7)沿周向均匀的设在外套(5)与弹簧座(6)之间，所述波纹管(4)外部与弹簧座(6)内壁之间设有密封圈(8)以形成静密封；所述波纹管(4)外部还套设有用于将动环组件与泵轴(1)转动配合的夹紧圈(9)，且所述夹紧圈(9)的端部紧靠在弹簧座(6)远离外套(5)一侧的端面上；
还包括密封座(10)和油封座(11)，所述的密封座(10)与油封座(11)沿轴向密封连接，且密封座(10)套设在静环(2)、动环组件的外部，所述油封座(11)上设有油封(12)，且油封(12)内壁套装在弹簧座(6)的外部以形成动密封，所述的静环(2)、动环组件、密封座(10)以及油封座(11)、油封(12)之间形成密封腔体(13)，所述的密封座(10)上分别设有与密封腔(13)连通的进水孔(14)和出水孔(15)；
所述油封座(11)远离密封座(10)一侧的端面上沿圆周设有至少两个定中心板(19)和至少两个油封压板(20)；所述的定中心板(19)为两块，油封压板(20)也为两块，且两块定中心板(19)和两块油封压板(20)由同一个圆环切割而成，其中，两个定中心板(19)的内孔与弹簧座(6)外径相匹配，两个油封压板(20)的内孔径大于弹簧座(6)外径。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀机械密封，其特征在于：所述的外套(5)靠近弹簧座(6)一侧端面沿周向均匀设有若干弹簧孔(5.1)，若干所述弹簧(7)的一端设在弹簧孔(5.1)内，另一端顶靠在弹簧座(6)端面上。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐腐蚀机械密封，其特征在于：所述外套(5)靠近弹簧座(6)一侧端面上设有定位孔(5.2)，所述弹簧座(6)靠近外套(5)一端设有定位销(16)，定位销(16)滑动配装在定位孔(5.2)内；弹簧座(6)的另一端设有传动销(17)，所述的夹紧圈(9)上设有配装孔(9.1)，所述的传动销(17)插装在配装孔(9.1)内。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀机械密封，其特征在于：所述的密封座(10)上设有至少一个与密封腔(13)连通的通孔(10.1)，所述通孔(10.1)的外部设有观察玻璃(18)，且所述观察玻璃(18)与通孔(10.1)外端面密封连接。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀机械密封，其特征在于：所述的夹紧圈(9)包括两个剖分式的半圆环，且两个半圆环的环形内壁上设有环形凸起(9.2)，所述波纹管(4)的外侧壁上设有限位凹槽(4.1)，所述的环形凸起(9.2)卡合在限位凹槽(4.1)内。
6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀机械密封，其特征在于：所述油封座(11)的端面上设有环形定位槽(11.1)，所述的定中心板(19)、油封压板(20)设有与环形定位槽(11.1)相配合的定位凸起(21)。
7.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀机械密封，其特征在于：所述的弹簧座(6)靠近外套(5)的一侧端面内凹形成定位腔(6.1)，所述外套(5)远离动环(3)的一端滑动配装在定位腔(6.1)内，且若干弹簧(7)顶靠在定位腔(6.1)的底面。
8.一种基于权利要求6所述的耐腐蚀机械密封的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、首先将静环(2)配装在密封座(10)上，然后将密封座(10)连同静环(2)固定在泵盖上；
b、将预装好油封(12)的油封座(11)通过螺钉连接在密封座(10)后部，螺钉不能拧紧；
c、将动环组件套装在泵轴上，推动动环组件使其与静环(2)面贴合；
d、在油封座(11)端面上安装上两块定中心板(19)，调整中心，保证油封座(11)与弹簧座(6)同心后拧紧螺钉，使油封座(11)与密封座(10)紧固连接；
e、继续推动动环组件，直至压到工作高度后，拧紧夹紧圈(9)上的紧固螺钉；
f、拆下两块定中心板(19)，保存备用；
g、在进水孔(14)、出水孔(15)上接上冲洗接头。
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