CN201875137U

CN201875137U - 一种集装式复合动密封结构

Info

Publication number: CN201875137U
Application number: CN2010206330229U
Authority: CN
Inventors: 朱志荣
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd; Sinopec Baling Co
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2020-11-30

Abstract

本实用新型公开了一种集装式复合动密封结构，利用泥状填料、挡料动环、O型密封圈和填料支架组成一种集装式复合动密封结构，以泥状填料密封为主体，还包括机械密封、迷宫密封等多种密封形式。本实用新型几乎能适用于所有的中、低压（包括真空条件下）和中、低温介质，中低线速度转轴的动密封场合，尤其适用于转动轴具有较大径向跳动（0.5－4mm）的动密封场合，且安装、维护简单，对轴不产生磨损，使用寿命长；能广泛应用于石油、化工、制药、食品加工等领域中转动设备的轴封。

Description

一种集装式复合动密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种动密封结构，尤其是特别涉及一种集装式复合动密封结构。

背景技术

在石油、化工、医药等生产装置中，大量的设备、管道、容器需要进行密封保护，使得生产能在密闭的环境中安全、正常运行并防止物料污染或泄漏，避免因有毒、有害物泄漏引起的污染和物料损失。

动密封通常采用的方式有填料密封、泥状填料密封、机械密封、迷宫密封、橡塑唇口密封、螺槽密封及干气密封等。

各种单一密封技术对于转动轴有较大径向跳动(或振动，甚至还有轴向串动)的场合，不管是采用传统的填料密封、泥状填料密封、机械密封、迷宫密封、螺槽密封、还是干气密封，结果密封效果总是不理想、使用寿命短。当轴的径向跳动达到1mm以上时，一般的填料密封或机械密封很快就会失效而泄漏；干气密封在低速且振动较大或轴的径向跳动较大时不适合采用。CN200620049205.X提供一种复合迷宫密封结构，该结构在常规的迷宫密封结构中，增加设置弹性密封环。CN200820151088.7披露了一种适用于工业洗衣机旋转主轴的复合密封结构，除改变了原密封体结构、骨架油封压板结构和轴套结构外，还增加了V型密封圈和O型密封圈，能够避免工业洗衣机工作中主轴些微径向跳动对密封结构的影响。

但是，在恶劣环境下，如石油、化工、制药、食品加工等转动设备（机、泵类、减速机及搅拌器）的轴封，被密封介质可以是单一的气体、液体，也可以是气、液、固混合物，涉及几乎所有的中、低压介质压力，中、低温介质温度，以及转轴线速度中低速的动密封场合，特别是在转动轴具有较大径向跳动（0.5－4mm）的动密封场合，单一密封技术或其简单组合密封效果均不理想。

本实用新型在现有的密封技术基础上，寻找出能适合于在恶劣环境下的，特别是转动轴有较大径向跳动(或振动，甚至还有轴向跳动)场合的复合动密封结构，并产生较为理想的密封效果。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种集装式复合动密封结构，解决转动轴有较大径向跳动或振动，甚至还有轴向跳动的场合下密封泄漏问题，对于不同被密封介质、介质温度和压力以及不同转轴线速度的动密封场合均能得到理想的密封效果，且密封结构维护工作量小、寿命长，保证设备运行平稳、可靠，生产更加安全、环保，并降低生产成本。

本实用新型利用泥状填料、挡料动环、O型密封圈和填料支架组成一种集装式复合动密封结构，以泥状填料密封为主体，还包括机械密封、迷宫密封等多种密封形式。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种集装式复合动密封结构，包括转动轴8上的密封壳体1，其特征在于：所述的密封壳体1内包括填料支架4和泥状填料3，填料支架4包括轴向距离固定的支架内环41和支架外环42，泥状填料3填充在填料支架4、密封壳体1与转动轴8形成的空间内；支架外环42在外径表面开有一个凹槽，凹槽内安装第一O型密封圈10；在支架内环41和支架外环42的轴向外侧分别开设凹孔，内挡料动环2、外挡料动环5分别位于凹孔内，内、外挡料动环2、5的内孔表面分别开设一个凹槽，凹槽内分别安装第二O型密封圈6和第三O型密封圈7；上述密封内件组装后，将密封压盖6与密封壳体1连接。

所述复合动密封结构的内件组装在密封壳体1内，密封壳体1的材质根据介质特性可选用碳钢或其它材料，使用时密封壳体1套在转动轴8上并与所需密封的机体相连。

所述的填料支架4中的支架内环41和支架外环42可以通过螺纹或焊接两根或两根以上的支撑杆11将前后两个环连成一体，使前后环保持一定距离，以确保泥状填料3有合适的轴向填充空间。所述支架内环41和支架外环42的外径略小于密封壳体1的内径，便于安装，该间隙控制在1.0－1.5mm(径向)，当轴径大于150mm时取上限値1.5mm，当轴径较小时取下限值1.0mm。内径与转动轴8的外径间留有适量的间隙，这一间隙略大于轴的最大径向跳动量，以确保转动轴8转动时不与支架内、外环的内孔碰擦，该间隙控制在轴的最大径向跳动量再加1.5-2.0mm(径向)。支架外环42与密封壳体1之间安装第一O型密封圈10，以密封泥状填料3。

所述泥状填料3可根据相应密封介质选择，并填充在填料支架4、密封壳体1与转动轴8形成的空间内。在组装密封结构时可先手工将状填料3基本充实，密封结构安装好后，使用之前再通过密封壳体上的泥状填料加注孔12利用注射器进一步充实泥状填料3。

所述的内、外挡料动环2、5分别位于支架内环41和支架外环42上的凹孔内，在结构尺寸上，支架内环41和支架外环42上凹孔的内径与挡料动环2、5的外径间留有间隙，这一间隙保证挡料动环2、5随轴运转产生径向跳动时不与支架内环41和支架外环42碰擦；同时内、外挡料动环2、5在轴向与密封壳体1、密封压盖6或填料支架4间留有一定的轴向间隙，这一间隙能确保当轴有摆动时不使挡料动环在轴向上前后同时与其它密封组件碰擦。支架内环41和支架外环42上凹孔的内径与挡料动环2、5的外径间的间隙控制在轴的最大径向跳动量再加1.5-2.0mm(径向)。挡料动环2、5与前后组件的轴向间隙控制在0.05－0.15mm,，如果轴径较小（＜100mm)且轴的跳动量也较小（＜2mm)时取下限值，反之则取上限值。挡料动环2、5的内孔凹槽内安装的O型密封圈，能使挡料动环跟着轴转动，可选用带自润滑的填充工程塑料等制作。

所述的密封压盖6在密封内件组装后，可通过螺栓连接，将密封压盖6与密封壳体1连接并压紧内件。

上述动密封结构在运行过程中，只要密封处是圆柱轴，不管转动轴产生径向跳动、还是轴向串动，泥状填料的空间是不变的，同时由于充实的泥状填料在转动轴的搅动下会发热而产生一定的压力，内、外挡料动环起到迷宫密封的效果。由于泥状填料较粘稠，如果密封介质的压力不是太高，根据轴的径向跳动量来确定内、外挡料动环径向尺寸和其轴向安装间隙，整个密封效果良好，可以做到基本无泄漏。

所述复合动密封结构在刚开始投用时，如果泥状填料充得过实，则因发热而使填料产生较高的压力，这可能会在外挡料动环处产生填料渗出现象，这属正常现象，当填料流失一定量后，填料内的压力就会降低，降到某一值时，内、外挡料动环产生的迷宫效果达到最佳状态，此时密封会处于无泄漏状态。只要运行条件无明显变化，无泄漏状态能长久保持。如果运行条件发生较大变化，密封可能会产生填料泄漏或伴有少量介质泄漏，此时通过及时补充泥状填料，让密封重新建立平衡，可以再次达到良好的密封效果。

本实用新型利用泥状填料、挡料动环、O型密封圈和填料支架组成一种能适用恶劣环境下的集装式复合动密封结构，特别是一种适合于转动轴有较大径向跳动(或振动)场合下使用的复合动密封结构，能达到较为理想的密封效果，基本做到零泄漏。能广泛应用于石油、化工、制药、食品加工等领域中转动设备（机、泵类、减速机及搅拌器）的轴封；通过选择适用于相应介质的泥状填料，被密封介质可以是单一的气体、液体，也可以是气、液、固混合物，可以是有机物，也可以是无机物。本实用新型几乎能适用于所有的中、低压（包括真空条件下）和中、低温介质，中低线速度转轴的动密封场合，尤其适用于转动轴具有较大径向跳动（0.5－4mm）的动密封场合，且安装、维护简单，对轴不产生磨损，使用寿命长。当介质压力较高（＞１.0Mpa）或温度较高（＞120℃）时，泥状填料易泄漏，需经常补充填料（漏出的泥状填料可回收利用），压力较高的场合，若空间允许，还可以采用该结构的多级密封。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。本实用新型的范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求的范围加以限定。

附图说明

图1 为本实用新型的复合动密封结构的结构示意图；

图2 为图1的局部放大图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种集装式复合动密封结构，复合密封的内件组装在密封壳体1内，壳体材质根据介质特性可选用碳钢或其它材料，将其与所需密封的机体相连并套在转动轴8上。在密封壳体1内安装密封内件，包括填料支架4、泥状填料3、内挡料动环2、外挡料动环5和O型密封圈等。填料支架4为通过螺纹或焊接两根或两根以上的支撑杆11连成一体的支架内环41和支架外环42，两环之间保持一定距离，以确保泥状填料3有合适的轴向填充空间，两个环的外径略小于密封壳体1的内径，便于安装，两个环的内径与转动轴8的外径间留有适量的间隙，这一间隙要略大于轴的最大径向跳动量，以确保轴转动时不碰擦环的内孔；支架外环42在外径表面开有一个凹槽，槽内安装合适的第一O型密封圈10，以密封泥状填料；支架内环41和支架外环42的轴向外侧分别开设凹孔，内、外挡料动环2、5分别安装在凹孔内，环上的两个凹孔的内径与内、外挡料动环2、5的外径间要留有一定的间隙，这一间隙可保证挡料动环2、5随轴运转产生径向跳动时不碰擦凹孔的内表面。内、外挡料动环2、5可选用带自润滑的填充工程塑料制作，在结构尺寸设计时，在轴向上，内挡料动环2与密封壳体1或支架内环41之间，外挡料动环5与密封压盖6或支架外环42间留有轴向间隙，这一间隙能确保当轴有摆动时不使内、外挡料动环2、5在轴向上前后同时与密封壳体1、密封压盖6或填料支架4碰擦；内、外挡料动环2、5的内孔分别开设一个凹槽，槽内安装合适直径的第二、第三O型密封圈6、7，使内、外挡料动环能2、5跟随轴8转动。填料支架4、密封壳体1与转动轴8形成的空间内充填相应密封介质的泥状填料3，在组装时可先手工基本充实，密封结构安装好后，投用之前再通过密封壳体1上的泥状填料加注孔12利用注射器进一步充实泥状填料。6为密封压盖，密封内件组装到位后，通过螺栓连接，将密封压盖6与密封壳体1连接并压紧内件。

上述复合动密封结构在申请人的PE装置的2台混炼机的4根螺杆轴和1台干燥机尾部蒸汽进气轴上成功应用，其中螺杆轴的直径Φ300mm，转速298rpm，径向跳动1.5mm，介质为PE粉末+N₂+少量有机气体，压力0.01—0.02Mpa,温度约100℃；蒸汽进气轴的直径Φ260mm，转速2rpm，径向跳动2－4mm，介质为PE粉末+N₂+有机气体，压力0.015—0.025Mpa,温度约110℃。上述应用密封效果为无泄漏，基本不用补充泥状填料，很少需要维护。O型密封圈长时间使用会产生老化，除挡料动环在轴向会产生磨擦外，其余组件不会产生磨损；在被密封介质压力较低的场合，挡料动环所受轴向力较小，磨损较轻，预计寿命能超过5年。若选择抗老化性能好的O型密封圈及自润滑性能高且耐磨性好的材料作内、外挡料环，则密封的使用寿命会更长。

Claims

1.一种集装式复合动密封结构，包括转动轴（8）上的密封壳体（1），其特征在于：所述的密封壳体（1）内包括填料支架（4）和泥状填料（3），填料支架（4）包括轴向距离固定的支架内环（41）和支架外环（42），泥状填料（3）填充在填料支架（4）、密封壳体（1）与转动轴（8）形成的空间内；支架外环（42）在外径表面开有一个凹槽，凹槽内安装第一O型密封圈（10）；在支架内环（41）和支架外环（42）的轴向外侧分别开设凹孔，内挡料动环（2）、外挡料动环（5）分别位于凹孔内，内、外挡料动环（2、5）的内孔表面分别开设一个凹槽，凹槽内分别安装第二O型密封圈（6）和第三O型密封圈（7）；上述密封内件组装后，将密封压盖（6）与密封壳体（1）连接。

2.根据权利要求1所述的复合动密封结构，其特征在于：所述的支架内环（41）和支架外环（42）通过螺纹或焊接两根或两根以上的支撑杆（11）连成一体。

3.根据权利要求1所述的复合动密封结构，其特征在于：所述支架内环（41）和支架外环（42）的外径略小于密封壳体（1）的内径，内径与转动轴（8）的外径间留有适量的间隙，这一间隙略大于轴的最大径向跳动量。

4.根据权利要求1所述的复合动密封结构，其特征在于：所述的支架内环（41）和支架外环（42）上凹孔的内径与内、外挡料动环（2、5）的外径间留有间隙，同时内、外挡料动环（2、5）在轴向与密封壳体（1）、密封压盖（6）或填料支架（4）间留有轴向间隙。

5.根据权利要求1所述的复合动密封结构，其特征在于：密封压盖（6）通过螺栓与密封壳体（1）连接。

6.根据权利要求1所述的复合动密封结构，其特征在于：所述的密封壳体（1）的材质为碳钢。

7.根据权利要求1所述的复合动密封结构，其特征在于：所述的内、外挡料动环（2、5）由带自润滑的填充工程塑料制作。

8.根据权利要求1所述的复合动密封结构，其特征在于：所述的密封壳体（1）上开设泥状填料加注孔（12）。