CN2750130Y - 组合式气体密封装置 - Google Patents

Abstract

组合式气体密封装置，在能随旋转轴转动的轴套外设置有至少一个组合式密封结构单元，包括一个与密封气气源相连通的密封空间、顺序设置并分别与该密封空间保持关联的至少一个端面干气密封结构单元和齿状迷宫密封结构。该端面干气密封结构单元中包括一个与轴套同步旋转的非补偿环和与其配对的补偿环，在弹簧座和补偿环之间配置有能使补偿环与非补偿环相互贴近并保持有合理间隙的弹性结构。该装置能满足负压进气保持压差的要求，还能解决防止工艺气外漏的问题，扩大了干气密封的使用范围，且可单独完成安装调试及试验，有利于简化现场安装程序及安装技术的难度，提高了产品的可靠性。

Description

组合式气体密封装置

技术领域

本实用新型涉及一种可用于压缩机、膨胀机、离心泵、反应釜等机械旋转轴密封的气体密封装置。

背景技术

从二十世纪九十年代开始，在对压缩机、膨胀机、离心泵、反应釜等机械旋转轴密封部件中就已逐渐推广和应用干气密封装置，即通过在沿轴向设置的旋转的非补偿环和非旋转的补偿环贴近的端面间吸入干净的密封气所形成的动态气膜而实现密封。但是因其非接触必然存在的气膜压力及气体微漏，在一些要求较高的情况下，例如负压进气或工艺介质对密封的安全性要求较高时均达不到工艺环境要求，从而限制了干气密封的使用。

迷宫密封是另一类密封结构形式，具有结构简单，能实现节流降压的特点，但运行过程中气体的泄漏量太大是其一个显著的缺点。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型将提供一种新结构形式的气体密封装置，使其能扩大了干气密封的使用范围，例如既能满足负压进气保持压差的要求，又能解决和防止工艺气外漏的问题。进一步，本实用新型的目的还在与能提供一种便于实现单独完成安装调试及试验的组合式气体密封装置，以有利于简化现场安装程序及安装技术的难度，并提高了产品的可靠性。

本实用新型的组合式气体密封装置，是在可随压缩机、膨胀机、离心泵、反应釜等机械旋转轴配合而转动的轴套外设置有至少一个组合式密封结构单元，所说该组合式密封结构单元包括一个与密封气气源相连通的密封空间、顺序设置并分别与该密封空间保持关联的至少一个端面干气密封结构单元和齿状迷宫密封结构，所说端面干气密封结构单元中包括一个与所说该轴套同步旋转的非补偿环和与其配对的补偿环，在弹簧座和补偿环之间配置有能使补偿环与非补偿环相互贴近并保持有合理间隙的弹性结构。

在上述的组合式气体密封装置中，密封结构单元中顺序设置的端面干气密封结构单元和齿状迷宫密封结构设置的相对位置可根据使用设备的密封特点和/或操作需要设定。例如试验显示，特别是在用于负压进气为保持压差要求和解决防止工艺气外漏时，以采用使其中该端面干气密封结构单元位于大气方向端一侧，齿状迷宫密封结构位于被密封介质方向端一侧为优。

同理，根据不同设备和/或对密封精度的不同要求，在上述组合式气体密封装置中所说的组合式密封结构单元可以一次设置有两个或更多个，其中靠近介质侧的一个组合式密封结构单元的泄漏气能通过其中的齿状迷宫密封结构流向介质端，其余各密封结构单元中的齿状迷宫密封结构的末端均应设置有一个通道，作为经密封空间通入的氮气等密封气通过迷宫结构后与工艺气等微漏介质的混合气体的泄放途径。

在上述结构形式的组合式气体密封装置中，所说的组合式密封单元结构中顺序设置的端面干气密封结构单元和齿状迷宫密封结构，进一步还可以采用在所说的该组合式密封单元结构中设置有两个连续的或不连续的端面干气密封结构单元与一个齿状迷宫密封结构相结合的形式。在设置有两个或更多个该组合式密封单元结构时，至少可以在一个密封单元结构中采用这种具有多个端面干气密封结构单元结构的形式设计。这对于提高密封效果，阻塞工艺气外漏显然都是更为有利的。

由于干气密封结构中的零部件都需经精密加工，形位公差及相互配合要求较高，安装过程既要十分小心，以免损伤零件，同时还需正确安装及配置，技术水平要求也较高。为更加便于实际使用，特别是现场安装和调试，在采用本实用新型上述结构形式的组合式气体密封装置时的进一步，还包括可将所说的单个或多个形式的组合式密封结构单元由安装板集装为整体型单元结构体形式的密封装置，由专门的技术人员及工人，在出厂前就将重要的安装尺寸及配合要求调整得很好，并通过试验验证后运到使用现场。在现场安装时只需要将本部件沿轴向推向轴的指定位置，紧固螺栓后拆除安装板，安装即告完成，无需在工作现场再对补偿环、非补偿环及其它部件进行安装。这一工作由制造企业的熟练的专门技术人员及技术工人来完成，无疑有利于大大提高产品的可靠性。同时，由于本实用新型密封装置中的迷宫密封结构巧妙地利用了干气密封结构中的相应零部件，也有利于顺利实现集装的要求。对迷宫密封有重要影响的配对材料、迷宫形式、迷宫间隙等技术环节也可以利用集装结构的优点，由制造部门经过试验和调试达到最佳效果，再运往使用现场，直接安装在压缩机等主机设备上使用。通过对迷宫的正确设计及安装，能大大地提高迷宫密封的效能，使通过迷宫的压降达到工艺介质的不同工况要求，不仅受工况波动的影响大大降低，还能有效地防止工艺气中少量不干净气体窜入密封端面，也能确保在介质为负压状态时同样能正常运行，这也是有利于极大提高密封可靠性的重要因素。

由上述形式的组合式气体密封装置可以理解，本实用新型巧妙地利用了干气密封的微泄漏特点和迷宫密封的有效降压作用，将两种非接触式密封组合后，既保留了非接触式密封的运行周期长的优点，又扩大了其适用范围，并增加了其可靠性，还具有安装方便的特点。而且，即使在工艺介质压力为负压时，本实用新型装置中的干气密封端面也能有效地、较稳定地建立气膜压力，使干气密封同样能正常使用，同时该密封装置还既能有效地限制工艺气体外泄漏，也能防止密封气较大量地进入工艺介质端造成工艺气体的正常成分波动，提高了运行的可靠性。

通过以下结合附图所示的具体实施方式作为实施例，可以对本实用新型的上述内容有更清楚详细的了解，但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本实用新型的范围内。

附图说明

图1是本实用新型的一种组合式气体密封装置的结构示意图。

具体实施方式

如图所示的组合式气体密封装置，是在能随旋转轴20转动的轴套12外依次设置有两个组合式密封结构单元。其中位于大气端侧的第一组合式密封结构单元中包括有一个与密封气气源相连通的第一密封腔17、以及顺序设置并分别与该密封腔17保持关联的第一端面干气密封结构单元和第一齿状迷宫密封结构6。其中该端面干气密封结构单元位于大气方向端的一侧，齿状迷宫密封结构6位于被密封介质方向端的一侧。所说该第一端面干气密封结构单元由一个可与该轴套12作同步旋转的第一非补偿环4和与其配对设置在第一弹簧座1上的第一补偿环3，并在第一弹簧座1和第一补偿环3之间还配置有能使配对的该第一补偿环3与第一非补偿环4相互贴近并保持有合理间隙的弹簧2，在第一齿状迷宫密封结构6的末端部位处有一与外部相通的混合气排放通道19。

顺序设置的第二组合式密封结构单元中也包括有一个与密封气气源相连通的第二密封腔18、以及顺序设置并分别与该密封腔18保持关联的第二和第三两个端面干气密封结构单元和第二齿状迷宫密封结构13。其中该两个端面干气密封结构单元位于靠近大气方向端的一侧，齿状迷宫密封结构13则位于被密封介质方向端的一侧。所说该第二端面干气密封结构单元由一个可与该轴套12作同步旋转的第二非补偿环11和与其配对设置在第二弹簧座8上的第二补偿环10构成，并按同样方式配置有能使该配对的补偿环与非补偿环相互贴近并保持有合理间隙的弹簧9；第三端面干气密封结构单元由一个同样可与该轴套12作同步旋转的第三非补偿环16和与其配对设置在第三弹簧座上的第三补偿环15构成，并相应同样配置有能使其相互贴近并保持有合理间隙的弹簧。该第二、第三两个端面干气密封结构单元的非补偿环既可以采用为整体结构形式的双端面干气密封单元构件，也可以采用两个分体式的结构。图中显示的该第三弹簧座与第二齿状迷宫密封结构13采用的是整体型同一个零件的形式。设置于轴套12外的两个组合式密封结构单元中的各零件，经连接螺钉7、环座5及安装板14等连接构件组合集装成为可供整体安装的整体型单元结构体。

上述各组合式密封结构单元中迷宫密封结构的材质可以为Cr钢、铸铁、铝材、铜材、塑料、石墨等，迷宫的齿数为3-40，迷宫间隙0.01-1.0mm，迷宫片厚度为0.1-2.0mm，迷宫片高度＜10mm，迷宫片的断面形状可为梯形、矩形、锯齿形等。

本例密封装置中采用了双密封腔，多个干气密封端面与多个迷宫密封组合，该密封装置利用干气密封的零件做成迷宫的齿形，组合密封成为完整的集装式密封装置。各密封腔通入的密封气通过由补偿环与非补偿环构成的密封端面微泄漏的气体，要经过相应的迷宫密封结构才可能与工艺介质相混合，这就确保了密封腔的压力能稳定地高于工艺介质压力，又能将工艺介质中不清洁的气体隔离在迷宫之外，从而保证了各干气端面密封结构单元中的补偿环与非补偿环的密封端面对气体干净度的要求。因而该密封装置既能解决负压进气保持压差的要求，又能防止工艺气外漏的问题，扩大了干气密封的使用范围，而且其中的各零部件在出厂时就可单独完成安装调试及试验，大大简化了现场安装程序及安装技术的难度，能显著提高产品的密封可靠性。

Claims (5)

1.组合式气体密封装置，其特征是在能随旋转轴转动的轴套(12)外设置有至少一个组合式密封结构单元，所说该组合式密封结构单元包括一个与密封气气源相连通的密封空间、顺序设置并分别与该密封空间保持关联的至少一个端面干气密封结构单元和齿状迷宫密封结构，所说端面干气密封结构单元中包括一个与该轴套(12)同步旋转的非补偿环和与其配对的补偿环，在弹簧座和补偿环之间配置有能使补偿环与非补偿环相互贴近并保持有合理间隙的弹性结构。

2.如权利要求1所述的组合式气体密封装置，其特征是在所说的组合式密封结构单元中，顺序设置的端面干气密封结构单元位于大气方向端一侧，齿状迷宫密封结构位于被密封介质方向端一侧。

3.如权利要求1所述的组合式气体密封装置，其特征是在所说的组合式密封结构单元为依次设置的至少两个，其中靠近介质侧的一个组合式密封结构单元的泄漏气能通过其中的齿状迷宫密封结构流向介质端，其余各密封结构单元中的齿状迷宫密封结构的末端均应设置有一个与外部相通的混合气排放通道(19)。

4.如权利要求3所述的组合式气体密封装置，其特征是所说的两个组合式密封单元结构中，至少在一个组合式密封单元结构中设置有两个端面干气密封结构单元。

5.如权利要求1至4之一所述的组合式气体密封装置，其特征是所说的组合式密封结构单元由安装板(14)集装为整体型单元结构体。

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