CN213236073U - 一种拔叉式高压机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种拔叉式高压机械密封装置，包括套设在旋转机械表面的静环和波纹管，在所述静环上设置有O形圈，且所述静环与旋转机械无固定连接，所述波纹管两端均套设有传动套，所述传动套将波纹管固定在旋转机械表面且跟随旋转机械转动，在所述波纹管与所述静环接触的一端设置有与所述静环贴合接触的动环，在每个所述传动套上均设有环形凹槽，且在两个所述传动套内的环形凹槽内设置有相互交错的拔叉薄片，在位于两个相互交错的所述拔叉薄片之间的波纹管表面套设有弹簧；本实用新型通过以传动套为结构支撑框架组成的一体式密封装置，不仅装配方便，而且提高了密封装置的耐压性能。

Description

一种拔叉式高压机械密封装置

技术领域

本实用新型涉及机械密封装置领域，具体为一种拔叉式高压机械密封装置。

背景技术

机械密封也叫端面密封，是一种旋转机械的轴封装置，比如离心泵、离心机、压缩机等设备。由于传动轴贯穿在设备内外，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外渗漏，机械密封的两个主要密封元件置于垂直于轴线的端面上，流体介质就不会通过间隙向外渗漏，密封元件反而在流体介质的压力以及弹性元件的作用下，保持相互紧密贴合并相对运动从而达到轴向密封的目的。

旋转机械在高压运行环境中，内部流体介质压力较高，传统分散式机械密封耐压相对较低容易过早失效。大部分传统机械密封在设计上仅依靠端面摩擦带动波纹套管高速旋转，波纹套管易撕裂破损，导致机械密封快速失效。机械密封过早失效会影响旋转设备的安全稳定运行，严重时会导致安全生产事故。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种拔叉式高压机械密封装置，通过以传动套为结构支撑框架组成的一体式密封装置，不仅装配方便，而且提高了密封装置的耐压性能，能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种拔叉式高压机械密封装置，包括套设在旋转机械表面的静环和波纹管，在所述静环上设置有O形圈，且所述静环与旋转机械无固定连接，所述波纹管两端均套设有传动套，所述传动套将波纹管固定在旋转机械表面且跟随旋转机械转动，在所述波纹管与所述静环接触的一端设置有与所述静环贴合接触的动环；

在每个所述传动套上均设有环形凹槽，且在两个所述传动套内的环形凹槽内设置有相互交错的拔叉薄片，在位于两个相互交错的所述拔叉薄片之间的波纹管表面套设有弹簧。

进一步地，所述动环、拔叉薄片和弹簧均套设在所述波纹管上，所述波纹管通过传动套的固定形成一体化结构。

进一步地，所述波纹管的另一端安装有挡垫，且所述挡垫套设在旋转机械上与所述波纹管同步转动。

进一步地，所述弹簧受到外力作用后压缩使得两个所述拔叉薄片在随着波纹管的压缩而相互填充，当所述弹簧失去外力恢复呈原状后，所述拔叉薄片随弹簧还原到交错状态。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过将动环、弹簧、传动套、波纹管以及拔叉薄片组成以传动套为结构支撑框架的一体式结构，弹簧在受到外力后产生一定的压缩量，位于传动套两端交错排列的拔叉薄片在波纹管的表面相互填充，通过拨叉薄片的相互填充产生的作用力与端面摩擦力产生双作用传递扭矩带动波纹管旋转，解决了传统机械密封耐压不足，波纹套管易撕裂破损导致的机械密封过早失效的问题，提升了机械密封密封性能，弹簧在失去外力后恢复成原状态，拔叉薄片随弹簧还原到交错状态。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的整体剖面结构示意图；

图3为本实用新型的整体结构的爆炸示意图。

图中标号：

1-静环；2-O形圈；3-动环；4-弹簧；5-传动套；6-波纹管；7-挡垫；8-拔叉薄片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种拔叉式高压机械密封装置，包括套设在旋转机械表面的静环1和波纹管6，关于波纹管6和静环1的设置方式需要进一步说明：

静环1通过外设结构固定，并且套设在旋转机械上，所述静环1与旋转机械无固定连接，在所述静环1上设置有O形圈2，O形圈2安装在静环1的外圈起到辅助密封的作用，以提高静环1的固定稳定性，增强密封装置的密闭性，旋转机械能够在静环1内自由转动，而波纹管6则是固定在旋转机械上，跟随着旋转机械一起转动。

具体的，所述波纹管6两端均套设有传动套5，所述传动套5将波纹管6固定在旋转机械表面且跟随旋转机械转动，在所述波纹管6与所述静环1接触的一端设置有与所述静环1贴合接触的动环3。

在执行机械密封时，通过静环1和动环3直接接触的贴合关系来实现密封，从而防止沿着旋转机械的转动面产生漏液等现象。所述静环1和动环3形成的密封端面依靠弹簧4等弹性元件对静环1、动环3端面的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的目的。

在每个所述传动套5上均设有环形凹槽，且在两个所述传动套5内的环形凹槽内设置有相互交错的拔叉薄片8，在位于两个相互交错的所述拔叉薄片8之间的波纹管6表面套设有弹簧4。

其中，所述动环3、拔叉薄片8和弹簧4均套设在所述波纹管6上，所述波纹管6通过传动套5的固定形成一体化结构。为了实现对波纹管6的固定和限位，在所述波纹管6的另一端安装有挡垫7，且所述挡垫7套设在旋转机械上与所述波纹管6同步转动。

工作时，在传动套5的作用下各个部件随着旋转轴同步转动，不仅装配方便，而且提升了密封装置的耐压性能，将耐压由原来的0.35Mpa提高到2.5Mpa。

所述弹簧4受到外力作用后压缩使得两个所述拔叉薄片8在随着波纹管6的压缩而相互填充，依靠交错排列的拔叉薄片8形成扭矩力提高端面的密封能力，当所述弹簧4失去外力恢复呈原状后，所述拔叉薄片8随弹簧4还原到交错状态。有效解决现有技术的密封装置上的波纹套管易撕裂破损导致的机械密封过早失效的问题。

需要补充说明的是，本实用新型的密封装置可用于潜油电泵保护器传动轴上。超深稠油(地下粘度大于50Pa·s的原油)中的沥青质、胶质含量较高，粘度大流动性差，在利用潜油电泵机组举升开采过程中经常因高压掺稀工况引起保护器内外压差大，容易导致机械密封快速失效，同时在举升稠油过程中，保护器传递扭矩大，机械密封的静环、动环端面密封摩擦阻力大，仅靠端面摩擦带动波纹套管高速旋转，波纹套管易撕裂破损，造成保护器过早失效。

由于机械密封是保护器内部重要的密封部件，它的快速失效导致保护器在短时间内失去密封作用，井液进入潜油电机，最终发生潜油电机无绝缘、烧毁等故障，从而引起潜油电泵机组停机躺井，带来巨大的经济损失，造成稠油开采成本居高不下。

在稠油开采的实施例中：

将静环1固定在保护器接头体凹槽内，装有静环1的接头体安装到位后，依靠轴上卡簧与挡垫7的配合，弹簧4产生一定的压缩量，传动套5上的交错拔叉薄片8相互填充，静环1、动环3端面紧密贴合，依靠弹性元件对静环1、动环3端面密封产生预紧，在超深稠油井中运转时保护器内部电机油压力与弹性元件压力的相互压紧从而保证静环1、动环3密封端面始终紧密贴合。

传动套5采用拨叉式，利用拔叉薄片8的相互交叉以及静环1和动环3之间端面的摩擦力产生的双作用力传递扭矩带动波纹管6旋转，解决了稠油井内阻力大、单靠端面摩擦带动波纹套管高速旋转容易造成波纹管易撕裂破损的问题，能够提升超深稠油井潜油电泵保护器的机械密封性能，延长保护器的使用寿命，从而提高潜油电泵机组的检泵周期，保障潜油电泵机组正常运行，更好地适应超深稠油井的开采。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种拔叉式高压机械密封装置，其特征在于，包括套设在旋转机械表面的静环(1)和波纹管(6)，在所述静环(1)上设置有O形圈(2)，且所述静环(1)与旋转机械无固定连接，所述波纹管(6)两端均套设有传动套(5)，所述传动套(5)将波纹管(6)固定在旋转机械表面且跟随旋转机械转动，在所述波纹管(6)与所述静环(1)接触的一端设置有与所述静环(1)贴合接触的动环(3)；

在每个所述传动套(5)上均设有环形凹槽，且在两个所述传动套(5)内的环形凹槽内设置有相互交错的拔叉薄片(8)，在位于两个相互交错的所述拔叉薄片(8)之间的波纹管(6)表面套设有弹簧(4)。

2.根据权利要求1所述的一种拔叉式高压机械密封装置，其特征在于，所述动环(3)、拔叉薄片(8)和弹簧(4)均套设在所述波纹管(6)上，所述波纹管(6)通过传动套(5)的固定形成一体化结构。

3.根据权利要求1所述的一种拔叉式高压机械密封装置，其特征在于，所述波纹管(6)的另一端安装有挡垫(7)，且所述挡垫(7)套设在旋转机械上与所述波纹管(6)同步转动。

4.根据权利要求1所述的一种拔叉式高压机械密封装置，其特征在于，所述弹簧(4)受到外力作用后压缩使得两个所述拔叉薄片(8)在随着波纹管(6)的压缩而相互填充，当所述弹簧(4)失去外力恢复呈原状后，所述拔叉薄片(8)随弹簧(4)还原到交错状态。

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