CN221075226U - 一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，尤其涉及一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置。氮气隔离舱(11)前部有一道挡尘环(12)安装于法兰挡环座内圆；氮气隔离舱(11)后部主密封由四道C型密封环(9)并列安装，四道C型密封环(9)安装于密封内衬套(5)的内侧，再有五道盘根(8)并列安装，五道盘根(8)并列安装于密封内衬套(5)的外侧，五道盘根(8)与密封内衬套(5)集装为可整体拆卸结构，通过内衬套固定螺栓(15)整体安装于密封函体(3)内部；该装置密封环组件可通过密封内衬套整体集装拆除并更换，具有寿命长、密封可靠、维护简单、检修方便及可在线监测密封效果等优点。

Description

一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置

技术领域

本实用新型涉及一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，主要应用于石油化工等行业中设备壳内介质呈气液或液固混合相中低压旋转轴式设备的轴端密封,尤其涉及一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置。

背景技术

现有石油化工行业中设备壳内介质呈气液或液固混合相中低压旋转轴式设备的轴端密封主要应用浮环密封、机械密封等密封结构；本实用新型涉及的一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，可以实现旋转轴式设备内部危险介质零泄漏目的，该装置密封环组件可通过密封内衬套整体集装拆除并更换，具有寿命长、密封可靠、维护简单、检修方便及可在线监测密封效果等优点。现有类似于该组合密封装置的密封结构如下：

组合式浮环密封装置(公开号为CN1354328A)和一种浮环密封装置(公开号为CN1334408A)，该技术主要基于浮环密封对其局限性进行优化处理；组合式浮环密封装置(公开号为00132605.8)主要提高浮环密封装置对油气压差的适应性，扩大安全运行范围，并有效降低密封油的内泄漏量；一种浮环密封装置(公开号为CN1334408A)在内浮环的环形壁面内具有连通内浮环的内孔和外壁的通道，从而有效降低内浮环的温度，保证密封装置的安全运行。该型密封结构主要适用于石油化工等行业的透平，离心压缩机等流体机械的轴端密封，其技术局限性在于浮环密封所存在的轻微泄漏仍然存在，对于需要实现壳体内部危险介质零泄漏目的设备，该型密封结构很难实现长期稳定运行。

一种旋转轴组合密封装置(公开号为CN101799075A)，该技术属于机械密封领域，主要适用于军工、船舶及航海等领域中的液体密封，其解决的技术问题是在低温、无污染、无泄漏等苛刻密封性能要求下对液体进行密封；

其技术局限性在于该型密封结构属于机械密封领域，对于液固混合相介质，其内部密封组件磨损较快，导致后期运行及维护成本较高，且该型密封装置适用范围与本实用新型不一致。

实用新型内容

实用新型的目的：为了提供效果更好的一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，其特征在于，

氮气隔离舱11前部有一道挡尘环12安装于法兰挡环座内圆；氮气隔离舱11后部主密封由四道C型密封环9并列安装，四道C型密封环9安装于密封内衬套5的内侧，再有五道盘根8并列安装，五道盘根8并列安装于密封内衬套5的外侧，五道盘根8与密封内衬套5集装为可整体拆卸结构，通过内衬套固定螺栓15整体安装于密封函体3内部；

可整体拆卸结构由填料压盖2限位组装成一体，成为集装式结构，集装式结构整体安装在轴套1上。

本实用新型进一步技术方案在于，轴套1表面喷镀硬质涂层，硬质涂层表面粗糙度小于等于0.8μm。

本实用新型进一步技术方案在于，挡尘环12背部布置有一道O型密封圈及C型密封环9。

本实用新型进一步技术方案在于，挡尘环12内部布置有两道O型密封圈，O型密封圈的弹性变形性能使挡尘环12及C型密封环9的工作面与轴套1紧密贴合，并随着挡尘环12及C型密封环9的工作面不断磨损进行同步补偿，从而达到对旋转轴设备壳内危险介质进行多级隔离阻封。

本实用新型进一步技术方案在于，密封氮气能够通过氮气入口12分别进入氮气隔离舱11及密封内衬套5中部环形腔体内形成正压气封，挡尘环12能够首先对设备内部部分固体颗粒进行有效阻挡，从而减少固体颗粒对后端C型密封环9及盘根8的磨损。

本实用新型进一步技术方案在于，过渡法兰4通过焊接或螺纹连接与旋转轴设备的端板连接为一体，连同旋转轴设备壳体整体精加工而成。

本实用新型进一步技术方案在于，过渡法兰4内壁与旋转轴设备中心同心度不得大于0.04mm，过渡法兰4密封端面与旋转轴设备中心垂直度不得大于0.04mm，共同保证盘根、密封内衬套、C型密封环与旋转轴之间密封压力均匀，能够实现旋转轴设备壳内危险介质的有效密封。

采用如上技术方案的本实用新型，相对于现有技术有如下有益效果：该结构主要应用于石油化工行业中设备壳内介质呈气液或液固混合相中低压旋转轴式设备的轴端密封；本实用新型设计的具有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封结构可以达到卧式或立式搅拌设备内部危险介质零泄漏目的，该装置密封环组件可通过密封内衬套整体集装拆除并更换，具有寿命长、密封可靠、维护简单、检修方便及可在线监测密封效果等优点。

附图说明

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图进一步进行说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为C型密封环结构示意图；

图3为挡尘环结构示意图；

其中附图标记说明如下：

1-轴套；2-填料压盖；3-密封函体；4-过渡法兰；5-密封内衬套；6-法兰挡环座；7-顶丝；8-盘根；9-C型密封环；10-O型密封圈；11-氮气隔离舱；12-挡尘环；13-氮气入口；14-密封油脂入口；15-内衬套固定螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的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，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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。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。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。文中未表述的固定方式，可以是螺纹固定，螺栓固定或者是胶水粘结等任意一种固定方式。

实施例一：结合全部附图；一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，其特征在于，

氮气隔离舱11前部有一道挡尘环12安装于法兰挡环座内圆；氮气隔离舱11后部主密封由四道C型密封环9并列安装，四道C型密封环9安装于密封内衬套5的内侧，再有五道盘根8并列安装，五道盘根8并列安装于密封内衬套5的外侧，五道盘根8与密封内衬套5集装为可整体拆卸结构，通过内衬套固定螺栓15整体安装于密封函体3内部；

可整体拆卸结构由填料压盖2限位组装成一体，成为集装式结构，集装式结构整体安装在轴套1上。

本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程即基本功能为如下：一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，主要是由轴套、顶丝、填料压盖、盘根、密封内衬套、内衬套固定螺栓、密封函体、过渡法兰、C型密封环、O型密封圈、氮气隔离舱、法兰挡环座、挡尘环、氮气入口及密封油脂入口等组成；氮气隔离舱11前部先由1道挡尘环12安装于法兰挡环座内圆组成；氮气隔离舱11后部主密封先由4道C型密封环9并列安装，安装于密封内衬套5的内侧，再由5道盘根8并列安装，安装于密封内衬套5的外侧，与密封内衬套5集装为可整体拆卸结构，通过内衬套固定螺栓15整体安装于密封函体3内部，由填料压盖2限位组装成一体，成为集装式结构，并整体安装在轴套1上；密封氮气通过氮气入口12分别进入氮气隔离舱11及密封内衬套5中部环形腔体内形成正压气封，挡尘环12首先对设备内部部分固体颗粒进行有效阻挡，从而减少固体颗粒对后端C型密封环9及盘根8的磨损；挡尘环12背部设计1道O型密封圈及C型密封环9内部设计2道O型密封圈的弹性变形性能使挡尘环12及C型密封环9工作面与轴套1紧密贴合，并随着挡尘环12及C型密封环9工作面不断磨损进行同步补偿，从而达到对旋转轴设备壳内危险介质进行多级隔离阻封；当C型密封环9及盘根8磨损到一定程度时，要及时更换，以免影响密封效果；当该密封装置出现轻微泄露时，可通过旋转填料压盖2弹性补偿紧固螺栓压紧盘根8，再打开密封油脂入口14注入适量密封油脂至密封内衬套5分布式孔环腔内填充C型密封环9及盘根8的工作面，延缓C型密封环9及盘根8工作面的磨损速度，用此方法可延长该装置的使用寿命。

本实用新型的有益效果是：本实用新型涉及的由轴套、顶丝、填料压盖、盘根、密封内衬套、内衬套固定螺栓、密封函体、过渡法兰、C型密封环、O型密封圈、氮气隔离舱、法兰挡环座、挡尘环、氮气入口及密封油脂入口等组成的设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置可以达到旋转轴式设备内部危险介质零泄漏目的，且该装置密封环组件可通过密封内衬套整体集装拆除并更换，具有寿命长、密封可靠、维护简单、检修方便及可在线监测密封效果等优点，克服了现有密封装置在使用过程中的局限性。

尤其突出的是，针对现有技术的缺陷“对于液固混合相介质，其内部密封组件磨损较快，导致后期运行及维护成本较高，且该型密封装置适用范围与本实用新型不一致”；本专利磨损很慢，维护成本低。

实施例二：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，轴套1表面喷镀硬质涂层，硬质涂层表面粗糙度小于等于0.8μm。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下任意：实现较好的耐磨性能。

实施例三：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，主要是由轴套、顶丝、填料压盖、盘根、密封内衬套、内衬套固定螺栓、密封函体、过渡法兰、C型密封环、O型密封圈、氮气隔离舱、法兰挡环座、挡尘环、氮气入口及密封油脂入口等组成。

氮气隔离舱11前部先由1道挡尘环12安装于法兰挡环座内圆组成；氮气隔离舱11后部主密封先由4道C型密封环9并列安装，安装于密封内衬套5的内侧，再由5道盘根8并列安装，安装于密封内衬套5的外侧，与密封内衬套5集装为可整体拆卸结构，通过内衬套固定螺栓15整体安装于密封函体3内部，由填料压盖2限位组装成一体，成为集装式结构，并整体安装在轴套1上；密封氮气通过氮气入口12分别进入氮气隔离舱11及密封内衬套5中部环形腔体内形成正压气封，挡尘环12首先对设备内部部分固体颗粒进行有效阻挡，从而减少固体颗粒对后端C型密封环9及盘根8的磨损；挡尘环12背部设计1道O型密封圈及C型密封环9内部设计2道O型密封圈的弹性变形性能使挡尘环12及C型密封环9工作面与轴套1紧密贴合，并随着挡尘环12及C型密封环9工作面不断磨损进行同步补偿，从而达到对旋转轴设备壳内危险介质进行多级隔离阻封；并由密封内衬套5外侧的盘根8密封结构实现最终密封。该集装式旋转轴密封装置可以通过增减C型密封环9及盘根8的道数及调节氮气隔离舱11内氮气压力以适应不同密封能力的需求。

当C型密封环9及盘根8磨损到一定程度时，要及时更换，以免影响密封效果；当该密封装置出现轻微泄露时，可通过旋转填料压盖2弹性补偿紧固螺栓压紧盘根8，再打开密封油脂入口14注入适量密封油脂至密封内衬套5分布式孔环腔内填充C型密封环9及盘根8的工作面，延缓C型密封环9及盘根8工作面的磨损速度，用此方法可延长该装置的使用寿命。

每组挡尘环12首先对设备内部部分固体颗粒进行有效阻挡，从而减少杂质、颗粒对后端C型密封环9的磨损，每道C型密封环9内壁均设有2道V型沟槽，该沟槽主要作为C型密封环9工作状态下润滑油脂的流道及存放空间，方便润滑油脂及时有效的对C型密封环9工作面进行润滑，从而延长C型密封环9使用寿命，挡尘环12背部设计1道O型密封圈及C型密封环9内部设计2道O型密封圈的弹性变形性能使挡尘环12及C型密封环9工作面与轴套1紧密贴合，并随着挡尘环12及C型密封环9工作面不断磨损进行同步补偿。

氮气隔离舱密封气体压力需高于旋转轴设备壳内最高工作压力至少0.05MPa。

密封内衬套5中部设计有1道分布式孔环腔及2道O型密封圈沟槽；2道O型密封圈沟槽均匀布置于分布式孔环腔两侧，O型密封圈沟槽内安装有O型密封圈，实现密封内衬套5外圆与密封函体3内圆的静密封；分布式孔环腔内可根据使用需要均匀注入密封油脂或氮气，先期注入的密封油脂可在后期注入的氮气压力下进入C型密封环9及盘根8的工作面进行润滑。

密封函体3需与过渡法兰4通过固定螺栓紧固后进行精加工，保证密封函体3内壁与旋转轴设备中心同心度不得大于0.04mm。

轴套1表面需喷镀硬质涂层处理，其表面粗糙度不得大于0.8μm。

一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置属于两种类型接触式密封的集成式多级组合密封，必须匹配有合适的润滑油脂及密封气体，该气体不得与旋转轴式设备内部介质和其下游设备内介质反应或影响介质成品质量，润滑油脂及密封气体的选择，压力、流量等参数必须与被密封介质的工况相适应。

开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (7)

1.一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，其特征在于，

氮气隔离舱(11)前部有一道挡尘环(12)安装于法兰挡环座内圆；氮气隔离舱(11)后部主密封由四道C型密封环(9)并列安装，四道C型密封环(9)安装于密封内衬套(5)的内侧，再有五道盘根(8)并列安装，五道盘根(8)并列安装于密封内衬套(5)的外侧，五道盘根(8)与密封内衬套(5)集装为可整体拆卸结构，通过内衬套固定螺栓(15)整体安装于密封函体(3)内部；

可整体拆卸结构由填料压盖(2)限位组装成一体，成为集装式结构，集装式结构整体安装在轴套(1)上。

2.如权利要求1所述的一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，其特征在于，轴套(1)表面喷镀硬质涂层，硬质涂层表面粗糙度小于等于0.8μm。

3.如权利要求1所述的一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，其特征在于，挡尘环(12)背部布置有一道O型密封圈及C型密封环(9)。

4.如权利要求1所述的一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，其特征在于，挡尘环(12)内部布置有两道O型密封圈，O型密封圈的弹性变形性能使挡尘环(12)及C型密封环(9)的工作面与轴套(1)紧密贴合，并随着挡尘环(12)及C型密封环(9)的工作面不断磨损进行同步补偿，从而达到对旋转轴设备壳内危险介质进行多级隔离阻封。

5.如权利要求1所述的一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，其特征在于，密封氮气能够通过氮气入口(13)分别进入氮气隔离舱(11)及密封内衬套(5)中部环形腔体内形成正压气封，挡尘环(12)能够首先对设备内部部分固体颗粒进行有效阻挡，从而减少固体颗粒对后端C型密封环(9)及盘根(8)的磨损。

6.如权利要求1所述的一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，其特征在于，过渡法兰(4)通过焊接或螺纹连接与旋转轴设备的端板连接为一体，连同旋转轴设备壳体整体精加工而成。

7.如权利要求6所述的一种设有氮气隔离舱的集装式旋转轴密封装置，其特征在于，过渡法兰(4)内壁与旋转轴设备中心同心度不得大于0.04mm，过渡法兰(4)密封端面与旋转轴设备中心垂直度不得大于0.04mm，共同保证盘根、密封内衬套、C型密封环与旋转轴之间密封压力均匀，能够实现旋转轴设备壳内危险介质的有效密封。