CN110925429A - 一种顶驱式釜用机械密封装置及其前置隔离保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种顶驱式釜用机械密封装置及其前置隔离保护系统，保护系统包括一折流套及一液位监控子系统，折流套安装于顶驱式釜用机械密封的底盘上，折流套与该顶驱式釜用机械密封之间形成储液槽，储液槽内的液位始终高于滑移直径处的介质侧O型圈。釜内进料前，通过液位监控子系统向储液槽内注入隔离液体介质。液位监控子系统下端与储液槽相连通，上端与釜内相通。当液位高度高于滑移直径处的介质侧O型圈时停止进液，关闭进液阀，打开平衡阀，釜内进料后，通过压力平衡保持该液位高度不变。本发明通过设置一前置隔离保护系统，实现在工艺上不允许向釜内连续充入隔离保护液体的情况下对机械密封介质侧O型圈进行有效保护。

Description

一种顶驱式釜用机械密封装置及其前置隔离保护系统

技术领域

本发明涉及机械密封技术领域，具体涉及一种顶驱式釜用机械密封装置及其前置隔离保护系统。

背景技术

在石油化工的顶搅拌釜机械密封中，往往由于釜内介质为非满釜或者满釜，但是搅拌罐顶端有很少一部分为气态，导致设备在运行过程中由于压力的变化或者是温度的变化，使罐内的气体发生化学反应，致使在机械密封的介质侧O型圈在滑移直径处形成固体或是胶状物质，进而导致O型圈失效或补偿环不再浮动，而使密封发生泄漏，导致密封失效。

目前工业上常采用的方式是在介质侧密封前增设前置迷宫密封、碳环密封或唇封，采用PLAN32冲洗系统，在前置密封和介质侧密封间连续充入隔离保护液体，有效保护介质侧密封不被釜内介质污染，尤其是避免介质侧O型圈在滑移直径处形成固体或是胶状物质，防止因该O型圈失效而导致整个密封失效。

但有一些生产工艺，不允许向釜内连续充入隔离保护液体，这种情况下就无法对机械密封介质侧O型圈进行有效保护。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种顶驱式釜用机械密封装置及其前置隔离保护系统，通过设置一前置隔离保护系统，实现对机械密封介质侧O型圈进行保护，防止因釜内操作条件的变化出现的气体介质在滑移直径处O形圈表面形成胶状物从而导致密封失效的现象。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种前置隔离保护系统，用于顶驱式釜用机械密封，该保护系统包括一折流套及一液位监控子系统，所述折流套安装于所述顶驱式釜用机械密封的底盘上，所述折流套外部与所述顶驱式釜用机械密封之间形成储液槽，所述储液槽的顶端高于滑移直径处的介质侧O型圈，所述液位监控子系统与所述储液槽相连通，所述储液槽内通过所述液位监控子系统注入液体介质，当液体介质的液位高度高于滑移直径处的介质侧O型圈时停止进液，并保持该液位高度。

由于设置折流套并形成储液槽，储液槽的液位高度高于滑移直径处的介质侧O型圈，可有效形成液封，解决在不允许向釜内连续充入前置缓冲流体的条件下，防止反应釜内气体在机械密封的介质侧O型圈和滑移直径处发生化学反应，形成固体或是胶状物质，引起机械密封失效的问题。

进一步地，所述液位监控子系统包括带压冲洗机构及液位计，所述带压冲洗机构通过出口管线与液位计上端相连，所述液位计下端通过一进液管路与所述储液槽相连，所述液位计上端通过另一平衡管路与釜内相通。

进一步地，所述带压冲洗机构的出口管线上设有第一截止阀，所述平衡管路上设有第二截止阀。

进一步地，所述带压冲洗机构为PLAN53A、PLAN53B、PLAN53C或PLAN54系统。

进一步地，所述折流套呈“圆顶高帽”形状，包括竖直衬套部和水平折弯部，所述竖直衬套部的上端高于所述介质侧O型圈，所述水平折弯部通过螺钉固定安装于所述底盘上，所述折流套与所述顶驱式釜用机械密封之间形成形状为环形的储液槽。

一种顶驱式釜用机械密封装置，该密封装置安装有上述的前置隔离保护系统。

进一步地，所述机械密封装置为顶驱式釜用双端面机械密封装置或单端面机械密封装置。

当所述顶驱式釜用双端面机械密封装置时，具体包括底盘、腔体、轴承组件、转轴及轴套，所述底盘、腔体与轴承组件从下往上依次连接，所述转轴从上往下依次穿过所述轴承组件、腔体和底盘，所述轴套固定套设于所述转轴上，所述轴套与所述轴承组件固接，实现转轴及轴套的转动，所述腔体内设有容置空腔，所述容置空腔内设有双端面密封机构，所述双端面密封机构包括上下对称设置的一对动环和静环，所述动环安装于所述轴套上并随轴套转动，所述静环固定安装于装置上，所述动环与静环之间形成摩擦密封端面，所述容置空腔内在所述转轴的底部套设一折流套，所述折流套与所述双端面密封机构之间形成储液槽，所述储液槽内注入液体介质，用于防止釜内气体在所述动环与轴套之间的O型密封圈处发生化学反应，引起O型密封圈失效。

进一步地，所述轴套包括长轴套和短轴套，所述长轴套通过锁紧盘固定套设于所述转轴上，所述短轴套连接在所述长轴套的下部，所述动环连接于所述短轴套上。

进一步地，所述动环包括介质侧和大气侧动环，所述静环包括介质侧和大气侧静环，所述介质侧动环和大气侧动环之间设有弹簧，所述轴承组件包括轴承箱体以及设于所述轴承箱体内的轴承，所述轴套与轴承连接。

与现有技术相比，本发明通过从机械密封的底盘处加一个高于介质侧O型圈的折流套，折流套与密封机构之间形成储液槽，储液槽内注入液体介质用于隔离密封釜内介质，再配合外部液位监控子系统从外冲洗系统的封液进口管线上引一路封液到折流套形成的储液槽内，当封液液位高度高于机械密封滑移直径处O型圈时停止进液，液位高度可通过外部液位监控子系统观测；同时从外部液位监控子系统另引一管路与釜内相通，当釜用给压后，液位监控系统上部压力和釜内压力自然平衡，这样就可以在不用向釜内连续充入隔离保护液体的情况下，有效的阻止气体在机械密封的O型圈和滑移直径处发生化学反应、形成固体或是胶状物质，避免由此导致的机械密封失效。

附图说明

图1为现有顶驱式釜用机械密封装置的结构示意图；

图2、3为本发明实施例顶驱式釜用双端面机械密封装置的结构示意图；

图4为本发明实施例顶驱式釜用单端面机械密封装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

图1为现有顶驱式釜用双端面机械密封装置示意图，由于釜内介质为非满釜或者满釜但搅拌罐顶端有很少一部分为气态时，容易导致设备在运行过程中由于压力的变化或者是温度的变化，使罐内的气体发生化学反应，在机械密封的O型圈和滑移直径处(图1中a处)形成固体或胶状物质，进而导致O型圈失效或补偿环不再浮动，使密封发生泄漏，导致密封失效。

为解决该问题，本发明提供一种顶驱式釜用机械密封前置隔离保护系统，参考图2、3，该保护系统包括一折流套8及一液位监控子系统10，折流套8安装于顶驱式釜用机械密封的底盘1上，折流套8外部与该顶驱式釜用机械密封之间形成储液槽C，储液槽C具体可以为环形，所述储液槽C的顶端高于滑移直径处的介质侧O型圈12，液位监控子系统10与储液槽C相连通，通过液位监控子系统10向储液槽C内注入液体介质，当液位高度高于滑移直径处的介质侧O型圈12时停止进液，并保持该液位高度。

具体地，折流套8呈“圆顶高帽”形状，包括竖直衬套部和水平折弯部，竖直衬套部的上端高于所述介质侧O型圈12，水平折弯部通过螺钉固定安装于所述底盘1上。液位监控子系统10包括带压冲洗机构101及液位计104，带压冲洗机构101通过出口管线与液位计104上端相连，液位计104下端通过一进液管路与所述储液槽C相连，液位计104上端通过另一平衡管路与釜内相通，带压冲洗机构的出口管线上设有第一截止阀103，平衡管路上设有第二截止阀102，通过截止阀控制进液及液位监控。带压冲洗机构101可采用本领域现有的PLAN53A、PLAN53B、PLAN53C或PLAN54系统等。

以顶驱式釜用双端面机械密封装置为例，下面做具体说明。

一种顶驱式釜用双端面机械密封装置，如图2所示，该装置包括底盘1、腔体2、轴承组件、转轴3及轴套，底盘1、腔体2与轴承组件从下往上依次连接，转轴3从上往下依次穿过轴承组件、腔体2和底盘1，轴套固定套设于转轴3上，轴套与轴承组件固接，实现转轴3及轴套的转动，腔体2内设有容置空腔，容置空腔内设有双端面密封机构，双端面密封机构包括上下对称设置的一对动环6和静环7，动环6包括大气侧和介质侧动环，静环7包括大气侧和介质侧静环，大气侧和介质侧动环之间设有弹簧，轴承组件包括轴承箱体9以及设于轴承箱体9内的轴承11，轴套与轴承11连接。

轴套包括长轴套4和短轴套5，长轴套4通过锁紧盘固定套设于转轴3上，短轴套5连接在长轴套4的下部，动环6连接于短轴套5上并随之转动，静环7固定安装于装置上，动环6与静环7之间形成摩擦密封端面。

在容置空腔b内在转轴3的底部套设一折流套8，本实施例折流套8呈“圆顶高帽”形状，包括竖直衬套部和水平折弯部，折流套8通过螺钉固定安装于底盘1上。折流套8与双端面密封机构之间形成储液槽C，储液槽C内的液位高度高于下动环与轴套之间O型密封圈的高度，储液槽C内注入液体介质用于密封釜内介质，防止釜内气体在所述动环与轴套之间的O型密封圈处发生化学反应，引起O型密封圈失效。

如图3，本实施例，储液槽C通过管路与外部的液位监控子系统10连接。液位监控子系统10包括带压冲洗机构101及液位计104，带压冲洗机构101通过出口管线与液位计104相连，液位计104另一端与储液槽连通，液位计104上端通过平衡管路与釜内相通，用于平衡储液槽及液位计中液体两端的压力。带压冲洗机构的出口管线上设有第一截止阀103，平衡管路上设有第二截止阀102。带压冲洗机构为PLAN53A。

本实施例带压冲洗机构101采用PLAN53A封液，出口管线引一路封液经过截止阀103进入到液位计104里面，再从液位计104下端经机封A口进入到储液槽C内，当液位高于滑移直径O型圈时(如图中灰色阴影部分为进入折流套内液体高度)关闭截止阀103，截止阀102连接机封B口，B口和釜内压力相通，用于平衡折流套及液面计中液体两端的压力。这种加了前置隔离保护系统后的机械密封，即使釜内气体会发生反应，但是被液体隔离了，也就不会在滑移直径处发生固体堆积或产生胶状物质，密封亦不会失效。

图4为顶驱式釜用单端面机械密封装置的结构示意图，与顶驱式釜用双端面机械密封装置相比，单端面机械密封装置仅设置一个动环和静环，在单端面机械密封装置中增加前置隔离保护系统，可避免该机械密封装置在滑移直径处发生固体堆积或产生胶状物质，密封不会失效。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种顶驱式釜用机械密封的前置隔离保护系统，其特征在于，该保护系统包括一折流套(8)及一液位监控子系统(10)，

所述折流套(8)安装于所述顶驱式釜用机械密封的底盘(1)上，所述折流套(8)与该顶驱式釜用机械密封之间形成储液槽(C)，所述储液槽(C)的顶端高于滑移直径处的介质侧O型圈(12)，

所述液位监控子系统(10)下端与所述储液槽(C)相连通，通过所述液位监控子系统(10)向所述储液槽(C)内注入液体介质，当液位高度高于滑移直径处的介质侧O型圈(12)时停止进液，并保持该液位高度。

2.根据权利要求1所述的一种顶驱式釜用机械密封的前置隔离保护系统，其特征在于，所述液位监控子系统(10)包括带压冲洗机构(101)及液位计(104)，所述带压冲洗机构(101)通过出口管线与液位计(104)上端相连，所述液位计(104)下端通过一进液管路与所述储液槽(C)相连，所述液位计(104)上端通过另一平衡管路与釜内相通。

3.根据权利要求2所述的一种顶驱式釜用机械密封的前置隔离保护系统，其特征在于，所述带压冲洗机构的出口管线上设有第一截止阀(103)，所述平衡管路上设有第二截止阀(102)。

4.根据权利要求2所述的一种顶驱式釜用机械密封的前置隔离保护系统，其特征在于，所述带压冲洗机构(101)为PLAN53A、PLAN53B、PLAN53C或PLAN54系统。

5.根据权利要求1所述的一种顶驱式釜用机械密封的前置隔离保护系统，其特征在于，所述折流套(8)呈“圆顶高帽”形状，包括竖直衬套部和水平折弯部，所述竖直衬套部的上端高于所述介质侧O型圈(12)，所述水平折弯部通过螺钉固定安装于所述底盘(1)上，所述折流套(8)与所述顶驱式釜用机械密封之间形成形状为环形的储液槽(C)。

6.一种顶驱式釜用机械密封装置，其特征在于，该密封装置安装有如权利要求1-5任一项所述的顶驱式釜用机械密封的前置隔离保护系统。

7.根据权利要求6所述的一种顶驱式釜用机械密封装置，其特征在于，所述机械密封装置为顶驱式釜用双端面机械密封装置或单端面机械密封装置。

8.根据权利要求7所述的一种顶驱式釜用机械密封装置，其特征在于，所述顶驱式釜用双端面机械密封装置包括底盘(1)、腔体(2)、轴承组件、转轴(3)及轴套，所述底盘(1)、腔体(2)与轴承组件从下往上依次连接，所述转轴(3)从上往下依次穿过所述轴承组件、腔体(2)和底盘(1)，

所述轴套固定套设于所述转轴(3)上，所述轴套与所述轴承组件固接，实现转轴(3)及轴套的转动，所述腔体(2)内设有容置空腔，所述容置空腔内设有双端面密封机构，

所述双端面密封机构包括上下对称设置的一对动环(6)和静环(7)，所述动环(6)安装于所述轴套上并随轴套转动，所述静环(7)固定安装于装置上，所述动环(6)与静环(7)之间形成摩擦密封端面，

所述容置空腔内在所述转轴(3)的底部套设一折流套(8)，所述折流套(8)与所述双端面密封机构之间形成储液槽(C)，所述储液槽(C)内注入液体介质，用于防止釜内气体在所述动环(6)与轴套之间的O型密封圈处发生化学反应，引起O型密封圈失效。

9.根据权利要求8所述的一种顶驱式釜用机械密封装置，其特征在于，所述轴套包括长轴套(4)和短轴套(5)，所述长轴套(4)通过锁紧盘固定套设于所述转轴(3)上，所述短轴套(5)连接在所述长轴套(4)的下部，所述动环(6)连接于所述短轴套(5)上。

10.根据权利要求8所述的一种顶驱式釜用机械密封装置，其特征在于，所述动环包括大气侧和介质侧动环，所述静环包括大气侧和介质侧静环，所述大气侧和介质侧动环之间设有弹簧，所述轴承组件包括轴承箱体(9)以及设于所述轴承箱体(9)内的轴承(11)，所述轴套与轴承(11)连接。

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