CN111706676A - 一种低温泵组合式密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低温泵组合式密封装置，包括：固定在转轴外的轴套组件；通过轴套组件与转轴转动连接的密封体，密封体的前端在低温泵内，密封体内壁与转轴和轴套组件的外壁之间具有密封腔；由前至后依次设置于密封腔内的气密封组件和磁性液体密封组件，磁性液体密封组件用于阻挡气密封组件泄露的物质进入外部空间。本发明提供的低温泵组合式密封装置，可阻挡气密封的泄露，密封性能好，可防止介质外泄。

Description

一种低温泵组合式密封装置
技术领域
本发明涉及转轴密封技术领域，尤其涉及低温泵组合式密封装置。
背景技术
低温泵主要用于输送液氧、液氩、液氮等液化气体，常采用气密封或者机械密封的方式使转动的转轴与端面密封，由于气密封较机械密封有较高的可靠性，在很多时候采用气密封结构。液化气体容易气化造成泵内压力变大，使用气密封结构时，若介质压力高于密封气压力，容易出现介质外泄，进而引发安全事故。
发明内容
本发明旨在提供一种低温泵组合式密封装置，可阻挡气密封的泄露，密封性能好，可防止介质外泄。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明公开的低温泵组合式密封装置，包括：
固定在转轴外的轴套组件；
通过所述轴套组件与转轴转动连接的密封体，所述密封体的前端在低温泵内，所述密封体内壁与所述转轴和所述轴套组件的外壁之间具有密封腔；
由前至后依次设置于所述密封腔内的气密封组件和磁性液体密封组件，所述磁性液体密封组件用于阻挡所述气密封组件泄露的物质进入外部空间。
本发明的有益效果是：采用磁性液体密封与气密封组合的方式，用磁性液体密封防止气密封处的微小泄露，磁性液体密封与低温泵之间由气密封隔开，可避免低温对磁性液体密封的影响，且可防止液体介质进入磁性液体密封组件中破坏磁性液体，整体密封性能好，可防止介质外泄，实现零泄漏。
进一步的，还包括精密调压阀，所述精密调压阀分别与密封气供气设备、气密封组件和所述低温泵的内腔连通，所述精密调压阀用于根据所述低温泵的内腔的压力调节供入所述气密封组件的密封气的压力。
采用上述进一步方案的有益效果是：精密调压阀根据低温泵内腔的压力调节供入气密封组件的密封气的压力，使供入的密封气的压力始终大于低温泵内腔的压力0.1～0.2公斤，保证气密封的密封效果。
进一步的，所述密封体上具有参考压力口，所述参考压力口与所述低温泵的内腔连通，所述精密调压阀通过管路与所述参考压力口连接，所述精密调压阀通过所述参考压力口与所述低温泵的内腔连通。
采用上述进一步方案的有益效果是：精密调压阀与密封体连接，通过参考压力口与低温泵内腔连通，便于安装、连接以及对低温泵内腔压力的采集。
进一步的，所述气密封组件包括第一迷宫密封组件、第二迷宫密封组件和第三迷宫密封组件，所述第一迷宫密封组件、所述第二迷宫密封组件和所述第三迷宫密封组件在所述密封腔内由前至后依次设置，所述第一迷宫密封组件和所述第二迷宫密封组件之间由第一隔环隔开并在所述第一隔环处形成密封气排气腔，所述第二迷宫密封组件和所述第三迷宫密封组件之间由第二隔环隔开并在所述第二隔环处形成密封气进气腔，所述密封气进气腔与密封气供气设备连通。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用迷宫密封，密封气从第二迷宫密封组件和第三迷宫密封组件之间的密封气进气腔进入密封气，通过第一迷宫密封组件和第二迷宫密封组件之间的密封气排气腔排出，第一迷宫密封组件和第三迷宫密封组件分别密封密封气排气腔的前方和密封气进气腔的后方，密封效果好。
进一步的，所述密封体前端具有与其可拆卸连接的前端盖，所述气密封组件还包括蝶形弹簧，所述密封腔内具有限位环，所述前端盖的后端与所述第一迷宫密封组件的后端抵接，所述蝶形弹簧设置在所述第二隔环和所述第三密封组件之间，所述蝶形弹簧的两端分别与所述第二隔环的后端和所述第三迷宫密封组件的前端抵接，所述第三迷宫密封组件的后端与所述限位环的前端抵接，所述前端盖将所述第一迷宫密封组件、所述第一隔环、所述第二迷宫密封组件、所述蝶形弹簧、所述第三迷宫密封组件和所述限位环压紧。
采用上述进一步方案的有益效果是：便于安装，且通过蝶形弹簧使第一迷宫密封组件和前端盖以及第三密封组件和限位环压紧密封，提高密封效果。
进一步的，所述磁性液体密封组件包括第一极靴、第二极靴和永磁铁，所述第一极靴和所述第二极靴前后设置在所述密封腔内且在所述轴套组件与所述密封体之间，所述永磁铁包裹在所述第一极靴和所述第二极靴之间，所述第一极靴和所述第二极靴的外壁均通过密封圈与所述密封体内壁密封连接，所述第一极靴和所述第二极靴与所述轴套组件的间隙中填充磁性液体。
采用上述进一步方案的有益效果是：便于阻拦气密封组件泄露的物质，密封效果好。
进一步的，所述磁性液体为耐低温磁性液体。
采用上述进一步方案的有益效果是：可保证磁性液体在低温下仍可正常使用，适用于低温泵。
进一步的，所述第一极靴和所述第二极靴的内壁均具有螺旋形的极齿，所述极齿与所述轴套组件的间隙中填充所述磁性液体。
采用上述进一步方案的有益效果是：提高磁性液体密封的密封效果。
进一步的，还包括轴承组件和骨架密封，所述轴承组件和所述骨架密封均在所述密封腔内，所述密封体和所述轴套组件通过所述轴承组件转动连接，所述轴套组件通过所述骨架密封与所述密封体的后端密封连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：提升密封体的密封效果和转动性能。
进一步的，所述轴套组件包括固定套、第一滑块、第二滑块和螺栓，所述固定套套在所述转轴外，所述固定套外壁具有挤压部，所述挤压部前后端分别为第一挤压斜面和第二挤压斜面，所述第一滑块的后端与所述第二滑块的前端通过所述螺栓可拆卸连接，所述第一滑块的内壁和所述第二滑块的内壁分别挤压所述第一挤压斜面和所述第二挤压斜面使所述固定套的内壁与所述转轴夹紧固定。
采用上述进一步方案的有益效果是：便于轴套组件与转轴的固定。
附图说明
图1为本发明的实施例的后端示意图；
图2为图1中A-A面剖视图；
图3为图1中B-B面剖视图；
图4为密封体和精密调压阀的实施例的连接示意图；
图中：1、密封体；11、密封气进气口；12、密封气排气口；13、参考压力口；14、后端盖；15、前端盖；16、密封气排气腔；17、密封气进气腔；21、第一迷宫密封组件；22、第二迷宫密封组件；23、第三迷宫密封组件；24、第一隔环；25、第二隔环；26、蝶形弹簧；31、第二滑块；32、第一滑块；33、固定套；34、挤压部；4、转轴；5、螺栓；61、第一轴承；62、第二轴承；63、骨架密封；71、第一极靴；72、第二极靴；73、永磁铁；74、磁性液体；75、密封圈；8、精密调压阀；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1-图4所示，本发明公开的低温泵组合式密封装置的实施例，包括：
固定在转轴4外的轴套组件；
通过轴套组件与转轴4转动连接的密封体1，密封体1的前端在低温泵内，密封体1内壁与转轴4和轴套组件的外壁之间具有密封腔；
由前至后依次设置于密封腔内的气密封组件和磁性液体密封组件，气密封组件在转轴4与密封体1之间，磁性液体密封组件在轴套组件的固定套33与密封体1之间，磁性液体密封组件用于阻挡气密封组件泄露的物质进入外部空间。
作为上述实施例的进一步方案，还包括精密调压阀8，精密调压阀8分别与密封气供气设备、气密封组件和低温泵的内腔连通，精密调压阀8用于根据低温泵的内腔的压力调节供入气密封组件的密封气的压力。
具体的，密封体1上具有参考压力口13，参考压力口13通过密封体1上的气体通道与低温泵的内腔连通，气体通道的输入口可设置于密封体1的前端，精密调压阀8通过管路与参考压力口13连接，精密调压阀8通过参考压力口13与低温泵的内腔连通。
精密调压阀8具有压力采集模块、数据处理模块、控制模块和执行模块，压力采集模块与参考压力口13连通，压力采集模块通过参考压力口13采集低温泵内腔的压力，并传送到数据处理模块，数据处理模块对数据进行处理，由控制模块控制执行模块，使供入气密封组件的密封气的压力大于低温泵内腔的压力0.1～0.2公斤。
具体的，气密封组件包括第一迷宫密封组件21、第二迷宫密封组件22和第三迷宫密封组件23，第一迷宫密封组件21、第二迷宫密封组件22和第三迷宫密封组件23在密封腔内由前至后依次设置，第一迷宫密封组件21和第二迷宫密封组件22之间由第一隔环24隔开并在第一隔环24处形成密封气排气腔16，密封体1上具有使密封气排气腔16与外部连通的密封气排气口12，第二迷宫密封组件22和第三迷宫密封组件23之间由第二隔环25隔开并在第二隔环25处形成密封气进气腔17，密封体1上具有使密封气进气腔17与外部连通密封气进气口11，密封气进气腔17通过精密调压阀8与密封气供气设备连通，第一隔环24和第二隔环25上均有过气孔，便于密封气排气腔16和密封气进气腔17内气体的流动，密封气排气腔16可与集气装置连通，也可与密封气供气设备的输入端连通，使密封气循环使用。
精密调压阀8可通过带有接头的管路分别与参考压力口13和密封气进气口11可拆卸密封连接。
第一迷宫密封组件21、第二迷宫密封组件22和第三迷宫密封组件23均由四氟乙烯密封环和铜环相间设置形成。
作为上述实施例的进一步方案，密封体1前端具有与其可拆卸连接的前端盖15，前端盖15与密封体1的前端可通过螺栓5可拆卸连接，前端盖15与螺栓5之间可设置垫片，气密封组件还包括蝶形弹簧26，密封腔内具有限位环，前端盖15的后端与第一迷宫密封组件21的后端抵接，蝶形弹簧26设置在第二隔环25和第三密封组件之间，蝶形弹簧26的两端分别与第二隔环25的后端和第三迷宫密封组件23的前端抵接，第三迷宫密封组件23的后端与限位环的前端抵接，前端盖15将第一迷宫密封组件21、第一隔环24、第二迷宫密封组件22、蝶形弹簧26、第三迷宫密封组件23和限位环压紧。
具体的，磁性液体密封组件包括第一极靴71、第二极靴72和永磁铁73，第一极靴71和第二极靴72前后设置在密封腔内且在轴套组件与密封体1之间，永磁铁73包裹在第一极靴71和第二极靴72之间，第一极靴71和第二极靴72的外壁均通过密封圈75与密封体1内壁密封连接，密封圈75为“O”型圈，可分别在第一极靴71和第二极靴72外壁的中部设置密封槽，密封圈75设置在对应的密封槽内，第一极靴71和第二极靴72与轴套组件的间隙中填充磁性液体74。
磁性液体密封组件和气密封组件也可选用现有的其他的结构。
作为上述实施例的进一步方案，磁性液体74为耐低温磁性液体。
作为上述实施例的进一步方案，第一极靴71和第二极靴72的内壁均具有螺旋形的极齿，极齿与轴套组件的间隙中填充磁性液体74。
作为上述实施例的进一步方案，还包括轴承组件和骨架密封63，轴承组件和骨架密封63均在密封腔内，密封体1和轴套组件通过轴承组件转动连接，轴套组件通过骨架密封63与密封体1的后端密封连接，骨架密封63采用骨架油封。
轴承组件包括第一轴承61和第二轴承62，第一轴承61和第二轴承62均可采用滚动轴承，第一轴承61和第二轴承62分别设置在第一极靴71的前方和第二极靴72的后方，骨架密封63设置在第二轴承62的后方，密封体1后端具有与其可拆卸连接的后端盖14，后端盖14与密封体1的后端可通过螺栓5可拆卸连接，可在螺栓5与后端盖14之间设置垫片，后端盖14的后端将第二轴承62、磁性密封组件、第一轴承61以及密封腔内的限位部压紧，骨架密封63与后端盖14密封连接。
具体的，轴套组件包括固定套33、第一滑块32、第二滑块31和螺栓5，固定套33为导磁套，固定套33套在转轴4外，固定套33外壁具有挤压部34，挤压部34前后端分别为第一挤压斜面和第二挤压斜面，第一滑块32的后端与第二滑块31的前端通过螺栓5可拆卸连接，第一滑块32的内壁和第二滑块31的内壁分别挤压第一挤压斜面和第二挤压斜面使固定套33的内壁与转轴4夹紧固定。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种低温泵组合式密封装置，其特征在于：包括：
固定在转轴(4)外的轴套组件；
通过所述轴套组件与转轴(4)转动连接的密封体(1)，所述密封体(1)的前端在低温泵内，所述密封体(1)内壁与所述转轴(4)和所述轴套组件的外壁之间具有密封腔；
由前至后依次设置于所述密封腔内的气密封组件和磁性液体密封组件，所述磁性液体密封组件用于阻挡所述气密封组件泄露的物质进入外部空间。
2.根据权利要求1所述的低温泵组合式密封装置，其特征在于：还包括精密调压阀(8)，所述精密调压阀(8)分别与密封气供气设备、气密封组件和所述低温泵的内腔连通，所述精密调压阀(8)用于根据所述低温泵的内腔的压力调节供入所述气密封组件的密封气的压力。
3.根据权利要求2所述的低温泵组合式密封装置，其特征在于：所述密封体(1)上具有参考压力口(13)，所述参考压力口(13)与所述低温泵的内腔连通，所述精密调压阀(8)通过管路与所述参考压力口(13)连接，所述精密调压阀(8)通过所述参考压力口(13)与所述低温泵的内腔连通。
4.根据权利要求1所述的低温泵组合式密封装置，其特征在于：所述气密封组件包括第一迷宫密封组件(21)、第二迷宫密封组件(22)和第三迷宫密封组件(23)，所述第一迷宫密封组件(21)、所述第二迷宫密封组件(22)和所述第三迷宫密封组件(23)在所述密封腔内由前至后依次设置，所述第一迷宫密封组件(21)和所述第二迷宫密封组件(22)之间由第一隔环(24)隔开并在所述第一隔环(24)处形成密封气排气腔(16)，所述第二迷宫密封组件(22)和所述第三迷宫密封组件(23)之间由第二隔环(25)隔开并在所述第二隔环(25)处形成密封气进气腔(17)，所述密封气进气腔(17)与密封气供气设备连通。
5.根据权利要求4所述的低温泵组合式密封装置，其特征在于：所述密封体(1)前端具有与其可拆卸连接的前端盖(15)，所述气密封组件还包括蝶形弹簧(26)，所述密封腔内具有限位环，所述前端盖(15)的后端与所述第一迷宫密封组件(21)的后端抵接，所述蝶形弹簧(26)设置在所述第二隔环(25)和所述第三密封组件之间，所述蝶形弹簧(26)的两端分别与所述第二隔环(25)的后端和所述第三迷宫密封组件(23)的前端抵接，所述第三迷宫密封组件(23)的后端与所述限位环的前端抵接，所述前端盖(15)将所述第一迷宫密封组件(21)、所述第一隔环(24)、所述第二迷宫密封组件(22)、所述蝶形弹簧(26)、所述第三迷宫密封组件(23)和所述限位环压紧。
6.根据权利要求1所述的低温泵组合式密封装置，其特征在于：所述磁性液体密封组件包括第一极靴(71)、第二极靴(72)和永磁铁(73)，所述第一极靴(71)和所述第二极靴(72)前后设置在所述密封腔内且在所述轴套组件与所述密封体(1)之间，所述永磁铁(73)包裹在所述第一极靴(71)和所述第二极靴(72)之间，所述第一极靴(71)和所述第二极靴(72)的外壁均通过密封圈(75)与所述密封体(1)内壁密封连接，所述第一极靴(71)和所述第二极靴(72)与所述轴套组件的间隙中填充磁性液体(74)。
7.根据权利要求6所述的低温泵组合式密封装置，其特征在于：所述磁性液体(74)为耐低温磁性液体。
8.根据权利要求6所述的低温泵组合式密封装置，其特征在于：所述第一极靴(71)和所述第二极靴(72)的内壁均具有螺旋形的极齿，所述极齿与所述轴套组件的间隙中填充所述磁性液体(74)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的低温泵组合式密封装置，其特征在于：还包括轴承组件和骨架密封(63)，所述轴承组件和所述骨架密封(63)均在所述密封腔内，所述密封体(1)和所述轴套组件通过所述轴承组件转动连接，所述轴套组件通过所述骨架密封(63)与所述密封体(1)的后端密封连接。
10.根据权利要求1-8任一项所述的低温泵组合式密封装置，其特征在于：所述轴套组件包括固定套(33)、第一滑块(32)、第二滑块(31)和螺栓(5)，所述固定套(33)套在所述转轴(4)外，所述固定套(33)外壁具有挤压部(34)，所述挤压部(34)前后端分别为第一挤压斜面和第二挤压斜面，所述第一滑块(32)的后端与所述第二滑块(31)的前端通过所述螺栓(5)可拆卸连接，所述第一滑块(32)的内壁和所述第二滑块(31)的内壁分别挤压所述第一挤压斜面和所述第二挤压斜面使所述固定套(33)的内壁与所述转轴(4)夹紧固定。
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