[實用新型]液/氣壓控制的機械密封裝置

有效

• 申請號: 201220709506.6
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN202992171U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 宋偉華;何方
• 申請（專利權）人: 四川日機密封件股份有限公司
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16;F16J15/46
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司 51100
• 代理人: 濮家蔚

技術領域

本實用新型涉及一種旋轉設備的端面密封裝置，適用于對包括各型壓縮機、反應釜、泵等流體機械旋轉軸的端面密封。

背景技術

????機械密封是一種用于旋轉流體機械的軸封裝置，由至少一對垂直于旋轉軸線的端面組成，在流體壓力及補償機構彈力（或磁力）共同作用下，以及輔助密封圈的配合下，使該對端面保持貼合并相對滑動，構成防止流體泄漏的裝置。傳統彈簧靜止式機械密封裝置的基本原理和結構如圖1所示，包括有安裝于軸上可隨軸（16）旋轉的非補償環組件（1），以及經凸耳等適當形式的防轉結構（5）與環座（8）定位安裝并可沿軸向作適當浮動的補償環（2），非補償環與補償環間軸向相對的端面為其可相互配合的密封端面，在補償環的非密封軸向端與環座的配合部位間，保持有適當的浮動運動空間，并在環座（或壓蓋）與補償環間配合有具有適當彈性力的圓柱彈簧、圓錐彈簧、?波片彈簧、波紋管等彈性元件（19），為補償環提供彈性推力，使補償環在彈簧力和介質壓力共同作用下，保持密封端面間的貼合，并在補償環與壓蓋間設有的O型、V型、楔形等相應形式輔助密封圈的共同配合下，防止流體泄漏。

上述傳統形式機械密封裝置存在有許多需要改進的不足。首先是在安裝時，為使彈簧能提供合適的彈力，需要確保彈簧等彈性元件受到足夠壓縮。壓縮量過大，會使密封端面的磨損會加劇；壓縮量過小，則會因彈力不足而使密封端面在介質壓力下貼合力偏小而使密封效果變差。因此，現場安裝時需要反復測量和計算機械密封的工作高度，誤差不能超出設計值的±0.5mm，安裝要求高，易出現安裝失誤，效率低。而且，為放置彈性元件也常需有較大的安置空間，使常規機械密封軸向尺寸較長。由于其實際安裝空間受限，因而常有減薄尺寸設計的情況，導致產品強度變差。

其次是在設備運行使用過程中，由于彈簧一般壓縮量較小3~5mm，并只能提供固定的彈性力（一般設計為平均值），對軸向竄動較為敏感，抗干擾能力差，因此使用過程中其密封性能和效果易受壓力波動的影響。特別是對如反應釜等常存在壓力波動的場合，以及具有大軸向竄動的使用場合，由于傳統機械密封的彈簧比壓固定，有可能導致密封端面打開失效而產生泄漏。而且彈性元件材料受軸向竄動的反復交變載荷作用易產生疲勞屈服，影響整個機械密封的使用壽命。而在運行過程中出現需進行調整的情況時，傳統密封裝置因無法從外部進行調節，只能停機拆卸解體后，通過調整其安裝位置的方式改變其運行狀態。

實用新型內容

????鑒于此，本實用新型提供了一種全新的機械密封裝置，可以滿意解決傳統密封裝置的上述問題。

本實用新型的液/氣壓控制的機械密封裝置，基本結構中同樣包括有可隨軸旋轉的非補償環組件和與其軸向相對并可作軸向浮動的補償環，其軸向相對的端面為可相互配合的密封端面。補償環經適當的防轉結構與環座相互定位，并在其非密封的軸向端與環座的配合部位間保持有浮動運動空間。其中，在與環座相配合的補償環的內、外徑周面部位，分別經密封結構（如常用形式的密封圈等）使其非密封尾端部的浮動運動空間成為一密閉空間，并使該密閉空間經貫穿環座的通道與裝置外可連接壓力流體源的流體壓力調節控制單元相連接。

本實用新型上述機械密封裝置的結構中，將補償環非密封軸向端與環座的配合部位間的浮動空間設置成為一密閉空間，并取消了傳統用于向補償環提供彈性推力的彈性元件，改用可由裝置外通過向該密閉空間中通入的壓力可調的氣體和/或液體等流體形成的流體彈簧，使補償環與非補償環的密封端面相互貼合密封，從而實現了可在運轉過程中方便、快速地調節機械密封的運行參數，保證和提高了密封性能效果，擴大了其適用的范圍和靈活性。

本實用新型上述密封裝置中，所說流體壓力調節控制單元的具體形式可以有不同的選擇。例如，可以為直接與壓力流體源連接并設有控制閥門、壓力顯示結構和壓力流體調節結構的管路結構。

另一種可優選的方式，是該流體壓力調節控制單元為包括有可經控制閥門、壓力顯示結構和壓力流體調節結構與壓力流體源相連接的流體容器結構。該流體容器結構設置的一個顯著作用，是在設備中的密封失效時，通過不同密封部位的失效導致的容器結構中液面的上升或下降，可對密封狀況進行監控和判斷。同時，該容器結構對泄漏出來的介質的緩沖及收集作用，還能防止系統泄漏的介質進入大氣，從而更加安全和環保。

在采用上述優選方式的流體壓力調節控制單元時，所說流體壓力調節控制單元中的控制閥門，一種優選方式是，包括分別設置在壓力顯示結構前、后端的單向閥和截止閥。

此外，上述的流體容器結構的形式，可以為充填單一液體或單一氣體的容器。更優選的方式，是采用為下部充填液體，上方連接壓力氣源的氣/液混合式容器結構。