CN220668377U - 一种适用于粘稠介质的无冲洗机械密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于粘稠介质的无冲洗机械密封结构，包括：轴套；动环组件；静环；弹性件；在所述动环组件与所述轴套之间设有用于避免粘稠介质到达所述弹性件的第一密封圈和第二密封圈，所述动环组件与所述轴套之间的、且位于所述第一密封圈和第二密封圈之间的区域为防介质密封区，所述弹性件位于所述防介质密封区内。通过设置第一密封圈和第二密封圈，使得介质不能进入防介质密封区，可以有效防止粘稠介质到达弹性件，避免了因粘稠介质中的杂质进入到弹性件内部，引起弹性件卡滞等情况，保证弹性件的有效性。在密封腔内部设置泵送环，泵送环开设有输液孔和分液槽，可以有效保证介质达到有效循环，带走密封内部热量，保证密封面的有效性。

Description

一种适用于粘稠介质的无冲洗机械密封结构

技术领域

本实用新型属于机械密封技术领域，具体涉及一种适用于粘稠介质的无冲洗机械密封结构。

背景技术

机械密封作为一种轴端密封装置，已在各种流体机械和设备中得到广泛应用。虽然其不属于具有决定性意义的技术领域，但是密封性能的好坏直接决定设备能否正常运行。

随着石油、化工、航天、天然气输送等行业日趋发展，对机械密封要求越来越高，对泵送高粘度工艺介质工况需要实现密封工艺介质零泄漏、零逸出。机械密封必须达到使用寿命长、安装操作简单、维修费用低等要求。对于带有冲洗的普通弹簧式机械密封，广泛应用于泵送清洁、无颗粒杂质介质时，在密封件的密封作用下，使密封端面紧密贴合，对工艺介质进行密封，阻止密封介质泄漏至大气。

但对于应用在无冲洗条件下含有高粘度工艺介质工况时会遇到很多问题，特别是石油化工等行业泵送原油、沥青等高粘度介质时，一是容易造成杂质进入到弹簧内部，引起弹簧卡滞，影响弹簧缓冲补偿作用，导致密封端面无法有效贴合。二是无冲洗情况下，粘稠介质进入到密封面容易产生摩擦热造成密封面损伤，最终引起密封失效，从而严重缩短密封使用寿命。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本实用新型针对现有技术中上述的问题，提出一种适用于粘稠介质的无冲洗机械密封结构，通过设置防介质密封区，避免了因粘稠介质中的杂质进入到弹性件内部。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种适用于粘稠介质的无冲洗机械密封结构，包括：

轴套，其套设固定在转轴上；

动环组件，其装设在所述轴套上；

静环，其与所述动环组件相匹配设置；

弹性件，其设在所述轴套和动环组件之间、且用于推动所述动环组件以实现所述动环组件和静环之间的抵靠；

在所述动环组件与所述轴套之间设有用于避免粘稠介质到达所述弹性件的第一密封圈和第二密封圈，所述动环组件与所述轴套之间的、且位于所述第一密封圈和第二密封圈之间的区域为防介质密封区，所述弹性件位于所述防介质密封区内。

在本申请的一些实施例中，所述轴套具有轴套本体、沿所述轴套本体向外延伸设置的外延伸沿；所述动环组件具有动环座和动环，所述动环座具有套设在所述外延伸沿外侧的动环座本体，所述第一密封圈用于实现所述动环座本体和所述外延伸沿之间的密封。

在本申请的一些实施例中，所述动环固设在所述动环座上，所述动环座和动环采用镶嵌结构。

在本申请的一些实施例中，所述动环座还具有沿所述动环座本体向内延伸设置的内延伸沿，所述弹性件位于所述外延伸沿和内延伸沿之间，所述第二密封圈用于实现所述内延伸沿与所述轴套本体之间的密封。

在本申请的一些实施例中，在所述轴套上开设有通气孔，用于实现所述防介质密封区与外界的连通。

在本申请的一些实施例中，在所述轴套本体上开设有径向设置的通气孔，在所述轴套和转轴之间设有第三密封圈，所述通气孔位于所述第三密封圈靠近大气侧的一侧。

在本申请的一些实施例中，还包括压盖和泵送环，所述静环固设在压盖上，所述泵送环套设固定在所述动环组件外侧，在所述泵送环和压盖之间围设形成降温区，用于为所述静环和动环组件的密封端面降温；在所述泵送环的周向上开设有多个轴向的输液孔，用于将密封腔内的介质输送到所述降温区。

在本申请的一些实施例中，在所述泵送环的外侧开设有螺旋槽，用于将所述降温区的介质输送回所述密封腔。

在本申请的一些实施例中，在所述泵送环靠近所述降温区的端面的外部设有向所述压盖方向延伸设置的引导沿，用于将所述输液孔流出的介质引导到所述静环和动环组件的密封端面。

在本申请的一些实施例中，在所述引导沿的周向开设有多个回液流道，用于所述降温区的粘稠介质可以均匀分散的回流到所述螺旋槽，避免粘稠介质堆积引起卡滞磨损；所述回液流道位于所述密封端面的外侧。

在本申请的一些实施例中，包括固设在压盖上的定位块，在所述轴套上开设有定位槽，所述定位块的内端位于所述定位槽内。

在本申请的一些实施例中，所述静环和动环均采用硬质耐磨材料。

在本申请的一些实施例中，还包括用于固定轴套的压紧套一和压紧套二，所述压紧套一套设在所述轴套的外侧，所述压紧套二套设在所述压紧套一的外侧，所述压紧套一的外侧设有锥形的第一紧固面，所述压紧套一的内侧设有与所述第一紧固面相匹配的第二紧固面，所述压紧套一和压紧套二通过轴向设置的多个第二紧固件固定。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：通过设置第一密封圈和第二密封圈，使得介质不能进入到所述动环组件与所述轴套之间的、且位于所述第一密封圈和第二密封圈之间的区域，可以有效防止粘稠介质到达弹性件，避免了因粘稠介质中的杂质进入到弹性件内部，引起弹性件卡滞等情况，保证了弹性件的有效性。并且通过设置泵送环，使粘稠介质在腔体内部可以达到有效循环，提高散热效果，并且易于实施成本低。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为本实用新型所提出的一种适用于粘稠介质的无冲洗机械密封结构的一个实施例的结构示意图；

图2为图1中上侧的结构示意图；

图3为泵送环的结构示意图；

其中，轴套1；轴套本体101；外延伸沿102；通气孔103；定位槽104；

弹性件2；

泵送环3、输液孔301；螺旋槽302；回液通道303；引导沿304；

动环组件4；动环41；动环座42；动环座本体421；内延伸沿422；

静环5；压盖6；防转销7；定位块8；第一紧固件9；压紧套一10；压紧套二11；第二紧固件12； 第一密封圈15；传动销16；第二密封圈17、第三密封圈18；转轴20；防介质密封区21；降温区22。

实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，以靠近转轴轴线的方向为“内”，反之为“外”。术语仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

参见图1，是本实用新型所提出的一种适用于粘稠介质的无冲洗机械密封结构的一个实施例，一种适用于粘稠介质的无冲洗机械密封结构，包括：轴套1、弹性件2、动环组件4、静环5， 轴套1套设固定在转轴20上；动环组件4装设在轴套1上，为了防止动环组件4在轴套1上旋转，在轴套1上开设有传动销孔，动环4组件上设置有传动销16，动环传动销16和轴套1 上的传动销孔配合，带动动环组件4随轴套1一起转动。静环5与动环组件4相匹配设置形成机械密封面。弹性件2设在轴套1和动环组件4之间，弹性件2用于推动动环组件4以实现动环组件4和静环5之间的抵靠，保证密封性。

在动环组件4与轴套1之间设有用于避免粘稠介质到达弹性件2的第一密封圈15和第二密封圈17，定义动环组件4与轴套1之间的、且位于第一密封圈15和第二密封圈17之间的区域为防介质密封区21，弹性件2位于防介质密封区21内。通过设置第一密封圈15和第二密封圈17，使得介质不能进入到动环组件4与轴套1之间的、且位于第一密封圈15和第二密封圈17之间的区域，可以有效防止粘稠介质到达弹性件2，避免了因粘稠介质中的杂质进入到弹性件2内部，引起弹性件2卡滞等情况，保证了弹性件的有效性。

在本申请的一些实施例中，轴套1具有轴套本体101、沿轴套本体101向外延伸设置的外延伸沿102；动环组件4具有动环座42和动环41，动环座42具有套设在外延伸沿102外侧的动环座本体421，第一密封圈15用于实现动环座本体421和外延伸沿102之间的密封；第一密封圈15可以隔绝密封腔内的介质进入到防介质密封区21内。

动环组件4安装在轴套1的外侧，为了实现弹性件2对于动环组件4的轴向的推动，需要设置向外凸起的外延伸沿102；并且设置动环座42还具有沿动环座本体421向内延伸设置的内延伸沿422，使得外延伸沿102和内延伸沿422在轴向上依次设置。弹性件2位于外延伸沿102和内延伸沿422之间，第二密封圈17用于实现内延伸沿422与轴套本体101之间的密封；用于防止密封端面处轻微泄漏的介质进入到弹簧2内，第二密封圈17用于防止密封端面处轻微泄漏的介质进入到防介质密封区21内。

本实施例中，由于设置第一密封圈15和第二密封圈17形成了防介质密封区21，会导致防介质密封区21内压力增加，容易引起弹簧缓冲力减小；因而在轴套1上开设有通气孔103，用于实现防介质密封区21与外界的连通，使得防介质密封区21与外界的压力达到平衡，避免影响弹簧2的缓冲作用。

在本申请的一些实施例中，在轴套本体101上开设有径向设置的通气孔103，在轴套1和转轴20之间设有第三密封圈18，通气孔103位于第三密封圈18靠近大气侧的一侧；保证了通气孔103与外界的连通。

在本申请的一些实施例中，还包括压盖6和泵送环3，静环5固设在压盖6上。压盖6上设置防转销7，静环5右端面设置防转销孔，通过防转销7与压盖6配合，实现对于静环5的安装固定。泵送环3套设固定在动环组件4的外侧，在泵送环3和压盖6之间围设形成降温区22，用于为密封端面降温。

在本申请的一些实施例中，在泵送环3的周向上开设有多个轴向的输液孔301，用于将密封腔内的介质输送到降温区22。在泵送环3的外侧开设有螺旋槽302，用于降温区22的介质输送回密封腔。通过开设输液孔301和螺旋槽302，使得密封腔内的粘稠介质通过输液孔301，进入到降温区22内，吸收密封端面处的热量；之后再经螺旋槽302反向泵送到密封腔，使粘稠介质达到有效循环，减少粘稠介质冲洗密封面带来的摩擦热。

在本申请的一些实施例中，在泵送环3靠近降温区22的端面的外部设有向压盖6方向延伸设置的引导沿304，引导沿304用于将输液孔301流出的介质引导到静环5和动环组件4的密封端面；避免从输液孔301流入的介质直接进入螺旋槽302，而不经过密封端面附近，容易造成密封端面失效。优选设置引导沿304与压盖6之间的距离小于密封端面与压盖6之间的距离。

在本申请的一些实施例中，在引导沿304的周向均匀开设有多个回液流道303，回液流道303和输液孔301设置在不同角度，避免介质从输液孔301到达降温区后直接通过回液流道303回流到螺旋槽；回液流道303位于密封端面的外侧。优选设置回液流道303为槽形，回液流道303与螺旋槽302连通设置，可以使得密封端面附近的介质在周向上均匀分布，之后到达螺旋槽302内，实现泵送回密封腔，有利于提高降温区22内介质的流动速度，有利于提高热交换效率。

在本申请的一些实施例中，静环5和动环41均采用硬质耐磨材料，静环5和动环41采用“硬对硬”材质相互紧贴，可有效控制了介质中的颗粒杂质对于密封面的磨损。动环组件4采用镶嵌式结构，动环41通过间隙配合直接镶嵌于动环座42上，提升了密封稳定性。

在本申请的一些实施例中，还包括用于固定轴套1的压紧套一10和压紧套二11，压紧套一10套设在轴套1的外侧，压紧套二11套设在压紧套一10的外侧，压紧套一10的外侧设有锥形的第一紧固面，压紧套一10的内侧设有与第一紧固面相匹配的第二紧固面，压紧套一10和压紧套二11通过轴向设置的多个第二紧固件12固定。通过压紧套一10和压紧套二11的接触面为相匹配的锥面设置，第二紧固件12轴向设置，通过第二紧固件12的旋紧，使得轴套1紧抱转轴20。

在本申请的一些实施例中，包括固设在压盖6上的定位块8，主要用于运输、搬运等情况下进行限位；在工作时，定位块8需要被拆卸。在轴套1上开设有定位槽104，定位块8的内端位于定位槽104内。定位块8通过第一紧固件9固定在压盖6上，其另一端直接卡在轴套1的定位槽104内，起到集装密封的固定作用。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种适用于粘稠介质的无冲洗机械密封结构，其特征在于，包括：

轴套，其套设固定在转轴上；

动环组件，其装设在所述轴套上；

静环，其与所述动环组件相匹配设置；

弹性件，其设在所述轴套和动环组件之间、且用于推动所述动环组件以实现所述动环组件和静环之间的抵靠；

在所述动环组件与所述轴套之间设有用于避免粘稠介质到达所述弹性件的第一密封圈和第二密封圈，所述动环组件与所述轴套之间的、且位于所述第一密封圈和第二密封圈之间的区域为防介质密封区，所述弹性件位于所述防介质密封区内。

2.根据权利要求1所述的无冲洗机械密封结构，其特征在于，所述轴套具有轴套本体、沿所述轴套本体向外延伸设置的外延伸沿；所述动环组件具有动环座和动环，所述动环座具有套设在所述外延伸沿外侧的动环座本体，所述第一密封圈用于实现所述动环座本体和所述外延伸沿之间的密封。

3.根据权利要求2所述的无冲洗机械密封结构，其特征在于，所述动环座还具有沿所述动环座本体向内延伸设置的内延伸沿，所述弹性件位于所述外延伸沿和内延伸沿之间，所述第二密封圈用于实现所述内延伸沿与所述轴套本体之间的密封。

4.根据权利要求1至3任一项所述的无冲洗机械密封结构，其特征在于，在所述轴套上开设有通气孔，用于实现所述防介质密封区与外界的连通。

5.根据权利要求4所述的无冲洗机械密封结构，其特征在于，在所述轴套本体上开设有径向设置的通气孔，在所述轴套和转轴之间设有第三密封圈，所述通气孔位于所述第三密封圈靠近大气侧的一侧。

6.根据权利要求1至3任一项所述的无冲洗机械密封结构，其特征在于，还包括压盖和泵送环，所述静环固设在压盖上，所述泵送环套设固定在所述动环组件外侧，在所述泵送环和压盖之间围设形成降温区，用于为所述静环和动环组件的密封端面降温；在所述泵送环的周向上开设有多个轴向的输液孔，用于将密封腔内的介质输送到所述降温区。

7.根据权利要求6所述的无冲洗机械密封结构，其特征在于，在所述泵送环的外侧开设有螺旋槽，用于将所述降温区的介质输送回所述密封腔。

8.根据权利要求7所述的无冲洗机械密封结构，其特征在于，在所述泵送环靠近所述降温区的端面的外部设有向所述压盖方向延伸设置的引导沿，用于将所述输液孔流出的介质引导到所述静环和动环组件的密封端面。

9.根据权利要求8所述的无冲洗机械密封结构，其特征在于，在所述引导沿的周向均匀开设有多个回液流道，用于所述降温区的粘稠介质可以均匀分散的回流到所述螺旋槽，避免粘稠介质堆积引起卡滞磨损；所述回液流道位于所述密封端面的外侧。

10.根据权利要求6所述的无冲洗机械密封结构，其特征在于，包括固设在压盖上的定位块，在所述轴套上开设有定位槽，所述定位块的内端位于所述定位槽内。