[發明專利]密封系統

有效

• 申請號: 201880055226.8
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN111051704B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 吉川成;早川淳一
• 申請（專利權）人: 株式會社荏原制作所
• 主分類號: F04D29/12
• 分類號: F04D29/12;F04D29/14;F04D29/58;F16J15/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王培超;張青

密封系統具備：雙重機械密封，其具有泵側密封機構(10、12)以及大氣側密封機構(11、13)；泵機構(19)，其由旋轉軸(1)驅動；第一介質循環管線(30)，其與第一腔室(22a)和第二腔室(22b)連接，使與離心泵的處理流體不同的兼作為流體阻隔的冷卻介質在第一腔室(22a)與第二腔室(22b)之間循環；熱交換器(21)以及截止閥(28)，它們安裝于第一介質循環管線(30)；第二介質循環管線(31)，其對截止閥(28)進行旁通；以及介質加壓泵(45)以及開閉閥(23)，它們安裝于第二介質循環管線(31)。

技術領域

本發明涉及包含在密封殼體內具備的雙重機械密封的密封系統，特別是涉及在構成雙重機械密封的泵側密封機構與大氣側密封機構之間具備由旋轉軸驅動的泵機構的密封系統。

背景技術

在提煉石油、天然氣等化石燃料時，需要除去二氧化碳(CO₂)、硫磺(S)等雜質。硫磺在提煉過程中大多作為硫化氫(H₂S)被回收，在提煉過程中使用的泵處理的流體中，有時也含有很多該硫化氫。硫化氫的毒性極高，在萬一漏出到大氣中的情況下，會給人體造成深刻的傷害，因此需要對泵的設計進行萬全的考慮，以使在處理硫化氫的泵中硫化氫絕對不向外部漏出。

圖6所示的密封系統具備：在離心泵的旋轉軸101的密封殼體114內具有泵側密封機構(滑動環110以及對置環112)、和大氣側密封機構(滑動環111以及對置環113)的雙重機械密封。在泵側密封機構與大氣側密封機構之間設置有由旋轉軸101驅動的泵機構119。在泵機構119的兩側形成有第一腔室122a以及第二腔室122b。上述第一腔室122a以及第二腔室122b形成于密封殼體114內，大氣側密封機構配置于第一腔室122a內，大氣側密封機構配置于第二腔室122b內。

泵機構119對兼作為流體阻隔的冷卻介質加壓以使其成為比泵葉輪的排出壓力Ph高的壓力Pb，并從第一腔室122a朝向第二腔室122b供給至第二腔室122b。第二腔室122b內的加壓后的兼作為流體阻隔的冷卻介質能夠防止被泵葉輪103加壓后的介質通過泵側密封機構的滑動環110以及對置環112而向第二腔室122b泄漏。

圖6所示的密封系統具備配置于密封殼體114外的再循環系統r。該再循環系統r與第一腔室122a和第二腔室122b連接，并構成為使兼作為流體阻隔的冷卻介質循環。再循環系統r具備熱交換器121，并具備如下的循環路徑，即：被泵機構119加壓后的兼作為流體阻隔的冷卻介質經由第二腔室122b到達熱交換器121，在此處被冷卻而返回至第一腔室122a，再次到達泵機構119。

兼作為流體阻隔的冷卻介質是離心泵的處理流體本身，預先被泵葉輪103加壓而注入密封系統。在密封系統內的兼作為流體阻隔的冷卻介質因漏液而減少的情況下，離心泵的處理流體被泵葉輪103加壓而補充至密封系統內。因此，在泵的處理流體包含毒性、可燃性流體的情況下，在緊鄰外部空氣處存在高壓的危險的流體而有可能向外部漏出。

大氣側密封機構的兼作為流體阻隔的冷卻介質的壓力是與運轉停止時離心泵的排出壓力相當的壓力。因此，在泵的處理流體包含毒性、可燃性流體的情況下，高壓的危險的流體有可能向外部漏出。在離心泵停止的情況下，密封系統內的兼作為流體阻隔的冷卻介質因漏液而減少的情況下，在儲能器140內預先加壓而存蓄的兼作為流體阻隔的冷卻介質被供給至密封系統內。

然而，在圖6中，由于泵機構119進行對兼作為流體阻隔的冷卻介質加壓并從第一腔室122a送出至第二腔室122b的工作，因此在泵機構119的附近大量產生熱。若保持原樣放置熱，則有可能使由熱膨脹引起的構成設備彼此發生干涉，由此產生部件的變形、或者產生O型環134、135等密封件的塑性變形而損害密封功能等。因此，在密封系統中設置熱交換器121來積極地冷卻兼作為流體阻隔的冷卻介質。

然而，由于兼作為流體阻隔的冷卻介質在密封系統中循環的驅動力由泵機構119產生，因此在離心泵因停電等而停止的情況下，泵機構119也同時停止。其結果，有可能在停止之前不久的運轉中產生的熱未消散，泵機構119周邊的設備的溫度上升至不允許的溫度。