CN203926119U - 一种大轴径串联式双端面机械密封 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械设备的机械密封装置技术领域，具体为一种泵用的大轴径串联式双端面机械密封，包括泵轴和套在泵轴外的轴套，泵轴分为内轴段和外轴段，外轴段的直径尺寸大于内轴段的直径尺寸，轴套具有内轴套和外轴套，外轴套位于泵轴径向的外侧设有连接壳体，连接壳体沿泵轴轴向靠泵体外侧贴合固定连接有外壳体，内轴套靠外轴套一侧嵌有第一动环，连接壳体的内圈套设有与第一动环配合的第一静环，外壳体靠泵体外侧的内圈套设有第二静环，外轴套的外圈套设有与第二静环配合的第二动环，轴套、第一动环、第一静环、连接壳体、外壳体、第二静环和第二动环围成密封腔，密封性好、抗干扰能力强、不易损伤、适合于大轴径高转速的泵轴。

Description

一种大轴径串联式双端面机械密封

技术领域

本实用新型涉及机械设备的机械密封装置技术领域，具体为一种泵用的大轴径串联式双端面机械密封。

背景技术

现有技术中，目前石化行业中, 80% ~ 90% 的叶片泵采用了机械密封; 而在美国的旋转机械装置中, 其用量甚至占到了全部密封件的90% 以上。机械密封是流体机械和动力机械中重要的密封装置, 它对整台机器设备、整套装置甚至对整个生产过程的安全性都有很大的影响, 是机械设备防漏、节能以及控制环境污染的重要基础件。传统分类方法是依据密封的布置和结构分类，分为单端面密封、双端面密封和两级串联密封。随着高新技术和工业的高速发展, 机械密封以其多方面的优越性被广泛应用。在石油和石油化工工业中, 有近90 % 的旋转设备采用机械密封。近半个世纪以来,随着人们对环境保护的日益关注,要求机械密封向零逸漏、高可靠性、长寿命、低磨损的方向发展;同时,计算机技术、材料学、流体动力学和摩擦学的发展，为机械密封的发展提供了理论基础和设计手段,机械密封技术得到了大发展,出现了许多新技术、新结构、新产品。但是就目前发展现状而言，无论是双端面密封还是单端面密封都无法控制泄露量大的问题。而对于大轴径高转速的情况下泄露尤为严重。如公告号为203297629U的中国专利公告了一种单端面机械密封装置，其具有因升温变形影响密封性能、使用寿命短、内部流体介质意外泄露发生火灾率高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种密封性好、抗干扰能力强、不易损伤的适合于大轴径高转速的泵轴的大轴径串联式双端面机械密封。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种大轴径串联式双端面机械密封，包括泵轴和套在所述泵轴外的轴套，泵轴套有轴套的部分具有一体连接的两段，分为轴向靠泵体内侧的内轴段和由泵体内往外延伸的外轴段，所述外轴段的直径尺寸大于所述内轴段的直径尺寸，轴套具有与内轴段和外轴段分别相对应且一体连接的内轴套和外轴套，所述外轴套靠近内轴套的部分位于泵轴径向的外侧设有带法兰盘的用于与泵体内侧部件固定连接的连接壳体，所述连接壳体沿泵轴轴向靠泵体外侧贴合固定连接有外轴套远离内轴套的部分位于泵轴径向外侧的外壳体，所述内轴套靠所述外轴套一侧嵌有第一动环，所述连接壳体的内圈套设有沿泵轴轴向向泵体内与所述第一动环配合的第一静环，所述外壳体靠泵体外侧的内圈套设有第二静环，所述外轴套的外圈套设有沿泵轴轴向向泵体外与所述第二静环配合的第二动环，所述轴套、所述第一动环、所述第一静环、所述连接壳体、所述外壳体、所述第二静环和所述第二动环围成密封腔。

上述技术方案中，整个结构整体性好，耐受能力强，各个部位件配合损伤率低，内轴套、第一动环、第一静环和连接壳体依次配合形成第一道密封结构，外壳体、第二静环、第二动环和外轴套依次配合形成第二道密封结构，而这两道密封结构之间就是位于中间位置的密封腔，第一道密封结构是最靠近泵体内部的，也即最接近泵体内流体介质的，相当于泵体内流体介质要流出泵外，需要经过了三道密封设置，所以该结构可以有效较少介质的泄露，安全性高，有效避免流体介质意外泄露而发生火灾等情况出现，另外通过泵轴、轴套和壳体的设计，使得结构的贴合度更好，运行稳定性高，不容易变形，减少运行损伤，延长使用寿命。

作为对本实用新型的优选，连接壳体沿泵轴轴向靠泵体内侧壁面上嵌有内密封垫片，外壳体与所述连接壳体的贴合部位上嵌有外密封垫片，所述连接壳体与所述外壳体之间通过沿着泵轴轴向设置的壳体锁紧螺钉锁紧连接，所述连接壳体与所述外壳体上开设有相应的螺孔。该优选使得连接壳体和外壳体之间密封性更好，固定更牢固，保证结构和运行的稳定性，同时使得连接壳体与泵体内侧部件之间的密封性更好。

作为对本实用新型的优选，内轴套与第一动环之间夹有第一动密封圈，连接壳体与第一静环之间夹有第一静密封圈，外壳体与第二静环之间夹有第二静密封圈，外轴套与第二动环之间夹有第二动密封圈。动环和轴套都是随着泵轴转动而转动，而静环都是不随泵轴转动而转动的，通过密封圈的设置不仅可以较少结构间的磨损，而且可以进一步提高密封性能。

作为对本实用新型的优选，第二动环背离第二静环一侧设有套设于外轴套外圈上并作用于所述第二动环的挡圈，所述挡圈背离所述第二动环一侧设有沿泵轴轴向设置并作用于所述挡圈的动弹簧，所述动弹簧安装于套设在所述外轴套外圈上的弹簧座内，所述弹簧座通过垂直于所述外轴套的弹簧座锁紧螺钉锁紧连接于所述外轴套上。弹簧和挡圈的设置起到很好的补偿作用，调高安装时的精确度，调整时只需微调，就能协调各装配部件之间的安装误差，从而有效避免安装过程中产生的误差，有效提高密封件的使用寿命，有效防止危险、有毒、易燃物质的泄露，具有高性能的保险作用，同时，运行时扩大了泵轴轴向可控偏移距离，扩大了密封件的使用范围，适合与大轴径、高转速的结构。

作为对本实用新型的优选，第一静环背离第一动环一侧设有沿泵轴轴向设置并作用于所述第一静环的静弹簧，所述静弹簧嵌于连接壳体上。进一步扩大了密封件的使用范围，更加适合与大轴径、高转速的结构。

作为对本实用新型的优选，第二静环背离第二动环一侧设有沿泵轴轴向设置并作用于所述第二静环的静防转销，所述静防转销嵌于外壳体上。防止第二静环在运行过程中被带动产生与外壳体之间的相对转动而造成磨损，保证运行稳定性，延长使用寿命。

作为对本实用新型的优选，第一动环背离第一静环一侧设有沿泵轴轴向设置并作用于所述第一动环的动防转销，所述动防转销嵌于内轴套上。防止第一动环在转动过程中遭到第一静环的作用而滞后产生与内轴套之间的相对转动而造成磨损，保证运行稳定性，延长使用寿命。

作为对本实用新型的优选，连接壳体上开设有与密封腔连通的阻漏冲洗液入口，外壳体上开设有与所述密封腔连通的阻漏冲洗液出口，所述阻漏冲洗液入口位于所述连接壳体背对内轴套一侧向所述外壳体倾斜，所述阻漏冲洗液出口垂直于泵轴并对着第二静环或者第二动环。阻漏冲洗液可采用水、油等冷却液，第一，可以产生浮动效果，在各个方向有一定的补偿作用，提高运行误差的范围，减少机械摩擦等损伤，第二，通过持续的进出液进行冷却作用，有效防止机械密封件因升温而影响密封性能，延长了机械密封件的使用寿命，第三，该结构通过阻漏冲洗液的液压力对第一道密封结构和第二道密封结构形成一个压制作用，进一步强化了第一道密封结构和第二道密封结构的密封性能，起到更好的密封效果。

作为对本实用新型的优选，轴套通过垂直穿过外轴套上的轴套锁紧螺钉锁紧连接于泵轴上，内轴套与所述泵轴之间夹有内密封圈。保证结构的连接强度和较好的密封性。

作为对本实用新型的优选，外壳体背对连接壳体一侧垂直于泵轴方向嵌有定位片，所述定位片上设有垂直于泵轴方向作用至外轴套的定位螺钉，定位片和外轴套开设有相应的定位孔。对轴套和泵轴起到限位的作用，防止轴向偏移过渡而产生危险。

本实用新型的有益效果：该结构密封性好、抗干扰能力强，整个结构整体性好，耐受能力强，可以有效较少介质的泄露，安全性高，有效避免流体介质意外泄露而发生火灾等情况出现，运行稳定性高，不容易变形，减少运行损伤，延长使用寿命，可调高安装时的精确度，调整时只需微调，就能协调各装配部件之间的安装误差，从而有效避免安装过程中产生的误差，有效提高密封件的使用寿命，有效防止危险、有毒、易燃物质的泄露，具有高性能的保险作用，同时，运行时扩大了泵轴轴向可控偏移距离，扩大了密封件的使用范围，适合与大轴径、高转速的结构，另外具有较好的冷却效果并有效防止机械密封件因升温而影响密封性能，延长了机械密封件的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图中：1、泵轴；101、内轴段；102、外轴段；2、轴套；201、内轴套；202、外轴套；3、轴套锁紧螺钉；4、静防转销；5、外壳体；6、第二静密封圈；7、第二静环；8、阻漏冲洗液出口；9、第二动环；10、第二动密封圈；11、挡圈；12、弹簧座锁紧螺钉；13、外密封垫片； 15、内密封垫片；16、阻漏冲洗液入口；17、第一静密封圈；18、第一静环；19、第一动密封圈；20、动防转销；21、第一动环；22、内密封圈；23、连接壳体；24、静弹簧；25、壳体锁紧螺钉；26、动弹簧；27、弹簧座；28、定位螺钉；29、定位片。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1，如图1所示，一种大轴径串联式双端面机械密封，包括泵轴1和套在所述泵轴1外的轴套2，泵轴1套有轴套2的部分具有一体连接的两段，分为轴向靠泵体内侧的内轴段101和由泵体内往外延伸的外轴段102，外轴段102的直径尺寸大于内轴段101的直径尺寸，轴套2具有与内轴段101和外轴段102分别相对应且一体连接的内轴套201和外轴套202，外轴套202靠近内轴套201的部分位于泵轴1径向的外侧设有带法兰盘的用于与泵体内侧部件固定连接的连接壳体23，连接壳体23沿泵轴1轴向靠泵体外侧贴合固定连接有外轴套202远离内轴套201的部分位于泵轴1径向外侧的外壳体5，内轴套201靠外轴套202一侧嵌有第一动环21，连接壳体23的内圈套设有沿泵轴1轴向向泵体内与第一动环21配合的第一静环18，外壳体5靠泵体外侧的内圈套设有第二静环7，外轴套202的外圈套设有沿泵轴1轴向向泵体外与所述第二静环7配合的第二动环9，轴套2、所述第一动环21、第一静环18、连接壳体23、外壳体5、第二静环7和第二动环9围成密封腔。

连接壳体23沿泵轴1轴向靠泵体内侧壁面上嵌有内密封垫片15，外壳体5与连接壳体23的贴合部位上嵌有外密封垫片13，连接壳体23与外壳体5之间通过沿着泵轴1轴向设置的壳体锁紧螺钉25锁紧连接，连接壳体23与外壳体5上开设有相应的螺孔。内轴套201与第一动环21之间夹有第一动密封圈19，连接壳体23与第一静环18之间夹有第一静密封圈17，外壳体5与第二静环7之间夹有第二静密封圈6，外轴套202与第二动环9之间夹有第二动密封圈10。第二动环9背离第二静环7一侧设有套设于外轴套202外圈上并作用于第二动环9的挡圈11，挡圈11背离第二动环9一侧设有沿泵轴1轴向设置并作用于挡圈11的动弹簧26，动弹簧26安装于套设在外轴套202外圈上的弹簧座27内，弹簧座27通过垂直于外轴套202的弹簧座锁紧螺钉12锁紧连接于外轴套202上。第一静环18背离第一动环21一侧设有沿泵轴1轴向设置并作用于第一静环18的静弹簧24，静弹簧24嵌于连接壳体23上。第二静环7背离第二动环9一侧设有沿泵轴1轴向设置并作用于第二静环7的静防转销4，静防转销4嵌于外壳体5上。第一动环21背离第一静环18一侧设有沿泵轴1轴向设置并作用于第一动环21的动防转销20，动防转销20嵌于内轴套201上。

连接壳体23上开设有与密封腔连通的阻漏冲洗液入口16，外壳体5上开设有与密封腔连通的阻漏冲洗液出口8，阻漏冲洗液入口16位于连接壳体23背对内轴套201一侧向所述外壳体5倾斜，阻漏冲洗液出口8垂直于泵轴1并对着第二静环7或者第二动环9。阻漏冲洗液可以采用水、油等冷却液，阻漏冲洗液入口16和阻漏冲洗液出口8靠近密封腔的位置均具有向着密封腔方向尺寸逐渐减小的锥形段，提高密封性和结构平衡性。

轴套2通过垂直穿过外轴套202上的轴套锁紧螺钉3锁紧连接于泵轴1上，内轴套201与泵轴1之间夹有内密封圈22。外壳体5背对连接壳体23一侧垂直于泵轴1方向嵌有定位片29，定位片29上设有垂直于泵轴1方向作用至外轴套202的定位螺钉28，定位片29和外轴套202开设有相应的定位孔。

上述结构中动环均可采用软质材料，例如主材为石墨、塑料类材料；静环均可采用硬质材料，例如金属、合金类材料。第二静密封圈6、第二动密封圈10、第一静密封圈17、第一动密封圈19和内密封圈22均可采用O型密封圈。

Claims (10)

1.一种大轴径串联式双端面机械密封，包括泵轴（1）和套在所述泵轴（1）外的轴套（2），其特征在于：泵轴（1）套有轴套（2）的部分具有一体连接的两段，分为轴向靠泵体内侧的内轴段（101）和由泵体内往外延伸的外轴段（102），所述外轴段（102）的直径尺寸大于所述内轴段（101）的直径尺寸，轴套（2）具有与内轴段（101）和外轴段（102）分别相对应且一体连接的内轴套（201）和外轴套（202），所述外轴套（202）靠近内轴套（201）的部分位于泵轴（1）径向的外侧设有带法兰盘的用于与泵体内侧部件固定连接的连接壳体（23），所述连接壳体（23）沿泵轴（1）轴向靠泵体外侧贴合固定连接有外轴套（202）远离内轴套（201）的部分位于泵轴（1）径向外侧的外壳体（5），所述内轴套（201）靠所述外轴套（202）一侧嵌有第一动环（21），所述连接壳体（23）的内圈套设有沿泵轴（1）轴向向泵体内与所述第一动环（21）配合的第一静环（18），所述外壳体（5）靠泵体外侧的内圈套设有第二静环（7），所述外轴套（202）的外圈套设有沿泵轴（1）轴向向泵体外与所述第二静环（7）配合的第二动环（9），所述轴套（2）、所述第一动环（21）、所述第一静环（18）、所述连接壳体（23）、所述外壳体（5）、所述第二静环（7）和所述第二动环（9）围成密封腔。

2.根据权利要求1所述的一种大轴径串联式双端面机械密封，其特征在于：连接壳体（23）沿泵轴（1）轴向靠泵体内侧壁面上嵌有内密封垫片（15），外壳体（5）与所述连接壳体（23）的贴合部位上嵌有外密封垫片（13），所述连接壳体（23）与所述外壳体（5）之间通过沿着泵轴（1）轴向设置的壳体锁紧螺钉（25）锁紧连接，所述连接壳体（23）与所述外壳体（5）上开设有相应的螺孔。

3.根据权利要求2所述的一种大轴径串联式双端面机械密封，其特征在于：内轴套（201）与第一动环（21）之间夹有第一动密封圈（19），连接壳体（23）与第一静环（18）之间夹有第一静密封圈（17），外壳体（5）与第二静环（7）之间夹有第二静密封圈（6），外轴套（202）与第二动环（9）之间夹有第二动密封圈（10）。

4.根据权利要求3所述的一种大轴径串联式双端面机械密封，其特征在于：第二动环（9）背离第二静环（7）一侧设有套设于外轴套（202）外圈上并作用于所述第二动环（9）的挡圈（11），所述挡圈（11）背离所述第二动环（9）一侧设有沿泵轴（1）轴向设置并作用于所述挡圈（11）的动弹簧（26），所述动弹簧（26）安装于套设在所述外轴套（202）外圈上的弹簧座（27）内，所述弹簧座（27）通过垂直于所述外轴套（202）的弹簧座锁紧螺钉（12）锁紧连接于所述外轴套（202）上。

5.根据权利要求4所述的一种大轴径串联式双端面机械密封，其特征在于：第一静环（18）背离第一动环（21）一侧设有沿泵轴（1）轴向设置并作用于所述第一静环（18）的静弹簧（24），所述静弹簧（24）嵌于连接壳体（23）上。

6.根据权利要求5所述的一种大轴径串联式双端面机械密封，其特征在于：第二静环（7）背离第二动环（9）一侧设有沿泵轴（1）轴向设置并作用于所述第二静环（7）的静防转销（4），所述静防转销（4）嵌于外壳体（5）上。

7.根据权利要求6所述的一种大轴径串联式双端面机械密封，其特征在于：第一动环（21）背离第一静环（18）一侧设有沿泵轴（1）轴向设置并作用于所述第一动环（21）的动防转销（20），所述动防转销（20）嵌于内轴套（201）上。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种大轴径串联式双端面机械密封，其特征在于：连接壳体（23）上开设有与密封腔连通的阻漏冲洗液入口（16），外壳体（5）上开设有与所述密封腔连通的阻漏冲洗液出口（8），所述阻漏冲洗液入口（16）位于所述连接壳体（23）背对内轴套（201）一侧向所述外壳体（5）倾斜，所述阻漏冲洗液出口（8）垂直于泵轴（1）并对着第二静环（7）或者第二动环（9）。

9.根据权利要求8所述的一种大轴径串联式双端面机械密封，其特征在于：轴套（2）通过垂直穿过外轴套（202）上的轴套锁紧螺钉（3）锁紧连接于泵轴（1）上，内轴套（201）与所述泵轴（1）之间夹有内密封圈（22）。

10.根据权利要求9所述的一种大轴径串联式双端面机械密封，其特征在于：外壳体（5）背对连接壳体（23）一侧垂直于泵轴（1）方向嵌有定位片（29），所述定位片（29）上设有垂直于泵轴（1）方向作用至外轴套（202）的定位螺钉（28），定位片（29）和外轴套（202）开设有相应的定位孔。