專利名稱：流體動壓式機械密封的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械密封，特別是涉及到一種運用于高溫高壓化工離心泵上的機械密封。
背景技術：
高溫高壓化工離心泵主要應用煤液化、煤代油和煤制油等煤化工行業(yè)，泵的技術性能指標要求設計壓力≤12MPa；溫度≤300℃；轉速≤3000rpm。作為泵的核心部件之一的密封是考核泵質量的一個重要指標。高壓機械密封需要承受很高的壓力，在原理和思路上區(qū)別于常規(guī)機械密封。由于內壓高、啟動力矩大、PV值(密封負荷水平的標志)高、溫升大，所以高壓密封必須具有高的可靠性、高穩(wěn)定性和在高壓下的靈活追隨性。目前，市場所采用的這類化工離心泵廣泛使用各種類型的機械密封，但由于它們存在以下缺陷如US4212475公開了一種具有單列螺旋槽的流體動靜壓結合型非接觸式機械密封，是依靠螺旋槽的泵入效應來實現密封端面非接觸的，主要用于離心泵的干氣機械密封。但在泵軸高速旋轉條件下，該密封很容易把隔離氣體中的固體顆粒吸入密封端面之間而產生磨粒磨損，導致密封的早期失效；而且，此密封的隔離氣體消耗量大，經濟效益不甚理想；再如US4290611也發(fā)明了一種具有單列螺旋槽的非接觸式機械密封，是借助位于低壓側的流體動壓槽將低壓隔離液體送至高壓側而實現密封液體的無泄漏，同樣該密封極易將隔離液體中的固體顆粒吸入密封端面之間而導致密封的磨損失效；另外，該密封為防止隔離液體向大氣側泄漏而造成大量的物質損失，一般應在其外側增設輔助密封。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是在于避免上述現有技術的不足之處而提供一種流體動壓式機械密封，它既能滿足離心泵在煤化工中長期輸送高溫高壓的任意介質時保持無泄漏，又能滿足高的可靠性、高穩(wěn)定性和在高壓下的靈活追隨性。
本發(fā)明是這樣實現的一種流體動壓式機械密封包括動環(huán)座、動環(huán)、彈簧、軸套和靜環(huán)，所述的軸套固定在離心泵的泵軸上，所述的動環(huán)座固定在該軸套上，所述的動環(huán)一端套裝在所述的動環(huán)座中，在所述的動環(huán)與動環(huán)座之間設有彈簧，所述的動環(huán)可相當于動環(huán)座軸向移動，所述的動環(huán)另一端與靜環(huán)接觸，其特征在于在適當的彈簧比壓下，所述的動環(huán)與靜環(huán)之間形成一層潤滑膜。
本發(fā)明與現有技術相比具有如下優(yōu)點1.由于選擇了適當的彈簧比壓值，所述的動環(huán)與靜環(huán)之間形成一層潤滑膜，可以確保密封副運行可靠性，以提高密封使用壽命。
2.由于端面比壓的大小與了摩擦熱的大小成正比，根據P比＝P彈+(K-λ)P介，選擇載荷系數K與工況下的膜壓系數λ相當(避免K-λ≤0)，彈簧比壓值P彈選擇為0.1-0.15MPa，這樣可以將端面比壓控制在理想的范圍內，使所述的動環(huán)與靜環(huán)之間無論在何工作條件下均能形成一層潤滑膜，從而達到控制摩擦熱的目的，提高機械密封的使用壽命。


圖1是本發(fā)明所述流體動壓式機械密封的結構示意1.動環(huán)座2.彈簧4.推環(huán)5.V型圈6.動環(huán)8.靜環(huán) 10.泵軸 11.軸套
具體實施例方式在煤液化、煤代油和煤制油等煤化工行業(yè)，高溫高壓離心泵的技術性能指標要求設計壓力≤12MPa；溫度≤300℃；轉速≤3000rpm。在上述工況條件下，機械密封運行條件異常苛刻，密封運行可靠的首要條件是膜的形成，可以確保密封副運行可靠性。從圖1中可以看出，一種流體動壓式機械密封包括動環(huán)座1、動環(huán)6、彈簧2、軸套11和靜環(huán)8，所述的軸套11固定在離心泵的泵軸10上，所述的動環(huán)座1固定在該軸套11上，所述的動環(huán)6一端套裝在所述的動環(huán)座1中，在所述的動環(huán)6與動環(huán)座1之間設有彈簧2，所述的動環(huán)6可相當于動環(huán)座1軸向移動，所述的動環(huán)6另一端與靜環(huán)8接觸，其特征在于在適當的彈簧比壓下，所述的動環(huán)6與靜環(huán)8之間形成一層潤滑膜。
密封負荷水平的標志是PV值。軸轉速恒定，密封端面比壓負荷主要受介質壓力的影響，所以可以通過采用平衡型結構來減小有效的壓力值。減少摩擦端面寬度可以減少摩擦熱，高壓密封設計的要點之一就是確定載荷系數和端面寬度。一般端面寬度設計寬度范圍在2-5mm，并根據載荷系數和強度設計的需要進行調整。端面比壓的大小與了摩擦熱的大小成正比，根據P比＝P彈+(K-λ)P介，我們選擇載荷系數K與工況下的膜壓系數λ相當(避免K-λ≤0)，彈簧比壓值P彈選擇為0.1-0.15MPa，這樣可以將端面比壓控制在理想的范圍內，使所述的動環(huán)6與靜環(huán)8之間形成一層潤滑膜，從而達到控制摩擦熱的目的，提高機械密封的使用壽命。
權利要求
1.一種流體動壓式機械密封包括動環(huán)座(1)、動環(huán)(6)、彈簧(2)、軸套(11)和靜環(huán)(8)，所述的軸套(11)固定在離心泵的泵軸(10)上，所述的動環(huán)座(1)固定在該軸套(11)上，所述的動環(huán)(6)一端套裝在所述的動環(huán)座(1)中，在所述的動環(huán)(6)與動環(huán)座(1)之間設有彈簧(2)，所述的動環(huán)(6)可相當于動環(huán)座(1)軸向移動，所述的動環(huán)(6)另一端與靜環(huán)(8)接觸，其特征在于在適當的彈簧比壓下，所述的動環(huán)(6)與靜環(huán)(8)之間形成一層潤滑膜。
2.根據權利要求1所述的一種流體動壓式機械密封，其特征在于根據P比＝P彈+(K-λ)P介選擇彈簧(2)的比壓值。
3.根據權利要求1或2所述的一種流體動壓式機械密封，其特征在于彈簧(2)的比壓值在0.1-0.15MPa。
4.根據權利要求1所述的一種流體動壓式機械密封，其特征在于所述的動環(huán)(6)與靜環(huán)(8)接觸端面寬度范圍在2-5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應用煤液化、煤代油和煤制油等煤化工行業(yè)中高溫高壓化工離心泵所用的流體動壓式機械密封。它包括動環(huán)座、動環(huán)、彈簧、軸套和靜環(huán)，在動環(huán)與動環(huán)座之間設有彈簧，其特征在于在適當的彈簧比壓下，動環(huán)與靜環(huán)之間形成一層潤滑膜，所述的動環(huán)另一端與靜環(huán)接觸端面寬度范圍在2－5mm，且彈簧的比壓值控制在0.1－0.15MPa之間。這樣可以確保密封副運行可靠性；它既能滿足長期輸送高溫高壓的介質時保持無泄漏，又能滿足機械密封高的可靠性、高穩(wěn)定性和在高壓下的靈活追隨性，從而提高泵的使用壽命。
文檔編號F04D29/12GK1673547SQ20051003887
公開日2005年9月28日 申請日期2005年4月15日 優(yōu)先權日2005年4月15日
發(fā)明者盛絳, 尹潤生, 朱喬宏 申請人:江蘇雙達泵閥集團有限公司