CN217653230U - 一种高压离心泵用密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高压离心泵用密封装置，包括动环组件、静环组件以及密封法兰，动环组件包括动环座和动环，动环座的远离静环组件的一端与离心泵的转轴连接，动环座的另一端设有动环槽，动环的一端配装在动环槽内，动环一端的内壁与动环槽对应的一侧壁之间配装有第一密封圈，动环一端的外壁与动环槽的另一侧壁之间留有间隙；动环槽的底部与动环一端的端面之间配装有第二密封圈，以使得动环的一端与动环槽之间实现柔性配合，动环的另一端与静环组件的一端沿周向可旋转的抵接，静环组件的另一端配装在密封法兰上。本实用新型提供一种高压离心泵用密封装置，能够应用于高压环境下的转轴密封，并且密封性能稳定，使用寿命长。

Description

一种高压离心泵用密封装置

技术领域

本实用新型涉及机械密封技术领域，具体地说是一种高压离心泵用密封装置。

背景技术

离心泵具有性能范围广泛，流量均匀、结构简单、运转可靠和维修方便等诸多有点，得到了广泛的使用，主要适用于工农业及城市、排水、消防供水等领域，由于离心泵的结构特点，密封往往采用填料密封和机械密封。

填料密封具有安装方便，成本低，但同时消耗轴功率大，泄露大的缺点，机械密封能应付大部分的离心泵工况，大部分的离心泵工况，入口压力往往低于25公斤，扬程几十米到几百米不等，机械密封一般承受和入口压力或出口压力相接近的压力；而在高压离心泵领域中离心泵的进口管道压力高达100-120公斤，这种压力工况下传统的机械密封使用寿命短，泄露量大，无法起到稳定的密封效果。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是，为了克服现有技术中的缺陷，提供一种高压离心泵用密封装置，能够应用于高压环境下的转轴密封，并且密封性能稳定，使用寿命长。

为解决上述问题，本实用新型提供一种高压离心泵用密封装置，包括沿轴向依次套装在离心泵转轴外部的动环组件、静环组件以及与离心泵安装端面连接的密封法兰，所述动环组件包括动环座和动环，所述动环座的远离所述静环组件的一端与离心泵的转轴连接，所述动环座的另一端的轴向端面上开设有动环槽，所述动环的一端配装在所述动环槽内，所述动环一端的内壁与所述动环槽对应的一侧壁之间配装有第一密封圈，所述动环一端的外壁与所述动环槽的另一侧壁之间留有间隙；所述动环槽的底部与所述动环一端的端面之间配装有第二密封圈，以使得所述动环的一端与所述动环槽之间实现柔性配合，所述动环的另一端与所述静环组件的一端沿周向可旋转的抵接，所述静环组件的另一端配装在所述密封法兰上。

本实用新型的密封装置与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型的密封装置中的动环组件中，在动环的内侧和背部与动环座上的动环槽的对应侧壁之间都有O型圈支撑，从而使得述动环的一端与动环槽内腔之间实现柔性配合，避免了在高压情况下，动环和动环座的刚性接触，避免动环端面的应力变形，保证密封面的密封性能稳定。

作为改进的，所述动环槽底部的径向外端位置设有密封圈槽，所述第二密封圈配装在所述密封圈槽内，且所述第二密封圈的另一侧与所述动环的一端抵接；所述动环槽底部径向的内端与所述动环之间还设有第一柔性垫片。上述改进结构中，密封圈槽设置使得第二密封圈在使用过程中更加稳定，并且第一柔性垫片的设置进一步的防止动环端面与动环槽底部的刚性接触，降低静环应力变形的风险。

再改进的，所述动环座的径向外侧壁上设有螺旋槽。上述改进结构中，螺旋槽结构的设置主要起到强制循环效果，即起到了搅动密封面附近介质的作用，避免了端面附近的介质因为置换不出去，从而在端面处结焦，破坏密封面，降低密封使用寿命。

再改进的，所述静环组件包括静环座和静环，所述静环座的一端与所述密封法兰轴向配装，所述静环座的另一端的轴向端面上开设有静环槽，所述静环的一端配装在所述静环槽内，所述静环一端的内壁与所述静环槽对应的一侧壁之间配装有第三密封圈，所述静环一端的外壁与所述静环槽的另一侧壁之间留有间隙；所述静环槽的底部与所述静环一端的端面之间配装有第四密封圈，以使得所述静环的一端与所述静环槽之间实现柔性配合。上述改进结构中，静环的内径和背部都有O型圈支撑，避免了在高压环境下，静环和金属的静环座侧壁之间刚性接触，避免端面的应力变形。

再改进的，所述静环槽底部的径向外端位置设有密封圈槽，所述第四密封圈配装在所述密封圈槽内，且所述第四密封圈的另一侧与所述静环的一端抵接；所述静环槽底部径向的内端与所述静环之间还设有第二柔性垫片。上述改进结构中，密封圈槽设置使得第四密封圈在使用过程中更加稳定，并且第二柔性垫片的设置进一步的防止静环端面与静环槽底部的刚性接触，降低静环应力变形的风险。

再改进的，所述密封法兰内腔的一端设有第一安装槽，所述静环座远离所述静环的一端沿轴向滑动配装在所述第一安装槽内，且所述静环座与所述第一安装槽之间设有密封组件；所述静环座远离所述静环的端部与所述密封法兰之间还配装有弹性补偿组件。

再改进的，所述静环座配装至所述密封法兰内腔一端的外壁上设有卡簧，用于防止所述静环座在所述弹性补偿组件的弹性作用下从所述第一安装槽中脱离。上述改进结构中，卡簧设置后使得静环组件与密封法兰可以预装为一体式结构，方便密封装置后期与离心泵腔体的安装，避免现场安装时发生零部件遗漏。

再改进的，所述密封法兰内腔的另一端设有第二安装槽，所述第二安装槽内配装有唇封，所述唇封的内圈与所述离心泵的转轴外壁密封配合。上述改进结构中，唇封的结构设计，使得密封装置在非介质侧的密封腔内可以通入缓冲液，使密封面承受介质和缓冲液的压差，降低了密封面的变形，同时可以将密封面泄露出来的介质及时带走，避免因为高温，泄露出的介质在密封端面内径处结焦，从而破坏密封面，引起密封失效。

再改进的，所述转轴的外部与所述唇封对应的位置密封的套装有支撑环，所述唇封的内圈密封配合在所述支撑环的外壁上。上述改进结构中，支撑环的设置避免了唇封对转轴外壁的直接磨损，后期更换只需更换支撑环即可，降低维修成本。

附图说明

图1为本实用新型的高压离心泵用密封装置的半剖结构示意图；

图2为本实用新型中的动环组件的局部剖视图；

图3为本实用新型中的静环组件、唇封与密封法兰配装结构的剖视图。

附图标记说明：

1、密封法兰；1.1、第一安装槽；1.2、第二安装槽；1.3、弹簧孔；2、动环座；2.1、动环槽；2.2、螺旋槽；3、动环；4、第一密封圈；5、第二密封圈；6、第一柔性垫片；7、静环座；7.1、静环槽；8、静环；9、第三密封圈；10、第四密封圈；11、第二柔性垫片；12、唇封；13、支撑环；14、卡簧；15、叶轮背板；16、紧定螺钉；17、第五密封圈；18、塑料垫片；19、弹簧。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。另外的，本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”只是为了方便描述，便于区分，并没有特指的含义。

如图1-3所示，本实用新型提供了一种高压离心泵用密封装置，它包括沿轴向依次套装在离心泵转轴外部的动环组件、静环组件以及与密封法兰1，其中密封法兰1的径向外端通过连接螺栓与离心泵的安装端面连接；另外的，动环组件包括动环座2和动环3，动环座2的远离静环组件的一端与离心泵的转轴连接，具体的，在动环座2远离动环3一端的内侧设有环形的限位凸台2.3，安装时该限位凸台2.3与离心泵转轴上预设的台阶轴端面抵接，然后在该限位凸台2.3的另一端通过离心泵的叶轮背板15压紧定位；动环座2的另一端的轴向端面上开设有动环槽2.1，动环3的一端配装在动环槽2.1内，动环3一端的内壁与动环槽2.1对应的一侧壁之间配装有第一密封圈4，动环3一端的外壁与动环槽2.1的另一侧壁之间留有间隙；动环槽2.1的底部与动环3一端的端面之间配装有第二密封圈5，以使得动环3的一端与动环槽2.1之间实现柔性配合；动环3的另一端与静环组件的一端沿周向可旋转的抵接以形成密封面；并且静环组件的另一端配装在密封法兰1上，并且配装位置通过密封圈密封。更加具体的，在动环槽2.1底部的径向外端位置设有密封圈槽，第二密封圈5配装在密封圈槽内，且第二密封圈5的另一侧与动环3的一端抵接；动环槽2.1底部径向的内端与动环3之间还设有第一柔性垫片6，进一步保证动环3与动环座2配装时不存在刚性接触，降低动环端面应力变形的风险，保证密封面的密封性能，提高密封装置的使用寿命。

再一方面的，在动环座2的径向外侧壁上设有螺旋槽2.2，该螺旋槽2.2在转轴旋转过程中起到强制循环效果，即起到了搅动密封面附近介质的作用，避免了端面附近的介质因为置换不出去，从而在端面处结焦，破坏密封面，降低密封使用寿命。

本实施例中，静环组件包括静环座7和静环8，静环座7的一端与密封法兰1轴向配装，具体的，在密封法兰1内腔的一端设有第一安装槽1.1，静环座7远离静环8的一端沿轴向滑动配装在第一安装槽1.1内，且静环座7与第一安装槽1.1之间设有密封组件；此处的密封组件包括第五密封圈17和塑料垫片18，其中塑料垫片18配装在第一安装槽1.1底部，第五密封圈17滑动套装在静环座7的外壁上，并且在静环座7外壁上设有相应的限位台阶7.2，使得第五密封圈17在限位台阶7.2与塑料垫片18之间滑动。另外的，在静环座7配装至密封法兰1内腔一端的外壁上设有卡簧14，用于防止所述静环座在所述弹性补偿组件的弹性作用下从所述第一安装槽中脱离。上述改进结构中，卡簧14设置后使得静环组件与密封法兰可以预装为一体式结构，方便密封装置后期与离心泵腔体的安装，避免现场安装时发生零部件遗漏。

另外的，静环座7远离静环8的端部与密封法兰1之间还配装有弹性补偿组件。更加具体的，此结构中的弹性补偿组件包括多个沿周向均分的弹簧19，在密封法兰1近所述静环组件一端的端面上开设有多个沿周向均分的弹簧孔1.3，各弹簧19的一端配装在对应的弹簧孔1.3内且端部与弹簧孔1.3的底部抵接；各弹簧19的另一端与静环座7端面抵接。

再者，静环座7的另一端的轴向端面上开设有静环槽7.1，静环8的一端配装在静环槽7.1内，静环8一端的内壁与静环槽7.1对应的一侧壁之间配装有第三密封圈9，静环8一端的外壁与静环槽7.1的另一侧壁之间留有间隙；静环槽7.1的底部与静环8一端的端面之间配装有第四密封圈10，以使得静环8的一端与静环槽7.1之间实现柔性配合。

同动环组件结构类似，本实施例中在静环槽7.1底部的径向外端位置设有密封圈槽，第四密封圈10配装在密封圈槽内，且第四密封圈10的另一侧与静环8的一端抵接；静环槽7.1底部径向的内端与静环8之间还设有第二柔性垫片11。

再一方面的，密封法兰1内腔的另一端设有第二安装槽1.2，第二安装槽1.2内配装有唇封12，唇封12的内圈与离心泵的转轴外壁密封配合。本实施例中，为了保证转轴外壁不被唇封12磨损，为此在转轴的外部与唇封12对应的位置密封的套装有支撑环13，具体的，该支撑环13外侧壁上设有紧定螺钉16，紧定螺钉16的端部紧钉配合在转轴的外壁上，实现支撑环13与转轴传动连接，即两部件可以同步旋转；唇封12的内圈密封配合在支撑环13的外壁上；并且在支撑环13外壁上加了氧化铬的涂层，避免了唇封12磨损支撑环13，从而造成唇封12处的泄露，同时也大大延长了支撑环13的使用寿命。

本实施例结构中，动环3采用含游离石墨的碳化硅，静环8采用硬质合金，提高PV值的同时，由于硬质合金和碳化硅的基体强度远远大于石墨，在材料的基础上，更进一步避免了端面在高压下的变形。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种高压离心泵用密封装置，其特征在于：包括沿轴向依次套装在离心泵转轴外部的动环组件、静环组件以及与离心泵安装端面连接的密封法兰(1)，所述动环组件包括动环座(2)和动环(3)，所述动环座(2)的远离所述静环组件的一端与离心泵的转轴连接，所述动环座(2)的另一端的轴向端面上开设有动环槽(2.1)，所述动环(3)的一端配装在所述动环槽(2.1)内，所述动环(3)一端的内壁与所述动环槽(2.1)对应的一侧壁之间配装有第一密封圈(4)，所述动环(3)一端的外壁与所述动环槽(2.1)的另一侧壁之间留有间隙；所述动环槽(2.1)的底部与所述动环(3)一端的端面之间配装有第二密封圈(5)，以使得所述动环(3)的一端与所述动环槽(2.1)之间实现柔性配合，所述动环(3)的另一端与所述静环组件的一端沿周向可旋转的抵接，所述静环组件的另一端配装在所述密封法兰(1)上。

2.根据权利要求1所述的高压离心泵用密封装置，其特征在于：所述动环槽(2.1)底部的径向外端位置设有密封圈槽，所述第二密封圈(5)配装在所述密封圈槽内，且所述第二密封圈(5)的另一侧与所述动环(3)的一端抵接；所述动环槽(2.1)底部径向的内端与所述动环(3)之间还设有第一柔性垫片(6)。

3.根据权利要求1或2所述的高压离心泵用密封装置，其特征在于：所述动环座(2)的径向外侧壁上设有螺旋槽(2.2)。

4.根据权利要求3所述的高压离心泵用密封装置，其特征在于：所述静环组件包括静环座(7)和静环(8)，所述静环座(7)的一端与所述密封法兰(1)轴向配装，所述静环座(7)的另一端的轴向端面上开设有静环槽(7.1)，所述静环(8)的一端配装在所述静环槽(7.1)内，所述静环(8)一端的内壁与所述静环槽(7.1)对应的一侧壁之间配装有第三密封圈(9)，所述静环(8)一端的外壁与所述静环槽(7.1)的另一侧壁之间留有间隙；所述静环槽(7.1)的底部与所述静环(8)一端的端面之间配装有第四密封圈(10)，以使得所述静环(8)的一端与所述静环槽(7.1)之间实现柔性配合。

5.根据权利要求4所述的高压离心泵用密封装置，其特征在于：所述静环槽(7.1)底部的径向外端位置设有密封圈槽，所述第四密封圈(10)配装在所述密封圈槽内，且所述第四密封圈(10)的另一侧与所述静环(8)的一端抵接；所述静环槽(7.1)底部径向的内端与所述静环(8)之间还设有第二柔性垫片(11)。

6.根据权利要求4所述的高压离心泵用密封装置，其特征在于：所述密封法兰(1)内腔的一端设有第一安装槽(1.1)，所述静环座(7)远离所述静环(8)的一端沿轴向滑动配装在所述第一安装槽(1.1)内，且所述静环座(7)与所述第一安装槽(1.1)之间设有密封组件；所述静环座(7)远离所述静环(8)的端部与所述密封法兰(1)之间还配装有弹性补偿组件。

7.根据权利要求6所述的高压离心泵用密封装置，其特征在于：所述静环座(7)配装至所述密封法兰(1)内腔一端的外壁上设有卡簧(14)，用于防止所述静环座(7)在所述弹性补偿组件的弹性作用下从所述第一安装槽(1.1)中脱离。

8.根据权利要求6所述的高压离心泵用密封装置，其特征在于：所述密封法兰(1)内腔的另一端设有第二安装槽(1.2)，所述第二安装槽(1.2)内配装有唇封(12)，所述唇封(12)的内圈与所述离心泵的转轴外壁密封配合。

9.根据权利要求8所述的高压离心泵用密封装置，其特征在于：所述转轴的外部与所述唇封(12)对应的位置密封的套装有支撑环(13)，所述唇封(12)的内圈密封配合在所述支撑环(13)的外壁上。

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