CN2583455Y - 一种高温高压密封装置 - Google Patents

Abstract

一种适用于旋转或往复运动主轴的高温高压密封装置，主要包括主轴，主轴周围设置环状密封组合填料、压环、中间环、压紧螺母、冷却夹套等，所述的主轴上在靠近高压侧装有背环，背环一侧开有环隙，然后依次装有支撑环和环状密封组合填料，环状密封组合填料左右装有压环，旋紧压紧螺母将上述元件压紧，固定在密封主体上。本实用新型可在压力为2.5～30.0MPa，同时温度为200～500℃下正常工作，耐压耐温能力高，密封性能好，结构简单，可靠性强，安全性好。

Description

一种高温高压密封装置

技术领域

本实用新型涉及一种高温高压密封装置，更确切地说是涉及一种适用于旋转或往复运动主轴的高温高压密封装置。

背景技术

现有技术中，高温高压密封装置在机械、化工及医药等行业中应用极其广泛。中国专利93204941.9公开了一种适用于高温高压泵的密封装置，该装置的特点是隔断热源，变高温高压密封为高压密封，密封腔设计为高低压双密封结构，采用柔性石墨填料、碳素纤维和F4软填料组合装配，使填料内部形成减压系统，提高了密封装置的安全系数和抗压能力。该密封装置适用于≤5MPa、≤250℃或≤1MPa、≤450℃的条件。但是该密封装置在填料冷却套的高温高压侧安装了“O”型橡胶密封圈，但橡胶密封圈的使用温度不能高于100度，在250℃、450℃时密封圈失效，高温高压介质会向冷却区泄露，并使整组密封填料失效。

中国专利95246468.3公开了一种适用于中压、高温的无润滑油的动密封填料箱，其密封填料的安装形式是在密封组的内、外两端各装有一围绕主轴、带锥度的金属环，密封性能好。但是，该装置填料压盖的调节螺柱只用两个，当轴有泄漏时，调节压盖螺栓会因调节力不平行而引起填料偏向，降低密封效果。该密封装置的工作压力为1.6～10MPa，最佳1.6～3.0MPa，工作温度150～300℃。

上述两种密封装置都不适用于高温和高压同时出现时的工况。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于旋转或往复运动主轴的高温高压密封装置，本实用新型的密封装置在工作压力5～30MPa，同时工作温度200～500℃下都可起到密封作用，保证设备的正常运转。

本实用新型是这样实现的。本实用新型的高温高压密封装置，主要包括主轴，主轴周围有冷却夹套，主轴上靠近高压侧装有背环，然后依次装有支撑环、环状密封组合填料，环状密封组合填料左右装有压环，旋紧压紧螺母将上述元件压紧，固定在密封主体上。

本实用新型的高温高压密封装置，在靠近高压侧的主轴上先装背环，背环靠近高压一侧开有环隙，环隙直径小于填料的安装直径，使高压侧产生的压力可进入背环的环隙，环隙内的压力与泵的压力相等，高压侧压力可均匀作用在背环上，可减少泵内液体压力对填料的冲击，并对主轴上安装的填料产生一推力，可起到自密封的作用，而且随压力的上升，密封效果更好。背环的环隙深度是0.2～1mm。

本实用新型的高温高压密封装置在靠近背环处装有支撑环。所述支撑环的材料是碳纤维、柔性石墨夹金属丝网环、铜丝模压环，支撑环的最佳材料是高强度碳纤维盘根。支撑环不仅可以起到支撑作用，还对主轴起到密封作用。

本实用新型的高温高压密封装置，所述的环状密封组合填料是由碳纤维方形盘根和柔性石墨间隔组成。碳纤维方形盘根由新型纤维丝与优良的阻塞介质组合而成，低模量碳纤维具有较高的韧性和较高的强度，使得碳纤维既坚固又柔韧，克服了传统碳密封材料脆而易碎的缺点，可耐565℃、25.0MPa压力。柔性石墨是柔性石墨方型编织盘根、柔性石墨环、柔性石墨和金属丝网加工成型的环，以柔性石墨方型编织盘根为最佳。柔性石墨自润滑性能良好，可补偿一般的尺寸误差，减少对轴的磨损。碳纤维方型盘根与柔性石墨方型盘根间隔安装，可利用碳纤维盘根的强度大，成型后变形量少耐挤压性能的特点，弥补柔性石墨强度低的缺陷。而柔性石墨盘根透气强、弹性好、自润滑性能好的特点，弥补碳纤维盘根的弹性不足的缺点，两者结合在一起使用，密封效果可达到最佳状态。

本实用新型在实施时可根据密封要求，在主轴上设置1～5组密封组合填料。

本实用新型在环状密封组合填料之间设置有压环。压环的一侧具有一定锥度，所述锥度θ是140°～160°，最佳的锥度θ是150°。压环的一面具有锥度的作用在于，当密封填料被压紧时，力作用在压环上，压环上的锥度将力分解，使密封填料向主轴方向压紧，起到极好的密封效果。而且压环的内径与主轴间隙在50丝以内，在高温金属热膨胀时，压环与主轴的间隙更小，泄漏高压液体通过间隙后，压力也就减少许多，起到部分间隙密封的效果。

本实用新型的高温高压密封装置在密封装置周围设置有冷却夹套，冷却夹套上有冷却介质进口和冷却介质出口。冷却介质可以是冷却水、冷却油等。

本实用新型的高温高压密封装置在环状密封组合填料之间还设有中间环，有中注油接管将中间环和中注油杯连通。设置中间环的目的是，可以预先注入高压油，或外接循环系统，结合上述的密封结构，即可用于工业应用。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、耐压耐温能力高。本实用新型的高温高压密封装置的工作压力为2.5～30.0MPa，并且在高压的同时，还可耐温200℃～460℃，而现有技术适用工作状态是1MPa、450℃或者5MPa、250℃。

2、密封性能好。本实用新型采用的碳纤维密封材料既坚固又柔韧，而柔性石墨盘根密封材料具有透气强、弹性好、自润滑性能好的特点，能减少对轴的磨损，补偿一般的尺寸误差，两者结合在一起使用，可以优点互补使密封效果达到最佳状态。

3、本实用新型采用的背环结构，背环的一侧开有环隙，使高压侧产生的压力可进入背环的环隙，高压侧压力均匀作用在背环上，可减少泵内液体压力对填料的冲击，并对主轴上安装的填料产生一推力，起到自密封的作用，而且随压力的上升，密封效果更好。

4、本实用新型在密封组合填料组之间装有带锥度的金属环，当有泄露发生时，旋紧压紧螺母，在整个密封组上，金属环可将力传递，提高密封效果。

5、本实用新型的高温高压密封装置结构简单，易于实施，可靠性强，安全性好。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图。

图2是本实用新型背环的结构示意图。

图3是本实用新型压环的结构示意图。

图中标号所示：

1-主轴，2-压紧螺母，3-密封主体，4-压环，5-冷却介质进口，6-密封组合填料，7-中间环，8-支撑环，9-背环，10-冷却介质出口，11-中注油接管，12-中注油杯，13-冷却夹套，14-环隙。

具体实施方式

下面结合对本实用新型的具体实施例的详细描述来进一步说明本实用新型，但是实施例不是对本实用新型的限制。

如图1、图2及图3所示，本实用新型的高温高压密封装置主要包括主轴1，主轴1上靠近高压侧装有背环9，背环9靠近高压一侧开有环隙14，环隙14深度是0.5mm。然后主轴1上依次装有支撑环8、压环4、环状密封组合填料6、中间环7、环状密封组合填料6、压环4，旋紧压紧螺母2将上述元件压紧，固定在密封主体3上。本实用新型可设置4组环状密封组合填料6，环状密封组合填料6左右装有压环4。所述的压环4的一面具有一定锥度，锥度θ是150°。在主轴周围有冷却夹套13，冷却夹套13上有冷却介质进口5和冷却介质出口10。在环状密封组合填料6之间还设有中间环7，有中注油接管11将中间环7和中注油杯12连通。

本实施例中所述的环隙14深度还可以在0.2～1mm中选择，压环4锥度θ在140°～160°中选择，可设置1～5组环状密封组合填料6。

Claims (8)

1、一种高温高压密封装置，主要包括主轴[1]，主轴[1]周围设置环状密封组合填料[6]、压环[4]、中间环[7]、压紧螺母[2]、冷却夹套[13]等，其特征在于：主轴[1]上在靠近高压侧装有背环[9]，然后依次装有支撑环[8]和环状密封组合填料[6]，环状密封组合填料[6]左右装有压环[4]，旋紧压紧螺母[2]将上述元件压紧，固定在密封主体[3]上。

2、如权利要求1所述的密封装置，其特征在于所述的背环[9]靠近高压一侧开有环隙[14]。

3、如权利要求2所述的密封装置，其特征在于所述背环[9]的环隙[14]深度是0.2～1mm。

4、如权利要求1所述的密封装置，其特征在于：在主轴[1]上有1～5组密封组合填料[6]。

5、如权利要求1所述的密封装置，其特征在于所述的压环[4]一侧具有一定的锥度，所述锥度θ是140°～160°。

6、如权利要求1所述的密封装置，其特征在于所述的支撑环[8]是碳纤维环、夹有金属丝网的柔性石墨环、铜丝模压环。

7、如权利要求1所述的密封装置，其特征在于所述的环状密封组合填料[6]是由碳纤维方形盘根和柔性石墨间隔组成。

8、如权利要求7所述的密封装置，其特征在于所述的柔性石墨是柔性石墨方型编织盘根、柔性石墨环、柔性石墨和金属丝网加工成型的环。

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