CN112460081A - 增压机构及机械密封辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种增压机构及机械密封辅助系统，其中，增压机构包括：嵌套设置且覆盖有同一底板的内筒和外筒，底板开设有与内筒腔体连通的封液孔、与外筒腔体连通的至少一组冷却孔，外筒的顶部覆盖有一顶板，顶板开设有与环形腔体连通的循环管路通孔；依次贯穿外筒、内筒的压缩杆，压缩杆的末端形成有与内筒的内侧密封贴合并将内筒腔体分隔为上腔体和下腔体的活塞部；其中，外筒与内筒之间形成的环形腔体内配置有环绕于内筒外侧壁的盘管，至少一组冷却孔与环形腔体连通并与盘管相连。本发明解决了现有技术中由于增加缸内的密封介质温度过高而影响密封效果甚至影响增加缸内密封件使用寿命的问题。

Description

增压机构及机械密封辅助系统

技术领域

本发明涉及增压缸领域，更具体涉及一种增压机构及机械密封辅助系统。

背景技术

液压缸是将液压能转变为机械能且做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。对于工作在机械密封辅助系统中的液压缸其主要用于使管路处于保压状态。但是，一般液压缸中的密封介质温度过高时会影响液压缸的密封效果，甚至会影响液压缸内密封件的使用寿命。

有鉴于此，有必要对现有技术中的增压机构予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于公开一种增压机构及机械密封辅助系统，以解决现有技术中由于增加缸内的密封介质温度过高而影响密封效果甚至影响增加缸内密封件使用寿命的问题。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种增压机构，包括：

嵌套设置且覆盖有同一底板的内筒和外筒，所述底板开设有与内筒腔体连通的封液孔、与外筒腔体连通的至少一组冷却孔，所述外筒的顶部覆盖有一顶板，所述顶板开设有与所述外筒腔体连通的循环管路通孔；

依次贯穿所述外筒、所述内筒的压缩杆，所述压缩杆的末端形成有与所述内筒的内侧密封贴合并将所述内筒腔体分隔为上腔体和下腔体的活塞部；

其中，所述外筒与所述内筒之间形成的环形腔体内配置有环绕于内筒外侧壁的盘管，所述至少一组冷却孔与所述环形腔体连通并与所述盘管相连。

作为本发明的进一步改进，所述底板还可开设有与所述环形腔体连通的补给孔，所述内筒的上腔体与所述环形腔体连通。

作为本发明的进一步改进，所述内筒的顶部覆盖有一盖板，所述盖板上形成有供所述内筒的上腔体与所述环形腔体连通的敞口，所述顶板的底部部分贯穿有至少一个贯穿所述盖板的固定件。

作为本发明的进一步改进，所述循环管路通孔由形成于所述顶板侧壁的横向通孔、与所述横向通孔连通且与所述环形腔体连通的纵向通孔构成。

作为本发明的进一步改进，所述顶板上形成有套设于所述压缩杆上的套筒，所述套筒的纵向长度不小于所述压缩杆的纵向长度。

第二方面，本发明还提供一种机械密封辅助系统，包括：

待冷却密封设备；

与所述待冷却密封设备相连的循环泵；

分别与所述待冷却密封设备、所述循环泵相连的换热器，且所述待冷却密封设备、所述循环泵以及所述换热器之间形成流动介质循环管路；以及，

如第一方面所述的增压机构，所述增压机构的循环管路通孔与所述流动介质循环管路连通，所述增压机构的封液孔与所述待冷却密封设备连通。

作为本发明的进一步改进，还包括：

与所述增压机构的补液孔连通的自动补液设备。

作为本发明的进一步改进，所述待冷却密封设备与所述换热器的管路连接处配置有自动排气阀。

作为本发明的进一步改进，所述换热器与所述循环泵的管路连接处配置有压力开关。

作为本发明的进一步改进，所述循环泵的进液端或出液端设有流量计。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的增压机构通过依次贯穿外筒、内筒的压缩杆的活塞部在内筒腔体内的位置，确保活塞部上方形成的上腔体压力与活塞部下方形成的下腔体压力保持相同，以实现与增压机构外部循环管路的压力平衡。并且，通过底板设置的冷却孔向环绕于内筒外侧的盘管注入冷却介质对内筒及外筒进行冷却，以防增压机构内的密封介质温度过高而影响密封效果甚至影响增压机构内密封件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种机械密封辅助系统的示意性原理图；

图2为本发明一个实施例的机械密封辅助系统的立体图；

图3为图2的主视图；

图4为图2的右视图；

图5为图2的后视图；

图6为本发明一个实施例的增压机构的示意性立体图；

图7为本发明一个实施例的增压机构的示意性剖视结构图；

图8为图6的示意性仰视图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“正方向”、“负方向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参图1至图8所示出的本发明的一种机械密封辅助系统的具体实施方式。

参图1至图5所示，本实施例的机械密封辅助系统包括：增压机构300；待冷却密封设备400；与待冷却密封设备400相连的循环泵500；分别与待冷却密封设备400、循环泵500相连的换热器600，且待冷却密封设备400、循环泵500以及换热器600之间形成流动介质循环管路700。

其中，结合图7所示，增压机构300包括：嵌套设置且覆盖有同一底板30的内筒10和外筒20，底板30开设有与内筒腔体100连通的封液孔31，封液孔31配置有封液接口31a，增压机构300通过封液接口31a与待冷却密封设备400连通。外筒20的顶部覆盖有一顶板21，顶板21开设有与外筒腔体(外筒20与内筒10之间形成的环形腔体200)连通的循环管路通孔，增压机构300通过循环管路通孔与流动介质循环管路700连通。内筒10的上腔体101与环形腔体200连通，具体地，内筒10的顶部覆盖有一盖板11，盖板11上形成有供内筒10的上腔体101与环形腔体200连通的敞口110，顶板21的底部部分贯穿有至少一个贯穿盖板11的固定件111。

需要说明的是，循环管路通孔配置有至少一个，对于配置有两个及以上循环管路通孔的情形，在正常使用时，除保留其中一个循环管路通孔之外，其他循环管路通孔以塞头等部件堵住，以作备用。而被保留的循环管路通孔与流动介质循环管路700相连，在流动介质循环管路内的压力大于第一压力预设值时自动排液，以稳定流动介质循环管路700的压力。循环管路通孔均由形成于顶板21侧壁的横向通孔211(与流动介质循环管路相连且与待冷却密封设备400相连)、与横向通孔211连通且与环形腔体200连通的纵向通孔212构成。如图1所示，横向通孔211处配置有循环管路接口211a，循环管路接口211a连接至待冷却密封设备400与循环泵500的管路连接处。由此，待冷却密封设备的旋转轴在工作过程中产生摩擦使得旋转轴及待冷却密封设备的内部温度过高，通过流动介质循环管路700内的冲洗介质对待冷却密封设备进行清洗和冷却。

可以理解的是，冲洗介质从待冷却密封设备400出口以A方向流出经由换热器600进行换热，换热后的冲洗介质被循环泵500吸入并泵回至待冷却密封设备400，以达到对待冷却密封设备400进行冲洗和冷却的目的。由于增压机构300的存在，且横向通孔211通过纵向通孔212与环形腔体200连通，以与内筒10的上腔体101连通，由此，内筒10的上腔体101与待冷却密封设备400和循环泵500的管路连接处连通，以在流动介质循环管路700的压力比较大(如大于第一压力预设值)时自动排液，以确保流动介质循环管路700中压力处于平衡状态。

其中，循环管路接口211a可配置安全阀211b，通过安全阀211b的设置，在流动介质循环管路700的压力大于第一压力预设值时自动开启，以使冲洗介质以B方向实现自动排液的目的。此外，封液接口31a与待冷却密封设备400之间的管路连接处连接有安全阀31b，内筒10下腔体102与待冷却密封设备400连通，并在待冷却密封设备400内的压力大于第二压力预设值时，安全阀31b自动开启，以使待冷却密封设备400内的冲洗介质以C方向实现自动排泄的目的。可见，通过增压机构300的设置，可平衡流动介质循环管路700中的压力，即平衡待冷却密封设备400与流动介质循环管路700中其他部件之间的压力。

为了能够及时监测到流动介质循环管路700的压力是否超过第一压力预设值，可在流动介质循环管路700中设置流量计701。本实施例中，流量计701可设于待冷却密封设备400和循环泵500的管路连接处。流量计701页可以设于流动介质循环管路700中其他位置，或者，流量计701可配置为多个，且多个流量计701布置于流动介质循环管路700的不同位置处。即，流量计701的数量和布置位置不限于本实施例所限定的范围，可根据具体工况进行设置。其中，待冷却密封设备400和循环泵500的管路连接处连接有球阀706、与球阀706连接的自动排气阀707，以通过自动排气阀707自动排出流动介质循环管路700内的气体。待冷却密封设备400的出口可通过一球阀708与换热器600连接，待冷却密封设备400的进口可通过一球阀709与循环泵500连接。循环泵500的输入端和输出端均设有用于控制流动介质的泵入量或泵出量的阀门710。

流动介质循环管路700中还可配置温度传感器702，以监测流动介质循环管路700的温度。其中，温度传感器702可配置为循环泵500与换热器600之间的管路连接处。温度传感器702还可连接至待冷却密封设备400与换热器600之间的管路连接处。当然，温度传感器702可设于流动介质循环管路700中的其他位置，或者，温度传感器702可配置为多个，且多个温度传感器702布置于流动介质循环管路700的不同位置处。即，温度传感器702的数量和布置位置不限于本实施例所限定的范围，可根据具体工况进行设置。流动介质循环管路700中还安装有用于监测流动介质循环管路700中压力的压力表703和在监测到流动介质循环管路700中压力达到第一压力预设值时发出报警的压力开关704。在本实施例中，压力表703和压力开关704均可通过二阀组配置于循环泵500与换热器600之间的管路连接处。循环泵500与换热器600之间的管路连接处还可设有球阀705。

结合图6至图8进行说明，在上述任一项实施例中，增压机构300的底板30开设有与外筒腔体连通的至少一组冷却孔(冷却进液孔321和冷却出液孔322)，冷却进液孔321处配置冷却进液接口321a，冷却出液孔322处配置冷却出液接口322a；依次贯穿外筒20、内筒10的压缩杆40，压缩杆40的末端形成有与内筒10的内侧密封贴合并将内筒腔体100分隔为上腔体101和下腔体102的活塞部41。其中，外筒20与内筒10之间形成的环形腔体200内配置有环绕于内筒10外侧壁的盘管50，至少一组冷却孔即冷却进液孔321和冷却出液孔322均分别与环形腔体200连通并分别与盘管50的进液端口51和出液端口52相连。

其中，盘管50的数量配置为一个或两个或三个及以上，冷却孔的组数与盘管50的数量相匹配，即冷却出液孔322与冷却进液孔321的数量分别与盘管50的数量相匹配。在图7的实施例中，仅示出了一个盘管50环绕于内筒10的外侧壁。对于设置有两个以及以上数量的盘管50的实施例，则将第二、第三及以上盘管依次叠加环绕于内筒10的外侧壁，以进一步提高对外筒20及内筒10中密封介质的散热效率。即，盘管50的数量可根据具体实际工况需求进行设置，不限于本实施例所限定的范围。

可以理解的是，本实施例的增压机构通过依次贯穿外筒20、内筒10的压缩杆40的活塞部41在内筒腔体100内的位置，确保活塞部41上方形成的上腔体101压力与活塞部下方形成的下腔体102压力保持相同，以实现增压机构外部管路(即流动介质循环管路700)的压力平衡。并且，通过底板30设置的冷却孔向环绕于内筒10外侧的盘管50注入冷却介质对内筒10及外筒20进行冷却，以防增压机构内的密封介质温度过高而影响密封效果甚至影响增压机构内密封件的使用寿命。从而解决了现有技术中由于增加缸内的密封介质温度过高而影响密封效果甚至影响增加缸内密封件(如活塞部41中与内筒10内侧密封贴合的导向圈或密封圈等部件)使用寿命的问题。

应理解，增压机构300在正常工作状态时，内筒10的上腔体101的压力与下腔体102的压强之比恒定，理论上，通常上腔体101内的压强不小于下腔体102内的压强，使活塞部41在内筒腔体100内处于一个平衡状态(如图1中活塞部41位于P1位置或者位于内筒腔体100内的中间位置)。而在实际使用过程中，一方面，上腔体与下腔体之间无法做到绝对密封，以使上下腔体之间出现泄漏，上腔体101内的密封介质流向下腔体102内，使上腔体101空间逐渐减小，使得压缩杆40向上运动，如活塞部41运动至图2中的P2位置处。另一方面，由于待冷却密封设备内无法做到绝对密封，在流动介质循环管路700内的冲洗介质对待冷却密封设备进行冲洗时，冲洗介质会进入待冷却密封设备内的搅拌釜腔内，使得流动介质循环管路700内的冲洗介质持续减少，由此，在增压机构内的上腔体101的压力和下腔体102的压力保持平衡的情况下，上腔体101内的密封介质也逐渐减少，使上腔体101的容积逐渐下降，且下腔体102容积逐渐变大，从而使得压缩杆40向上运动，如活塞部41运动到如图2中P2的位置。

为解决上述技术问题，本实施例通过在底板30开设有与环形腔体200连通的补给孔33，补给孔33处配置补给孔接口33a，以与自动补液设备800相连。如此设置，补给孔33通过环形腔体200对上腔体101补给密封介质，以增加上腔体101空间，从而使活塞部41回到规范位置，以使流动介质循环管路700中的冲洗介质的存量能够正常用于对待冷却密封设备400进行冲洗的状态。

进一步地，顶板21上形成有套设于压缩杆40上的套筒42，以防止灰尘进入压缩杆40，以通过压缩杆40进入内筒腔体100内。其中，套筒42的纵向长度一般不小于压缩杆40的纵向长度。顶板21上形成有环绕于套筒42的外侧并与套筒42的外侧壁相贴合的液位计22(具体可以配置为磁翻板液位计)，液位计22形成有用于将液位计22固定于顶板21上的固定孔221，且压缩杆40配置有用于检测活塞部41在内筒腔体100内位置的液位开关23、与液位计22的指示器匹配的磁铁(图中未示出)。如此设置，在压缩杆40纵向运动时，压缩杆40上的磁铁会随之纵向运动，液位计22的指示器会随磁铁的纵向运动而发生变动。由此，通过液位计22的指示器的显示位置确定活塞部41在内筒腔体100内的位置，以确定活塞部41是否发生变动，从而准确地确定流动介质循环管路700中冲洗介质的存量是否达到预设量以正常用于对待冷却密封设备进行清洗，并在流动介质循环管路700中冲洗介质的存量不足(即未达到预设量)时及时通过补给孔33补液，以确保流动介质循环管路700继续工作于对待冷却密封设备400进行清洗和冷却的状态。

此外，底板30上形成有环绕于外筒20的外侧且与外筒20的外侧壁相贴合的环形凸起部34，环形凸起部34形成有对称布置的贯穿至底板30的通孔35，通孔35内贯穿有螺栓组件36，以通过螺栓组件36贯穿通孔35内实现环形凸起部34与底板30的固定连接。外筒20的外侧壁布置有至少一个固定支架37。

需要说明的是，本实施例所涉及的“冲洗介质”与“密封介质”为具有等同作用的技术特征，且“冲洗介质”和“密封介质”均可配置为水、白油等介质。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种增压机构，其特征在于，包括：

嵌套设置且覆盖有同一底板的内筒和外筒，所述底板开设有与内筒腔体连通的封液孔、与外筒腔体连通的至少一组冷却孔，所述外筒的顶部覆盖有一顶板，所述顶板开设有与所述外筒腔体连通的循环管路通孔；

依次贯穿所述外筒、所述内筒的压缩杆，所述压缩杆的末端形成有与所述内筒的内侧密封贴合并将所述内筒腔体分隔为上腔体和下腔体的活塞部；

其中，所述外筒与所述内筒之间形成的环形腔体内配置有环绕于内筒外侧壁的盘管，所述至少一组冷却孔与所述环形腔体连通并与所述盘管相连。

2.根据权利要求1所述的增压机构，其特征在于，所述底板还可开设有与所述环形腔体连通的补给孔，所述内筒的上腔体与所述环形腔体连通。

3.根据权利要求2所述的增压机构，其特征在于，

所述内筒的顶部覆盖有一盖板，所述盖板上形成有供所述内筒的上腔体与所述环形腔体连通的敞口，所述顶板的底部部分贯穿有至少一个贯穿所述盖板的固定件。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的增压机构，其特征在于，

所述循环管路通孔由形成于所述顶板侧壁的横向通孔、与所述横向通孔连通且与所述环形腔体连通的纵向通孔构成。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的增压机构，其特征在于，

所述顶板上形成有套设于所述压缩杆上的套筒，所述套筒的纵向长度不小于所述压缩杆的纵向长度。

6.一种机械密封辅助系统，其特征在于，包括：

待冷却密封设备；

与所述待冷却密封设备相连的循环泵；

分别与所述待冷却密封设备、所述循环泵相连的换热器，且所述待冷却密封设备、所述循环泵以及所述换热器之间形成流动介质循环管路；以及，

如权利要求1-5中任一项所述的增压机构，所述增压机构的循环管路通孔与所述流动介质循环管路连通，所述增压机构的封液孔与所述待冷却密封设备连通。

7.根据权利要求6所述的机械密封辅助系统，其特征在于，还包括：

与所述增压机构的补液孔连通的自动补液设备。

8.根据权利要求6所述的机械密封辅助系统，其特征在于，

所述待冷却密封设备与所述换热器的管路连接处配置有自动排气阀。

9.根据权利要求6所述的机械密封辅助系统，其特征在于，

所述换热器与所述循环泵的管路连接处配置有压力开关。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的机械密封辅助系统，其特征在于，

所述循环泵的进液端或出液端设有流量计。

Images