CN217234399U - 一种机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械密封技术领域，公开了一种机械密封装置。该装置包括上动环、上静环、下动环、下静环和环座，上动环与上静环相配合，上动环相对于上静环转动，用以形成第一端面密封；下动环与下静环相配合，下动环相对于下静环转动，用以形成第二端面密封；环座内部设有流道，流道与第一端面密封和第二端面密封均连通，用以输送润滑介质，环座的内部设有夹套，夹套内设有冷却流道，用于循环输送冷却液。通过本实用新型，提升了机械密封装置的密封效果，尤其针对于高净无菌的发酵罐环境的密封；同时，进一步提升了密封装置中转动件的润滑效果和冷却效果；另外，使密封功能和润滑功能统一，整个装置结构更加紧凑。

Description

一种机械密封装置

技术领域

本实用新型涉及机械密封技术领域，尤其涉及一种机械密封装置。

背景技术

发酵罐在工业上主要是用于微生物的发酵，发酵罐在空消和实消的工况下，需要无菌、无污染的环境。在对发酵罐内部进行搅拌操作时，为了使罐体内部环境不受污染，需要设置密封装置。

现有的密封装置普遍采用单端面的机械密封，密封效果一般，尤其发酵罐内部微生物的发酵环境，需要高净无菌，单端面机械密封不足以满足上述需求。同时现有发酵罐设备中，密封和润滑难以统一，使密封装置需要独立的润滑系统，造成整个装置结构冗杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机械密封装置，提升密封效果，尤其满足高净无菌的发酵罐环境的密封环境；并进一步提升机械密封装置中转动件的润滑效果，使密封功能和润滑功能统一，使整个装置结构更加紧凑。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种机械密封装置，包括：

上动环和与所述上动环配合的上静环，所述上动环相对于所述上静环转动，用以形成第一端面密封；

下动环和与所述下动环配合的下静环，所述下动环相对于所述下静环转动，用以形成第二端面密封；

环座，所述环座内部设有流道，所述流道与所述第一端面密封和所述第二端面密封均连通，用以输送润滑介质；所述环座的内部设有夹套，所述夹套内设有冷却流道，用于循环输送冷却液。

作为一种机械密封装置的优选方案，所述机械密封装置还包括轴套，所述上动环、所述上静环、所述下动环、所述下静环和所述环座均套设在所述轴套上。

作为一种机械密封装置的优选方案，所述环座上设有供所述润滑介质进入所述流道的入液口和排出所述流道的排液口，所述入液口和所述排液口上均设置有卡箍。

作为一种机械密封装置的优选方案，所述轴套上套设有导流筒，所述上动环和所述上静环均套设于所述导流筒上。

作为一种机械密封装置的优选方案，所述环座与所述上静环和所述下静环之间均设有密封圈。

作为一种机械密封装置的优选方案，所述润滑介质为水蒸汽凝液。

作为一种机械密封装置的优选方案，所述上动环在远离所述上静环的端面上设有多个第一弹簧，所述第一弹簧用以使所述上动环和所述上静环的接触端面之间形成预压力。

作为一种机械密封装置的优选方案，所述下动环在远离所述下静环的端面上设有多个第二弹簧，所述第二弹簧用以使所述下动环和所述下静环的接触端面之间形成预压力。

作为一种机械密封装置的优选方案，所述上动环、所述上静环、所述下动环和所述下静环的材料为碳化硅。

有益效果：在本实用新型中，通过上动环相对于上静环转动接触，形成第一端面密封，进一步地，通过下动环相对于下静环转动接触，形成第二端面密封，通过双端面密封的形式提升整个机械密封装置的密封性；同时，通过环座内部的流道向装置内部输送润滑介质，能给上动环和下动环的转动提供有效的润滑，同时通过夹套循环输送冷却液，热量不断带走，有效控制装置的温升；另外，在装置工作时，润滑介质进入上动环与上静环之间的间隙和下动环与下静环之间的间隙，所形成的隔膜进一步保证了装置在工作时的机械密封性，使装置密封性和润滑性得到统一，使整个装置结构更加紧凑。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种机械密封装置的结构示意图；

图2是图1在A处的局部放大图；

图3是图1在B处的局部放大图。

图中：

110、上动环；120、上静环；130、第一弹簧；

210、下动环；220、下静环；230、第二弹簧；

300、环座；310、夹套；320、入液口；330、排液口；

400、轴套；

500、导流筒；

600、支架；

710、轴承；720、油封；

800、锁紧盘；

900、紧固螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

请参阅附图1，在本实施例中，机械密封装置包括上动环110、上静环120、下动环210、下静环220和环座300。上动环110、上静环120、下动环210和下静环220均为周向回转体；上动环110与上静环120配合，上动环110能相对于上静环120转动，用以形成第一端面密封；下动环210和下静环220配合，下动环210能相对于下静环220转动，用以形成第二端面密封，上动环110和下动环210上内部设有O形圈，用于提升上动环110和下动环210的密封性。环座300也为周向回转体，环座300的内部设有流道，流道与第一端面密封和第二端面密封均连通，用以输送润滑介质。

本实施例中所涉及的机械密封装置不仅适用于普通罐体环境的密封，更能有效适用于需要高净无菌环境条件的发酵罐等的密封，尤其适用于底入式搅拌器。

在本实施例中，优选地，润滑介质采用水蒸汽凝液，首先，水蒸汽凝液为纯净物，其内部除了纯水成分外，无任何杂质，尤其在发酵罐空消和实消的工况下，对超净无菌环境要求很高，采用水蒸汽凝液能做到最大程度地避免引入污染源；同时，上动环110和下动环210分别与转轴之间形成密封腔体，采用水蒸汽凝液持续的高温环境，能够对密封腔体内部进一步消毒，保持密封腔体初始环境洁净无菌；另外，采用水蒸汽直接形成的凝液从环座300进入到密封腔体内部，不需要外接强制循环系统或者热虹吸系统，能够使整个装置结构更加简单和紧凑。

在本实施例中，水蒸汽凝液通过环座300的流道进入上动环110和下动环210与转轴之间形成的密封腔体内部，持续的水蒸汽凝液不仅能够在密封腔体内部形成润滑层；同时，不断循环的水蒸汽凝液还能进一步带走转轴和上动环110之间以及转轴和下动环210之间由于相对转动产生的摩擦热，整个装置始终保持在温度工况良好的环境下持续运转，另外，在设备工作时，水蒸汽凝液进入到第一端面密封和第二端面密封，所产生了极薄的液膜也能进一步提升装置的机械密封性能。

请进一步参阅附图1，在本实施例中，环座300上设有供水蒸汽凝液进入流道的入液口320和排出流道的排液口330，入液口320和排液口330上均设置有卡箍。具体地，当装置工作时，通过入液口320将水蒸汽凝液通入至环座300的内部流道，水蒸汽凝液沿内部流道进入密封空腔内部，并从排液口330处排出，使流动过程往复循环。当装置停止工作时，通过卡箍将入液口320和排液口330封闭。

请继续参阅附图1，在本实施例中，机械密封装置还包括轴套400，轴套400也为周向回转体，且套设在转轴上，随着转轴一起转动。上动环110、上静环120、下动环210、下静环220和环座300均套设在轴套400上。将上动环110、上静环120、下动环210、下静环220和环座300等零件集成到轴套400上，使整个机械密封装置形成整体式结构，便于整体的拆卸和更换。

在本实施例中，机械密封装置还包括导流筒500，导流筒500也为周向回转体，导流筒500套设于轴套400上。导流筒500的表面做光面处理，用以提升导流筒500导流效果，上动环110和上静环120均套设于导流筒500上，通过导流筒500，水蒸汽凝液更容易沿着导流筒500的壁面稳定地进入到密封空腔和第一端面密封处，确保流动畅通。

可选地，环座300的内部还设有夹套310，夹套310也为周向回转体，具有极强的导热性，同时，夹套310内部设有冷却流道，用于循环输送冷却液。通过夹套310的设置，可以使水蒸汽凝液不参与循环导热过程，即在排液口330处使用卡箍封闭，打开入液口320使水蒸汽凝液进入密封空腔，通过冷却流道循环输送冷却液，将密封内腔内的水蒸汽凝液所吸收的摩擦热进一步导出，有效控制水蒸汽凝液的温升，满足发酵罐空消和实消工况的温度条件，并使本装置平稳工作。

请进一步参阅附图1-附图3，在本实施例中，上动环110在远离上静环120的端面上设有多个第一弹簧130，第一弹簧130沿着转轴的周向均匀分布，保证周向均匀受力，用以使上动环110和上静环120的接触端面之间形成一定预压力；同理，下动环210在远离下静环220的端面上设有多个第二弹簧230，第二弹簧230也沿着周向均匀分布，第二弹簧230用以使下动环210和下静环220的接触端面之间形成预压力。采用弹簧结构提供预压力，结构更简单，传动更稳定。

在本实施例中，优选地，上动环110、上静环120、下动环210和下静环220的材料均为碳化硅。采用碳化硅材料，导热效果好，能够迅速将热量传递出去，同时，该材料耐磨性好，零件的表面磨损小，能够满足整个机械密封装置在发酵罐空消和实消工况下稳定运行。

请继续参阅附图1，在本实施例中，通过内置轴承710，运转更稳定，在轴承710的端部设置油封720，提升轴承710的密封性。同时，通过锁紧螺栓900将本装置整体固定在支架600上，通过锁紧盘800将本装置固定在动力输出端，使整个结构紧凑且可靠。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机械密封装置，其特征在于，包括：

上动环(110)和与所述上动环(110)配合的上静环(120)，所述上动环(110)相对于所述上静环(120)转动，用以形成第一端面密封；

下动环(210)和与所述下动环(210)配合的下静环(220)，所述下动环(210)相对于所述下静环(220)转动，用以形成第二端面密封；

环座(300)，所述环座(300)内部设有流道，所述流道与所述第一端面密封和所述第二端面密封均连通，用以输送润滑介质；所述环座(300)的内部设有夹套(310)，所述夹套(310)内设有冷却流道，用于循环输送冷却液。

2.根据权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，所述机械密封装置还包括轴套(400)，所述上动环(110)、所述上静环(120)、所述下动环(210)、所述下静环(220)和所述环座(300)均套设在所述轴套(400)上。

3.根据权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，所述环座(300)上设有供所述润滑介质进入所述流道的入液口(320)和排出所述流道的排液口(330)，所述入液口(320)和所述排液口(330)上均设置有卡箍。

4.根据权利要求2所述的机械密封装置，其特征在于，所述轴套(400)上套设有导流筒(500)，所述上动环(110)和所述上静环(120)均套设于所述导流筒(500)上。

5.根据权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，所述环座(300)与所述上静环(120)和所述下静环(220)之间均设有密封圈。

6.根据权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，所述润滑介质为水蒸汽凝液。

7.根据权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，所述上动环(110)在远离所述上静环(120)的端面上设有多个第一弹簧(130)，所述第一弹簧(130)用以使所述上动环(110)和所述上静环(120)的接触端面之间形成预压力。

8.根据权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，所述下动环(210)在远离所述下静环(220)的端面上设有多个第二弹簧(230)，所述第二弹簧(230)用以使所述下动环(210)和所述下静环(220)的接触端面之间形成预压力。

9.根据权利要求1-8任一项所述的机械密封装置，其特征在于，所述上动环(110)、所述上静环(120)、所述下动环(210)和所述下静环(220)的材料为碳化硅。

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