CN207648141U - 集装式机械密封 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集装式机械密封，所述机械密封包括弹簧底座(3)、弹簧底座紧定螺栓（4）以及套在弹簧底座(3)上的动环组件和静环组件，弹簧底座紧定螺栓（4）作用是将弹簧底座固定在转动轴上，所述静环组件包括静环底座(2)和静环密封（11），静环底座（2）通过一圈法兰螺栓固定在壳体上，静环密封（11）固定在静环底座上，所述弹簧底座(3)外周壁上设有刻度(6)，所述静环底座（2）法兰处设置了标尺（5），标尺（5）和刻度（6）位置对应。该方案首先是定量的检测出动环底座移动的距离，然后通过调整静环的位置，补偿动环底座移动的距离，恢复机封原来的状态。

Description

集装式机械密封

技术领域

本实用新型涉及一种机械密封，具体涉及集装式机械密封，用在水淬槽和辊轴之间的集装式机械密封，属于密封结构部件技术领域。

背景技术

冷轧厂连续退火机组在退火炉的出口都设置了水淬槽，目的是快速冷却带钢。水淬槽的结构一般是一个大的槽体内盛满水，槽中有一个辊子，带钢通过该辊子转向完成进出水淬槽的动作。为了解决辊子出轴处漏水，在该处布置了集装式机械密封。

现有的集装式机封包括静环组件、动环组件和弹簧底座组成，其中弹簧底座上设置了紧定螺栓，弹簧底座和静环底座之间设置了定位片。集装式机封在出厂前动环和静环已调整好，弹簧的压缩量调整到设计要求，使用定位片将弹簧底座卡在静环上，这样动环就压在了静环上。安装时首先安装静环的法兰螺栓，将静环固定在壳体上，再将紧定螺栓固定在轴上，拆除定位片，机封就可以投入使用了。

调整机械密封时辊子是冷态的，温度基本上就是室温，机械密封调整完成后，动环和辊子出轴固定，静环和槽体固定，动环通过机封内部的弹簧压在静环上。当辊子转动时，动环和静环有相对转动，由于动环和静环平面度非常高，并且耐磨，可以实现转动时不漏水。

当正常生产时，水淬槽内的水温上升至80℃±1℃，辊子由于受热产生一定量的热膨胀，辊子沿轴线方向可以伸长3mm-4mm，固定在辊子上的动环底座也同步的移动了3mm-4mm，导致机封内部的弹簧施加在动环上的力增加，动环和静环的压力增加，磨损加剧，寿命降低。更严重的是由于端面摩擦力矩加大，动环上的弹簧受到的压力及剪切力都加大，会发生弹簧断裂，固定弹簧的销轴断裂，动环和静环的压力减小甚至消失，动环无法压在静环上，从而导致机封失效，水淬槽漏水，机组停机。

经过中国专利检索，申请号201120420671.5《免拆可调整密封装置》，利用将静环底座设计成可轴向移动，通过旋转静环底座调整了静环位置，从而改变了动环和静环的压力，这种设计的优点在于可以快速的调整静环位置，修正动环和静环的压力，杜绝机械密封过度磨损的不良现象，但是该装置只适用于泵类设备的分体式机械密封，并且只是方便调整，没有定量的消除因工况改变造成的动环位移。另外申请号201310548680.6《端面摩擦扭矩可控的机械密封装置》，该专利主要通过设备检测出动环和静环的端面摩擦力矩，从而计算出弹簧的压紧力，使机封工作在边界摩擦状态，避免机封工作在干摩擦状态。该专利适用于实验室对集装式机封调整时参数的设定，无法消除工况的改变导致的静环位移产生的不良后果。还有申请号96231644.x、201080020474.2等都是对传统的机械密封结构作局部改动，达到方便调整和安装的目的，均没有涉及到定量的补偿静环位置由于工况产生的改变。

发明内容

本实用新型正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种集装式机械密封，该方案首先是定量的检测出动环底座移动的距离，然后通过调整静环的位置，补偿动环底座移动的距离，恢复机封原来的状态。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下，一种集装式机械密封，所述机械密封包括弹簧底座、弹簧底座紧定螺栓以及套在弹簧底座上的动环组件和静环组件，弹簧底座紧定螺栓作用是将弹簧底座固定在转动轴上，所述静环组件包括静环底座和静环密封，静环底座通过一圈法兰螺栓固定在壳体上，静环密封固定在静环底座上，所述弹簧底座外周壁上设有刻度，所述静环底座法兰处设置了标尺，标尺和刻度位置对应。

作为本实用新型的一种改进，所述动环组件包括动环底座、动环密封以及动环弹簧，所述动环密封被动环弹簧压在静环密封上。

作为本实用新型的一种改进，所述静环底座上设置有6个顶丝装置，可以在设备运转过程中动态的调整静环底座的位置，改变动环弹簧的压紧状态，从而将动环密封和静环密封之间的接触压力调整到最佳状态。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点，1）该技术方案整体结构设计紧凑、巧妙， 2）该方案中，可以检测出弹簧底座移动的距离，在静环上设置标尺，弹簧底座上设置刻度，刻度中间是“0”，单位刻度是0.5mm，正负方向均设置到4。弹簧底座上设置的刻度和6个顶丝位置对应，方便观察静环的空间位置。机封出厂前，标尺对准刻度“0”，当辊子在冷态时，可以通过标尺和刻度读出当时的位置读数，当辊子由冷态过渡到热态后，再次通过标尺和刻度读出第二个位置读数，两次位置读数的差值就是辊子沿轴线伸长量，这里要注意判断动环底座移动的方向，如果第二次读数是正值，说明动环底座朝静环底座的方向移动了，如果读数是负值，说明动环底座朝反方向移动了，这是下一步调整的依据；3）该方案可以在辊子运转过程中调整静环底座的位置，静环底座的安装法兰均匀布置了6个安装螺栓，同时均匀布置了6个顶丝，安装螺栓将静环固定在槽体上，螺栓孔是光孔，顶丝作用是将静环安装法兰顶出，螺栓孔是螺纹孔。通过调整静环的位置，补偿辊子沿轴线方向的伸长，使机封在热态时动环和静环的压力与机封在冷态时的压力基本一致，从而有效解决辊子受热伸长后，导致动环位置改变的问题。

附图说明

图1是本专利机封的剖面结构示意图；

图2是机封刻度和标尺的局部详图；

图3是静环安装法兰正视图；

图中：1、动环底座，2、静环底座，3、弹簧底座，4、弹簧底座紧定螺栓,5、标尺，6、刻度，7、静环法兰安装螺栓，8、顶丝装置，9、动环弹簧，10、动环密封，11、静环密封。

具体实施方式：

为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图对本实用新型做详细的说明。

实施例1：参见图1-图3，一种集装式机械密封，所述机械密封包括弹簧底座3、弹簧底座紧定螺栓4以及套在弹簧底座3上的动环组件和静环组件，弹簧底座紧定螺栓4作用是将弹簧底座固定在转动轴上，所述静环组件包括静环底座2和静环密封11，静环底座2通过一圈法兰螺栓固定在壳体上，静环密封11固定在静环底座上，所述动环组件包括动环底座1、动环密封10以及动环弹簧9，所述动环密封10被动环弹簧9压在静环密封11上，所述静环底座2上设置有6个顶丝装置，可以在设备运转过程中动态的调整静环底座2的位置，改变动环弹簧9的压紧状态，从而将动环密封10和静环密封11之间的接触压力调整到最佳状态。弹簧底座3上设置了6处刻度，位置对应6个顶丝装置8的位置，静环底座2上设置了6处标尺，同样对应6个顶丝8的位置，每一个对应的标尺和刻度可以定量的反映出该处静环底座2移动的距离，这样便于观察，也避免了单侧调整量过大导致静环局部受力过大而损坏。静环底座2的安装法兰上均匀的布置了6个顶丝装置，顶丝8选用M12×20的螺栓，头部加工120°尖角，起到减小摩擦力的作用；静环底座2的安装法兰上相应的顶丝孔是M12的螺纹孔，当顶丝头部顶住水淬槽槽体后，再转动顶丝，就会将静环底座2的安装法兰向外顶出，因此均匀的转动6个顶丝就可以将静环底座2的安装法兰微量的脱离槽体，并且静环底座2的安装法兰和槽体仍然保持平行，在这种状态下静环密封11和动环密封10受力均匀，不至于在调整过程中由于单侧调整量过大损坏静环密封11。调整方法：将静环法兰安装螺栓7松1/4圈，按十字交叉的顺序转动顶丝8，将静环缓慢顶出，观察刻度和标尺，防止静环被顶斜。调整的要求是少量多次的顶出静环，这样重复操作几次，直到静环顶出的距离和测量到的动环底座移动的距离一致时，停止调整，这时机封动环和静环的压力和冷态时基本一致，因此弹簧不会因为受力变大而出现断裂。

工作原理：参见图1-图3，集装式机封在出厂前已经调整好动环和静环的压力，正常情况下，动环和静环工作在边界摩擦状态。但是冷轧厂连退机组水淬槽水温设置在80℃±1℃,这就导致我们在室温下安装了机封，而开机后机封的环境温度上升到80℃，沉没辊不可避免的伸长了3mm-4mm，动环是安装在辊子上的，因此动环底座同步的移动了相同的距离，弹簧进一步受压，这就改变了机封出厂前调定的弹簧压力，动环和静环的压力变大了，这种状态下工作的机封寿命很短。为了恢复出厂前动环和静环的压力，对静环的安装螺栓做了改进。定性的调整静环位置可以暂时缓解动环和静环压力过大的弊端，但是调整量过大或过小一样会有不良后果，调整量过大，动环和静环压力小于出厂值，机封工作在流体摩擦状态，水淬槽中的细小颗粒容易进入机封工作面，加剧磨损，缩短寿命；调整量过小，动环和静环压力还是大于出厂值，没有真正达到效果。为了定量调整，在机封的动环和静环上设置了刻度和标尺；图3静环的安装法兰中，可以看到静环法兰安装螺栓7和顶丝装置8，静环法兰的螺栓孔是光孔，顶丝的螺栓孔是螺纹孔，12个螺栓孔均布。

当连退机组开机后，由于水淬槽水温升高，辊子开始受热膨胀，辊子伸长带动了动环底座的移动，可以从标尺对应的刻度直接读出移动距离，当读数达到1mm时，实施第一次调整。将每个静环安装螺栓松1/4圈，此时静环不会移动，因为静环和槽体有“O”型密封圈，静摩擦力较大。但是转动顶丝后，可以克服该摩擦力，将静环顶出，顶出静环过程中必须注意要十字交叉的转动顶丝，每次转动顶丝的量要小，并且每个顶丝转动的量要一致，保证在顶出静环的过程中静环的偏斜要小。

重复以上过程，直到标尺对准刻度“0”。

随后水温继续升高，读数还会变化，仍然按照上述操作方法，保证读数是“0”。

当水温稳定在80℃左右时，基本读数没有明显变化，可以停止调整，此时的机封动环和静环的压力恢复到了出厂前设定的值。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。

Claims (4)

1. 一种集装式机械密封，其特征在于，所述机械密封包括弹簧底座(3)、弹簧底座紧定螺栓（4）以及套在弹簧底座(3)上的动环组件和静环组件，弹簧底座紧定螺栓（4）作用是将弹簧底座固定在转动轴上，所述静环组件包括静环底座(2)和静环密封（11），静环底座（2）通过一圈法兰螺栓固定在壳体上，静环密封（11）固定在静环底座上，所述弹簧底座(3) 外周壁上设有刻度(6)，所述静环底座（2）法兰处设置了标尺（5），标尺（5）和刻度（6）位置对应。

2.根据权利要求1所述的集装式机械密封，其特征在于，所述动环组件包括动环底座(1)、动环密封（10）以及动环弹簧（9），所述动环密封（10）被动环弹簧（9）压在静环密封（11）上。

3.根据权利要求2所述的集装式机械密封，其特征在于，所述静环底座（2）上设置有6个顶丝装置，在设备运转过程中动态的调整静环底座（2）的位置，改变动环弹簧（9）的压紧状态，将动环密封（10）和静环密封（11）之间的接触压力调整到最佳状态。

4.根据权利要求3所述的集装式机械密封，其特征在于，所述顶丝装置（8）选用M12×20的螺栓，头部加工120°尖角，起到减小摩擦力的作用。