CN85201763U

CN85201763U - 离心泵用带定比例减速环的机械密封装置

Info

Publication number: CN85201763U
Application number: CN 85201763
Authority: CN
Inventors: 潘永康
Original assignee: NANJING OIL REFINERY OF JINLING PETROLEUM CHEMICAL CO
Current assignee: NANJING OIL REFINERY OF JINLING PETROLEUM CHEMICAL CO
Priority date: 1985-05-08
Filing date: 1985-05-08
Publication date: 1987-01-14

Abstract

本实用新型用于离心泵机械密封装置上，尤其适用于泵送沸点低，蒸汽压大的液体。现用机械密封装置无法或者不能有效地降低静、动环密封面相对速度，造成介质液膜因温升高而破坏，影响机泵的密封性能和机械密封装置的寿命。

本实用新型在于通过一个置于动、静环之间的定比例减速环以降低动、静环密封面的相对速度，从而克服了现用机械密封装置上述的不足。

Description

本发明用于离心泵机械密封上，以便有效地降低动、静环接触面上的温升，对泵送沸点低、蒸汽压大的液体尤其适用。

我们知道，为防止离心泵等旋转设备液体泄漏，通常采用如图1所示的机械密封装置。这种机械密封装置的静环（图1－1）和动环（图1－2）接触面之间靠泵送液体本身形成的液膜来润滑。所述液膜的存在，能保证泵的密封性能和延长机械密封装置的寿命。

根据摩擦学原理，液膜的形成与静、动环接触面上所承受的端面压力（P）和静、动环密封面相对速度（V）的乘积（PV）值相关，对一定的液体来说，（PV）值过大，就会破坏液膜。通常，（P）设计时可选择合适的平衡系数来控制，以改善液膜润滑状态；但对于（V），由于它取决于与电机同步的泵轴转速和泵轴直径，图1所示的机械密封装置不能对其进行控制。

（V）和静、动环接触面上液膜的温升（Δt）有如式（1）所示的关系：

Δt＝λ (μv²)/(8K_LJ) （1）

式中：μ－液体粘度

K_L－液体导热系数

J－热功当量

λ－液膜温升系数，在只有一对接触面时为1。

在一定工艺参数下的一种液体，如果（V）超过某一数值，液膜就会因（Δt）过高而发生蒸发。由式（1）可见，μ、K_L都是不可改变的物理常数，而（Δt）和（V）的平方成正比，（V）越小，（Δt）下降的越显著，如果能有效地降低（V），就能大大降低（Δt），防止液膜蒸发，避免因（Δt）过高破坏液膜而导致静、动环接触面的干摩擦。但是至今尚未见到关于怎样有效地降低（V）的报导。据“机械密封”（日本鹫田彰著化学工业部设备设计中心站 1976.6出版）介绍，曾有过一种如图2所示的带中间环的机械密封，它由静环（图2－1），减速环（图2－2），动环（图2－3）组成。由于中间环自由地夹持在静、动环之间，没有控制（V）的方法，转速在0～n转／分之间随机变化，不能有效地降低（V）以降低（Δt），所以，难以取得理想效果。

为了有效地控制（V），使液膜润滑良好，保证密封性能和延长机械密封装置寿命，本发明采用了如图3所示的供离心泵用带定比例减速环的机械密封装置。这套装置由静环（图3－1），减速环（图3－2）、（图10），动环（图3－3）和微型行星齿轮减速器（图3－4）或其它型式的减速器组成。采用行星齿轮减速器是由于它制造简单，结构紧凑。它由止推环（图4），传动套（图5），行星齿轮轴（图6），静太阳轮（图7），动太阳轮（图8），行星轮（图9）组成。它的一次投资平均价格大约为一套标准机械密封的1／3左右，还可以反复使用。其原理是：通过安装在与电机同步的泵轴上，随泵轴旋转的动太阳轮驱动行星轮绕泵轴公转，传动套一端安装在行星轮轴上，另一端带动减速环以固定的速比转动。克服了中间环密封的不足。

为使减速环与静环，减速环与动环这两对接触面的新温升（Δt′）大致相等，避免其中任何一面（Δt′）过高，影响液膜状态，并导致减速环发生热变形，这两对接触面应采用相同的最佳配对材料，在没有找出最佳配对材料前，也可采用传统的石墨材料做减速环，碳化钨做静、动环；静动环的密封面尺寸也应完全相等，如（图3－1），（图3－3）所示，并使减速环转速约为泵轴转速的一半，即（V）降低一半。新温升Δt′可由式2表示：

Δt′＝λ·

\frac{μ(\frac{V}{2})^{2}}{{8K}_{L} J}

＝ (λ)/4 · (μv2)/(8K_LJ) ＝ (λ)/4 Δt （2）

因为这套装置有两对接触面，故1＜λ＜2，式2可写成：

1/4 Δt＜Δt′＜ 1/2 Δt （3）

由式3可见，新温升Δt′大约为原温升的1／4～1／2。

据“炼油装置泵用机械密封失效统计及分析”（唐庆斌王汝美“炼油设备密封技术文集”炼油设备设计技术中心站 1984.11出版）介绍国内石油系统某炼油厂中，轻质油泵的密封失效率为设备密封总失效率的34.5％失效的主要原因是静、动环接触面之间（Δt）过高，液膜蒸发，破坏了液膜润滑，使静、动环接触面发生干摩擦。这种现象，在液态烃泵，丙烃泵上表现的特别突出。造成的后果是：一方面要耗费相当的人力、物力进行维修，另一方面，液态烃等介质泄漏后可能引起爆炸，着火等事故。所以，一种适合轻质油泵用新结构机械密封的开发，受到人们普遍关注。

本离心泵用带定比例减速环的机械装置就是针对轻油泵而设计的，当然，它也适用于输送其它介质。在今后的试验中，还要不断地对密封接触面的材料配对进行探讨，加以完善。

Claims

1、一种离心泵用带定比例减速环的机械密封装置包括动环、静环和夹持在动、静环之间的减速环。其特征在于：通过一套安装在与电机同步的泵轴上的行星齿轮减速器，经过传动套来控制置于动、静环之间的减速环按一定比例旋转。

2、如权利要求1所述的密封装置，其特征在于：行星齿轮减速器的速比为2：1。

3、如权利要求1所述的密封装置，其特征在于：动、静环的密封面采用同种耐磨材料和相同的尺寸。