CN204187008U - 用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及深冷低温泵机械密封领域，尤其是一种用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种维修成本较低的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，包括旋转环、静环座、波纹管组件，所述波纹管组件由固定环、波纹管、波纹管环座、密封环顺序焊接而成一体，所述旋转环与波纹管组件之间设置有中间环件，所述中间环件外表面上设置有贯通凹槽，所述静环座上有固定的导向套件，所述导向套件上设置有与贯通凹槽相匹配的凸台,导向套件中有浮动中间环件。采用本实用新型带来的效果是维修时只更换中间环件和重研波纹管组件、旋转环,其换件材料费仅为原成套更换机封价格的五分之一左右，维修成本较低。

Description

用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置

技术领域

本实用新型涉及深冷低温泵机械密封领域，尤其是一种用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置。

背景技术

深冷低温泵是输送液化石油天然气、液态烃以及液态氧、液态氮的特殊深冷泵。随着能源产业和石化工业的迅速发展，低温液体在各种化学过程和工艺过程中获得广泛应用。深冷低温泵作为流程装置的关键设备，我们过去全部依靠进口。近年来，国内开始有企业涉足深冷低温泵的开发，其中关键部件：焊接金属波纹管机械密封绝大多数是法国、美国提供的。

除近年国外发展的价格昂贵的低温泵用干气密封，配置有辅助系统外，低温泵绝大多数仍然采用接触式机械密封。由于介质是较为特殊的极低温流体，无法采用任何冲洗、缓冲、封堵的化工泵常用冲洗方案。相当多的低温泵都是断续工作的，绝大多数外国公司提供的深冷低温泵机械密封的工作寿命均为≤2000小时。常用泵轴径1″（25.4mm）的机械密封价格在RMB5000以上，因密封面磨损不具修复的可能，加上停车更换时的对生产的影响和人工成本等综合考量，其使用成本十分的高。所以改变低温泵用金属波纹管机械密封结构，降低其使用机械密封的维修成本和使用成本是十分重要的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种维修成本较低的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，包括旋转环、静环座、波纹管组件，所述波纹管组件由固定环、波纹管、波纹管环座、密封环顺序焊接而成一体，所述固定环焊接在静环座内，所述旋转环与波纹管组件之间设置有中间环件，所述中间环件的两个端面分别与波纹管组件端面、旋转环的端面贴合，接触面形成密封端面。所述中间环件外表面上设置有贯通凹槽，所述静环座上固定连接有导向套件，所述导向套件上设置有与贯通凹槽相匹配的传递力矩并防转凸台，所述导向套件内置可浮动中间环件。

    进一步的是，所述旋转环、导向套件、静环座、波纹管组件的材质均为不锈钢，所述中间环件的材质为低温碳石墨。

    进一步的是，所述导向套件有定位台阶与静环座同轴，连接方式为螺栓连接。

    进一步的是，所述导向套件通过4个均布的螺栓与静环座连接。

进一步的是，所述静环座尾端面加工成50℃斜面，所述斜面上设置有橡胶“O”圈。

    进一步的是，所述静环座的内孔内设置锡青铜套。

进一步的是，所述波纹管组件与中间环件之间设置有同轴锡青铜套，同轴锡青铜套外圆间隙配合波纹管组件与中间环件密封环的内径。

进一步的是，所述凸台为R2凸台，所述贯通凹槽为R2.5槽。

进一步的是，所述凸台与贯通凹槽均为4个且相互对称分布。

本实用新型的有益效果是：采用本实用新型的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，因波纹管组件密封面与中间环密封面相对静止，不产生摩损，维修时只需要更换中间环件和重研波纹管组件、旋转环,装配简单，可靠，降低了对维修人员的技术要求。因为留存了波纹管组件和旋转环，其换件材料费仅为原成套更换机封价格的五分之一左右，维修成本较低，其经济效益、社会效益都是可观的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，

图2是图1中A-A剖面的结构示意图。

图中所示：1-旋转环，2-中间环件，21-贯通凹槽，3-导向套件，31-凸台，4-静环座，5-波纹管组件，6-锡青铜套，7-橡胶“O”圈，8-同轴锡青铜套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、2所示，本实用新型的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，包括旋转环1、静环座4、波纹管组件5，所述波纹管组件5由固定环、波纹管、波纹管环座、密封环顺序焊接而成一体，所述固定环焊接在静环座4内，所述旋转环1与波纹管组件5之间设置有中间环件2，所述中间环件2的两个端面分别与旋转环1、波纹管组件5的端面贴合，接触面形成密封端面。所述中间环件2外表面上设置有贯通凹槽21，所述静环座4上固定连接有同轴导向套件3，所述导向套件3上设置有与贯通凹槽21相匹配的凸台31，所述导向套件3内置浮动可轴向位移中间环件2。在该装置安装时，静环座4螺纹（其螺纹旋向由泵轴转向决定）连接在低温泵大气侧压盖上，端面与中间环端面贴合形成密封端面；旋转环1压紧在泵轴台阶端面与轴同步转动，并与中间环件2的端面贴合，形成另一密封端面。机械密封工作时的闭合力，由波纹管压缩获得并传递至两组密封面上；贯通凹槽21与凸台31间隙配合，浮动且同步。

从图1、图2上可以看出波纹管组件5上的端面与中间环件2端面贴合并相对静止，中间环件2上贯通凹槽21与导向套件3上的凸台31是浮动配合的，所以机械密封工作时中间环件2上承受的扭矩就通过凸台31与凹槽的配合传递给导向套件3，导向套件3又与静环座4固定连接，静环座4承受机械密封工作时的扭矩。波纹管组件5上的波纹管不承受机械密封工作时的扭矩，只承担机械密封工作压力值的静压。同时，波纹管组件5与中间环件2相对静止，密封面贴合形成静密封，不会发生密封面磨损。从而使成套机械密封中价值最高的波纹管组件5保持完好。在维修时只需要更换中间环件2和重研波纹管组件5、旋转环1。装配简单，可靠，降低了对维修人员的技术要求。因为留存了波纹管组件5和旋转环1，其换件材料费仅为原成套更换机封价格的五分之一左右，所以该装置的维修成本是较低的。

该装置中大多数结构为金属材料，作为优选的实施方式，所述旋转环1、导向套件3、静环座4、波纹管组件5的材质均为不锈钢，所述中间环件2的材质为低温碳石墨。不锈钢有耐腐蚀、耐低温、耐高温、较高强度等特点，上述选用材质均可胜任在-196℃极低温度下工作，且使用寿命较长，进一步降低了维修成本。因中间环件2充当中间环节，碳石墨又有良好的自润滑性能，摩擦系数低、耐腐蚀性良好、导热性好、线膨胀系数低、组对性能及耐温性能好等优点，提供了波纹管组件5与旋转环1的完好可靠保证。

导向套件3与静环座4的连接方式有螺纹或螺栓连接等，作为优选的实施方式，所述导向套件3与静环座4的连接方式为螺栓连接。这样导向套件3在静环座4上安装方便、简单，在维修时，如只更换中间环件2，无需取下导向套件3，直接更换中间环件2，简单、快捷；如维修时需研磨波纹管组件5密封面时，取下导向套件3，研磨后，重新用螺栓将导向套件3与静环座4连接即可。

    确保导向套件3的稳定性，如图2所示，作为优选的实施方式，所述导向套件3与静环座4有径向定位台阶通过4个均布的螺栓与静环座4连接。这样即确保了导向套件3与静环座4的同轴度和安装、拆卸准确、简单、快捷。

    一种优选的实施方式，如图1所示,所述静环座（4）尾端面加工成50℃斜面，所述斜面上设置有橡胶“O”圈7。该装置在工作时，静环座4与低温泵大气侧压盖的螺纹间隙会泄漏少量低温液化流体，因环境温度升高呈汽化，其相变时体积膨胀产生压力推动橡胶“O”圈7在楔形空间形成静环的密封。

一种优选的实施方式，所述静环座4的内孔内设置锡青铜套6。锡青铜套6安装在静环座4内，锡青铜套6与波纹管组件5接触的部分是通过过渡配合压入波纹管组件5内孔内，该装置在工作时，锡青铜套6起热传递、热平衡、静环径向辅助支承作用。

    为了确保波纹管组件5与中间环件2的同轴度，如图1所示，作为优选的实施方式，所述波纹管组件5与中间环件2之间设置有同轴锡青铜套8，同轴锡青铜套8的外圆与波纹管组件5和中间环件2密封面的内径为间隙配合。如图所示，同轴锡青铜套8可限位波纹管组件5与中间环件2的密封面径向跳动，保证了波纹管组件5和中间环件2的密封面同轴度。

为了让波纹管6的扭矩传递效果更好。因此，如图2所示，作为优选的实施方式，所述凸台31为R2凸台，所述贯通凹槽21为R2.5槽。这样凸台31与贯通凹槽21均为R型，凸台31与凹槽的配合较好，使得扭矩的转递效果较好。

进一步加强扭矩的传递效果，如图2，作为优先的实施方式，所述凸台31与贯通凹槽21均为4个且相互对称分布。这样设置分布合理，且传递效果较佳。

Claims (9)

1.用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，包括旋转环（1）、静环座（4）、波纹管组件（5），所述波纹管组件（5）由固定环、波纹管、波纹管环座、密封环顺序焊接而成一体，所述固定环焊接在静环座（4）内，其特征在于：所述旋转环（1）与波纹管组件（5）之间设置有中间环件（2），所述中间环件（2）的两个端面分别与旋转环（1）、波纹管组件（5）的端面贴合，接触面形成密封端面，所述中间环件（2）外表面上设置有贯通凹槽（21），所述静环座（4）上固定有与其同轴的导向套件（3），所述导向套件（3）上设置有与贯通凹槽（21）相匹配的凸台（31）,所述导向套件（3）内置可浮动中间环件（2）。

2.如权利要求1所述的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，其特征在于：所述旋转环（1）、导向套件（3）、静环座（4）、波纹管组件（5）的材质均为不锈钢，所述中间环件（2）的材质为低温碳石墨。

3.如权利要求1或2所述的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，其特征在于：所述导向套件（3）与静环座（4）的连接方式为螺栓连接。

4.如权利要求3所述的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，其特征在于：所述导向套件（3）通过4个均布的螺栓与静环座（4）连接。

5.如权利要求4所述的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，其特征在于：所述静环座（4）尾端面加工成50℃斜面，所述斜面上设置有橡胶“O”圈（7）。

6.如权利要求5所述的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，其特征在于：所述静环座（4）的内孔内压置入锡青铜套（6）。

7.如权利要求6所述的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，其特征在于：所述波纹管组件（5）与中间环件（2）之间设置有同轴锡青铜套（8），同轴锡青铜套（8）外表面与波纹管组件（5）和中间环件（2）的密封面内径间隙配合。

8.如权利要求6或7所述的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，其特征在于：所述凸台（31）为R2凸台，所述贯通凹槽（21）为R2.5槽。

9.如权利要求8所述的用于极低温泵中间环波纹管机械密封装置，其特征在于：所述凸台（31）与贯通凹槽（21）均为4个且相互对称分布。