CN211649052U - 一种高温芳烃泵用密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高温芳烃泵用密封装置，包括位于旋转轴与密封壳体之间的一级密封和干气密封，一级密封位于密封介质侧，所述干气密封位于远离密封介质侧，所述一级密封与干气密封之间形成有密封腔，所述密封腔体上连通有进口与出口，所述进口处连通有密封气供气系统，出口处连通有密封气处理系统。泄漏至密封腔内的介质将被密封气供气系统提供的密封气的带动下进入密封气处理系统中，进而对泄漏的介质进行集中处理，使得这些泄漏的介质不会进入外界空气中，安全性能高，不易发生安全事故。

Description

一种高温芳烃泵用密封装置

技术领域

本实用新型涉及密封装置的技术领域，尤其是涉及一种高温芳烃泵用密封装置。

背景技术

在PX项目中，高温芳烃泵密封成熟应用方案一般为串联式机械密封，内外侧密封均为波纹管或弹簧接触式机械密封，冲洗方案为API PLAN23/32+52，配置PLAN 52封油系统来保证密封的使用。在实际工业应用中，密封在正常运行时，内侧密封都会有微量泄漏产生，泄漏会进入PLAN52系统，这就造成有毒易燃的芳烃介质会从外侧机械密封端面泄漏至大气中，现场会有明显芳烃气味，不仅对大气造成污染，也会对人体造成伤害。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种高温芳烃泵用密封装置，具有能够一定程度避免介质直接泄漏到大气，安全性能高的优点。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高温芳烃泵用密封装置，包括位于旋转轴与密封壳体之间的一级密封和干气密封，所述一级密封位于密封介质侧，所述干气密封位于远离密封介质侧，所述一级密封与干气密封之间形成有密封腔，所述密封腔连通有进口与出口，所述进口处连通有密封气供气系统，所述出口处连通有密封气处理系统。

通过采用上述技术方案，通过一级密封与干气密封起到双重密封作用，使得高温芳烃不易泄漏到外界，同时，即便当一级密封发生泄漏时，这些泄漏的介质将进入密封腔中，而由于在密封腔上连通有密封气供气系统，因此泄漏至密封腔内的介质将被密封气供气系统提供的密封气的带动下进入密封气处理系统中，进而对泄漏的介质进行集中处理，使得这些泄漏的介质不会进入外界空气中，安全性能高，不易发生安全事故。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述密封气供气系统包括与进口连通的缓冲气源，所述进口与缓冲气源之间设置有调压阀和第一压力监控设备。

通过采用上述技术方案，缓冲气源可以不断向密封腔中提供缓冲气体，以确保干气密封能够正常工作，同时也能够带走泄漏至密封腔中的介质；通过调压阀能够调节缓冲气体的气压，保证干气密封能够正常运行；通过第一压力监控设备可以监测密封腔中压力的变化，方便判断密封装置的工作情况。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述密封气处理系统包括与出口通过连通管道连通的焚烧火炬，所述连通管道上设置有压力表和第二压力监控设备。

通过采用上述技术方案，通过焚烧火炬能够将泄漏至密封腔中的介质进行焚烧处理，使得泄漏的介质达到排放标准，同时，焚烧火炬是密封装置工况异常时介质泄放后达标排放的最后一道安全屏障，当介质大量泄露后通过焚烧火炬可以使得排出的气体达到排放标准，避免因介质泄露而出现安全事故，压力表与第二压力监控设备可以方便现工人观察缓冲气体的情况，方便及时发现泄露情况。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述出口处连通有冷凝液收集罐，所述冷凝液收集罐上设置有出气口与排液口，所述出气口位于冷凝液收集罐顶部，所述排液口位于冷凝液收集罐底部，所述连通管道端部连接在出气口处。

通过采用上述技术方案，通过冷凝液收集罐能够方便将泄漏至密封腔中的介质收集，缓冲气体与介质以及介质的挥发气体从泄露腔进入冷凝液收集罐，此时介质将留在冷凝液收集罐中，而缓冲气体与介质的挥发气体将通过出气口进入连通管道中并被焚烧火炬焚烧后排放，通过排液口可以将冷凝液收集罐中收集的介质进行回收。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述干气密封包括动环本体，沿着所述动环本体的外圆周面上开设有环槽，所述环槽环绕动环本体设置，且环槽与动环本体同轴设置。

通过采用上述技术方案，由于环槽的存在，会使得动环本体在外界气体压力作用下变形量更小，进而在动环本体形变时让动环本体与静环相对的端面间呈小收敛锥状，即使得动环换密封端面和静环密封端面趋于平行，此时将在动环本体与静环之间形成较为稳定的空气薄膜，且空气薄膜更加均匀，如此将使得动环本体与静环相对的端面不易发生擦伤，延长密封的使用时间。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述环槽为台阶槽。

通过采用上述技术方案，台阶槽形式的环槽更易加工，避免环槽深度较深时不好加工的情况出现。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述环槽由三个深度一致的凹槽构成。

通过采用上述技术方案，通过实际加工经验以及环槽的台阶数量不同下试验得出，当台阶槽为三个时加工更快速，且在工作时动环本体更加稳定。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述环槽最深处的轴向宽度为b1，所述动环本体包括动环密封端面，所述环槽靠近动环密封端面的内壁距离动环密封端面的距离为b2，b1与b2满足：b1=(0.6~1.2)b2。

通过采用上述技术方案，通过实践得知，当环槽最深处的轴向宽度等于环槽靠近动环密封端面的内壁距离动环密封端面的距离的0.6~1.2倍时，动环本体在工作时更加稳定，在动环本体与静环之间形成的空气薄膜更加均匀。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述环槽靠近动环密封端面的侧壁与动环密封端面平行。

通过采用上述技术方案，使得环槽在使用中应力不易在环槽边角处集中，让动环本体使用时效果更好的同时保证动环本体的强度要求。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述干气密封还包括静环组件，所述静环组件包括与动环本体配合的静环，所述静环包括静环密封端面，所述静环密封端面上开设有动压槽，所述动压槽靠近静环的外圆柱面侧贯穿静环设置，所述动压槽的根部直径为d1，动环本体的外环圆柱面直径为d4，环槽最深处径向直径为d3，d1、d3和d4满足：d3≥d1，且d3-d1≤0.2(d4-d1)。

通过采用上述技术方案，通过实践得知，当环槽最深处径向直径大于等于动压槽的根部直径，且环槽最深处径向直径与动压槽的根部直径之差小于等于动环本体外圆柱面直径与动压槽根部直径之差的0.2倍时，能够在动环本体与静环之间形成更加均匀的空气薄膜，能够让动环本体与静环相对的端面不易相互擦伤，同时能够让密封效果更佳。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

通过环槽，使得动环本体形变时让动环本体与静环相对的端面间呈小收敛锥状，即使得动环换密封端面和静环密封端面趋于平行，此时将在动环本体与静环之间形成较为稳定的空气薄膜，且空气薄膜更加均匀，如此将使得动环本体与静环相对的端面不易发生擦伤，延长密封的使用时间；

通过一级密封与干气密封起到双重密封作用，使得高温芳烃不易泄漏到外界，使得密封装置在使用中更加安全与稳定；

当一级密封发生泄漏时，泄漏的介质会被密封气的带动下进入密封气处理系统中，进而对泄漏的介质进行集中处理，使得这些泄漏的介质不会进入外界空气中，安全性能高，不易发生安全事故。

附图说明

图1是实施例一的结构示意图。

图2是实施例二的结构示意图。

图3是实施例三的密封装置的结构示意图。

图4是实施例三的结构示意图。

图中，1、动环本体；2、环槽；3、凹槽；4、动环密封端面；5、静环；6、静环密封端面；7、动压槽；8、一级密封；9、密封腔；10、进口；11、出口；12、密封气供气系统；121、缓冲气源；122、调压阀；123、第一压力监控设备；13、密封气处理系统；131、焚烧火炬；132、压力表；133、第二压力监控设备；14、冷凝液收集罐；141、出气口；142、排液口；15、连通管道；16、密封壳体；17、旋转轴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

如图1所示，一种动环，包括动环本体1，动环本体1呈圆环状，沿着动环本体1的外圆周面上开设有环槽2，环槽2环绕动环本体1设置，且环槽2与动环本体1同轴设置；环槽2为由三个凹槽3组成的台阶槽，三个凹槽3的轴向宽度依次减小，轴向宽度最小的凹槽3其槽底部的直径最小，轴向宽度最大的凹槽3其槽底部的直径最大，三个凹槽3的深度一致，即每个凹槽3的深度均为环槽2总深度的1/3。

通过设置环槽2使得动环本体1在工作中不易产生应力集中的情况，进而在动环本体1形变时让动环换密封端面和静环密封端面6趋于平行，进而在动环本体1与静环5之间形成的空气薄膜较为稳定，且空气薄膜更加均匀。

如图1所示，其中，动环本体1包括动环密封端面4，环槽2靠近动环密封端面4的侧壁与动环密封端面4平行；环槽2最深处的轴向宽度为b1，环槽2靠近动环密封端面4的内壁距离动环密封端面4的距离为b2，其中，b1与b2满足：b1=(0.6~1.2)b2；通过实践得知，当环槽2最深处的轴向宽度b1等于环槽2靠近动环密封端面4的内壁距离动环密封端面4的距离b2的0.6到1.2倍时，动环本体1在工作时更加稳定，在动环本体1与静环5之间形成的空气薄膜更加均匀。

实施例二：

如图2所示，一种干气密封，包括实施例一中的动环，还包括静环组件，静环组件包括与动环本体1配合的静环5，静环5包括静环密封端面6，工作时，静环密封端面6与动环密封端面4相互平行且正对。其中，在静环密封端面6上开设有动压槽7，动压槽7靠近静环5的外圆柱面侧贯穿静环5设置，动压槽7靠近静环5的内圆柱面侧距离静环5的内圆柱面的距离为0.4~0.8倍的静环5的外径与内径之差，定义动压槽7的根部直径为d1，动环本体1的外环圆柱面直径为d4，环槽2最深处径向直径为d3，d1、d3和d4满足：d3≥d1，且d3-d1≤0.2(d4-d1)。

通过实践得知，当环槽2最深处径向直径大于等于动压槽7的根部直径，且环槽2最深处径向直径与动压槽7的根部直径之差小于等于动环本体1外圆柱面直径与动压槽7根部直径之差的0.2倍时，能够在动环本体1与静环5之间形成更加均匀的空气薄膜，能够让动环本体1与静环5相对的端面不易相互擦伤，同时能够让密封效果更佳。

其中，干气密封还包括支撑环、弹簧、动环座和轴套等；静环5与密封壳体16连接，动环本体1经支撑环由弹簧轴向浮动支撑于动环座上，动环座由紧定螺钉与轴套传动连接，而轴套与旋转轴17传动连接，干气密封的密封工作原理与市面常见的干气密封的密封工作原理一致。

实施例三：

如图3、4所示，一种高温芳烃泵用密封装置，包括位于旋转轴17与密封壳体16之间的一级密封8，还包括实施例二中的干气密封，其中，一级密封8位于密封介质侧，干气密封位于远离密封介质侧，一级密封8与干气密封之间形成有密封腔9，密封腔9体上连通有进口10与出口11，进口10处连通有密封气供气系统12，出口11处连通有密封气处理系统13。通过一级密封8与干气密封起到双重密封作用，使得高温芳烃不易泄漏到外界，同时，即便当一级密封8发生泄漏时，这些泄漏的介质将进入密封腔9中，而由于在密封腔9上连通有密封气供气系统12，因此泄漏至密封腔9内的介质将被密封气供气系统12提供的密封气的带动下进入密封气处理系统13中，进而对泄漏的介质进行集中处理，使得这些泄漏的介质不会进入外界空气中，安全性能高，不易发生安全事故。

如图4所示，密封气供气系统12包括与进口10连通的缓冲气源121，进口10与缓冲气源121之间通过管道连通，其中，在管道上设置有调压阀122和第一压力监控设备123；缓冲气源121可以不断向密封腔9中提供缓冲气体，以确保干气密封能够正常工作，同时也能够带走泄漏至密封腔9中的介质；通过调压阀122能够调节缓冲气体的气压，保证干气密封能够正常运行；通过第一压力监控设备123可以监测密封腔9中压力的变化，方便判断密封装置的工作情况。

如图4所示，其中，在出口11处连通有冷凝液收集罐14，冷凝液收集罐14上放设置有出气口141，冷凝液收集罐14下方设置有排液口142，在出气口141处连接有连通管道15，其中密封气处理系统13包括与出口11通过连通管道15连通的焚烧火炬131，连通管道15上设置有压力表132和第二压力监控设备133。

冷凝液收集罐14能够方便将泄漏至密封腔9中的介质收集，缓冲气体与介质以及介质的挥发气体从泄露腔进入冷凝液收集罐14，此时介质将留在冷凝液收集罐14中，而缓冲气体与介质的挥发气体将通过出气口141进入连通管道15中并被焚烧火炬131焚烧后排放，通过排液口142可以将冷凝液收集罐14中收集的介质进行回收，压力表132与第二压力监控设备133可以方便现工人观察缓冲气体的情况，方便及时发现泄露情况。

其中，一级密封8为接触式机械密封，主要由旋转环、静止环、波纹管组件和静环5座等构成。静止环经波纹管组件轴向浮动支撑于静环5座上，静止环、波纹管组件整体周向固定于静环5座上，静环5座由螺钉固定于密封壳体16上；旋转环与旋转轴17传动连接，其结构为市面常见的接触式机械密封的结构。

其中，第一压力监控设备123和第二压力监控设备133结构一致均为压力变送器，压力变送器为本领域常用的装置，如北京华控兴业科技发展有限公司审查的型号为2088外壳压力变送器。

当第一级密封故障时，介质可能为流体，静环5和动环本体4的密封端面要能实现小间隙非接触式液体润滑状态非接触式运转。由此可以理解，本申请上述结构的装置，可以稳定运转在气体润滑的非接触状态和液体润滑的非接触状态，关键是确保的一级密封故障时，有效防止内部介质的泄漏。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高温芳烃泵用密封装置，包括位于旋转轴(17)与密封壳体(16)之间的一级密封(8)和干气密封，其特征在于：所述一级密封(8)位于密封介质侧，所述干气密封位于远离密封介质侧，所述一级密封(8)与干气密封之间形成有密封腔(9)，所述密封腔(9)连通有进口(10)与出口(11)，所述进口(10)处连通有密封气供气系统(12)，所述出口(11)处连通有密封气处理系统(13)。

2.根据权利要求1所述的一种高温芳烃泵用密封装置，其特征在于：所述密封气供气系统(12)包括与进口(10)连通的缓冲气源(121)，所述进口(10)与缓冲气源(121)之间设置有调压阀(122)和第一压力监控设备(123)。

3.根据权利要求1所述的一种高温芳烃泵用密封装置，其特征在于：所述密封气处理系统(13)包括与出口(11)通过连通管道(15)连通的焚烧火炬(131)，所述连通管道(15)上设置有压力表(132)和第二压力监控设备(133)。

4.根据权利要求3所述的一种高温芳烃泵用密封装置，其特征在于：所述出口(11)处连通有冷凝液收集罐(14)，所述冷凝液收集罐(14)上设置有出气口(141)与排液口(142)，所述出气口(141)位于冷凝液收集罐(14)顶部，所述排液口(142)位于冷凝液收集罐(14)底部，所述连通管道(15)端部连接在出气口(141)处。

5.根据权利要求1所述的一种高温芳烃泵用密封装置，其特征在于：所述干气密封包括动环本体(1)，沿着所述动环本体(1)的外圆周面上开设有环槽(2)，所述环槽(2)环绕动环本体(1)设置，且环槽(2)与动环本体(1)同轴设置。

6.根据权利要求5所述的一种高温芳烃泵用密封装置，其特征在于：所述环槽(2)为台阶槽。

7.根据权利要求6所述的一种高温芳烃泵用密封装置，其特征在于：所述环槽(2)由三个深度一致的凹槽(3)构成。

8.根据权利要求7所述的一种高温芳烃泵用密封装置，其特征在于：所述环槽(2)最深处的轴向宽度为b1，所述动环本体(1)包括动环密封端面(4)，所述环槽(2)靠近动环密封端面(4)的内壁距离动环密封端面(4)的距离为b2，b1与b2满足：b1=(0.6~1.2)b2。

9.根据权利要求8所述的一种高温芳烃泵用密封装置，其特征在于：所述环槽(2)靠近动环密封端面(4)的侧壁与动环密封端面(4)平行。

10.根据权利要求5所述的一种高温芳烃泵用密封装置，其特征在于：所述干气密封还包括静环组件，所述静环组件包括与动环本体(1)配合的静环(5)，所述静环(5)包括静环密封端面(6)，所述静环密封端面(6)上开设有动压槽(7)，所述动压槽(7)靠近静环(5)的外圆柱面侧贯穿静环(5)设置，所述动压槽(7)的根部直径为d1，动环本体(1)的外环圆柱面直径为d4，环槽(2)最深处径向直径为d3，d1、d3和d4满足：d3≥d1，且d3-d1≤0.2(d4-d1)。

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