一種集成式軸端密封裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種集成式軸端密封裝置，主要由一級(jí)浮環(huán)密封、二級(jí)設(shè)有密封介質(zhì)分配環(huán)的填料密封倉(cāng)組成，一級(jí)浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)由多組浮環(huán)密封組成，前幾組與后幾組背靠背對(duì)稱安裝，分別放置在L型隔環(huán)的兩側(cè)；二級(jí)設(shè)有密封介質(zhì)分配環(huán)的填料密封倉(cāng)是由硬質(zhì)隔環(huán)、填料、密封介質(zhì)分配環(huán)、填料壓蓋及填料函組成。主要應(yīng)用于中低壓旋轉(zhuǎn)軸式設(shè)備軸端密封；本發(fā)明設(shè)計(jì)的集成式組合密封結(jié)構(gòu)可以達(dá)到旋轉(zhuǎn)軸式設(shè)備內(nèi)部危險(xiǎn)介質(zhì)零泄漏目的，具有壽命長(zhǎng)、密封可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單、檢修方便及無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種集成式軸端密封裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備軸端集成式組合密封結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用于石油化工行業(yè)中設(shè)備殼內(nèi)介質(zhì)呈氣液或液固混合相中低壓旋轉(zhuǎn)軸式設(shè)備的軸端密封。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有石油化工行業(yè)中設(shè)備殼內(nèi)介質(zhì)呈氣液或液固混合相中低壓旋轉(zhuǎn)軸式設(shè)備的軸端密封主要應(yīng)用浮環(huán)密封、機(jī)械密封等密封結(jié)構(gòu)；現(xiàn)有類似于該組合密封的密封結(jié)構(gòu)如下:
⑴組合式浮環(huán)密封裝置(專利號(hào)為00132605.8)和一種浮環(huán)密封裝置(專利號(hào)為CN1334408A)，該技術(shù)主要基于浮環(huán)密封對(duì)其局限性進(jìn)行優(yōu)化處理；組合式浮環(huán)密封裝置(專利號(hào)為00132605.8)主要提高浮環(huán)密封裝置對(duì)油氣壓差的適應(yīng)性，擴(kuò)大安全運(yùn)行范圍，并有效降低密封油的內(nèi)泄漏量；另一種浮環(huán)密封裝置(專利號(hào)為CN1334408A)在內(nèi)浮環(huán)的環(huán)形壁面內(nèi)具有連通內(nèi)浮環(huán)的內(nèi)孔和外壁的通道，從而有效降低內(nèi)浮環(huán)的溫度，保證密封裝置的安全運(yùn)行。該型密封結(jié)構(gòu)主要適用于石油化工等行業(yè)的透平，離心壓縮機(jī)等流體機(jī)械的軸端密封，其技術(shù)局限性在于浮環(huán)密封所存在的輕微泄漏仍然存在，對(duì)于需要實(shí)現(xiàn)殼體內(nèi)部危險(xiǎn)介質(zhì)零泄漏目的設(shè)備來(lái)說(shuō)，該型密封結(jié)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
[0004]⑵一種旋轉(zhuǎn)軸組合密封裝置(專利號(hào)為CN101799075A)，該技術(shù)屬于機(jī)械密封領(lǐng)域，主要適用于軍工、船舶及航海等領(lǐng)域中的液體密封，其解決的技術(shù)問題是在低溫、無(wú)污染、無(wú)泄漏等苛刻密封性能要求下對(duì)液體進(jìn)行密封；
其技術(shù)局限性在于該型密封結(jié)構(gòu)屬于機(jī)械密封領(lǐng)域，對(duì)于液固混合相介質(zhì)，其內(nèi)部密封組件磨損較快，導(dǎo)致后期運(yùn)行及維護(hù)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有密封結(jié)構(gòu)在工業(yè)運(yùn)行過程中的局限性，本發(fā)明的目的在于提供一種集成式軸端密封裝置。主要適用于石油化工行業(yè)中設(shè)備殼內(nèi)介質(zhì)呈氣液或液固混合相中低壓旋轉(zhuǎn)軸式設(shè)備的軸端組合密封。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種集成式軸端密封裝置，主要由一級(jí)浮環(huán)密封、二級(jí)設(shè)有密封介質(zhì)分配環(huán)的填料密封倉(cāng)組成，其特征是:
一級(jí)浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)由多組浮環(huán)密封組成，前幾組與后幾組背靠背對(duì)稱安裝，分別放置在L型隔環(huán)的兩側(cè)；依次裝入浮環(huán)腔體，通過浮環(huán)壓蓋限位組裝成一體，再安裝在軸套上，密封介質(zhì)注入軟管II通過浮環(huán)腔體進(jìn)入L型隔環(huán)；每組浮環(huán)密封由碳環(huán)，L型隔環(huán)，限位環(huán)，止轉(zhuǎn)銷，軸向彈簧組成；0型密封圈I嵌入浮環(huán)腔體外表面，碳環(huán)為分瓣式，其內(nèi)壁設(shè)有半圓形溝槽，外圓圓周用拉簧箍緊為一體，碳環(huán)密封端面緊靠軸向彈簧，接近L型隔環(huán)，止轉(zhuǎn)銷居于碳環(huán)間；限位環(huán)居于碳環(huán)與L型隔環(huán)間；軸套內(nèi)壁與旋轉(zhuǎn)軸置有O型密封圈II ；二級(jí)設(shè)有密封介質(zhì)分配環(huán)的填料密封倉(cāng)是由硬質(zhì)隔環(huán)、填料、密封介質(zhì)分配環(huán)、填料壓蓋及填料函組成；環(huán)壓蓋與浮環(huán)腔體間裝有密封墊片，并通過浮環(huán)腔體固定螺釘與浮環(huán)壓蓋固定螺釘緊固；軸套外側(cè)布有填料壓蓋、硬質(zhì)隔環(huán)、填料、密封介質(zhì)分配環(huán)，填料分居密封介質(zhì)分配環(huán)兩側(cè)，硬質(zhì)隔環(huán)、填料函與填料壓蓋又分別居于填料和密封介質(zhì)分配環(huán)的兩側(cè)，填料函置于填料壓蓋、硬質(zhì)隔環(huán)、填料、密封介質(zhì)分配環(huán)外側(cè)，與浮環(huán)腔體和浮環(huán)壓蓋結(jié)合；填料壓蓋與填料函通過填料壓蓋固定螺栓緊固，填料函與浮環(huán)腔體通過填料函固定螺栓緊固，密封介質(zhì)注入軟管I通過填料函進(jìn)入密封介質(zhì)分配環(huán)。
[0007]上述的浮環(huán)腔體固定座內(nèi)壁與旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備中心同心度< 0.04mm,
上述的碳環(huán)內(nèi)壁均設(shè)有R=I的半圓形溝槽。
[0008]上述的密封氣體壓力高于旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備殼內(nèi)工作壓力，其壓力差≤0.04~
0.06Mpa。
[0009]上述的填料函內(nèi)壁與旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備中心同心度≤0.04mm。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是:
1、本發(fā)明涉及的由一級(jí)浮環(huán)密封、二級(jí)設(shè)有密封介質(zhì)分配環(huán)的填料密封倉(cāng)、軸套及O型密封圈集成的組合密封結(jié)構(gòu)可以達(dá)到旋轉(zhuǎn)軸式設(shè)備內(nèi)部危險(xiǎn)介質(zhì)零泄漏目的，且該裝置具有壽命長(zhǎng)、密封可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單、檢修方便及無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，克服了現(xiàn)有密封結(jié)構(gòu)在使用過程中的局限性。 [0011]2、本發(fā)明屬于接觸式密封與非接觸式密封的集成式多級(jí)組合密封，匹配的密封氣體與轉(zhuǎn)軸式設(shè)備密封介質(zhì)的工況相適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)一級(jí)浮環(huán)密封、二級(jí)設(shè)有密封介質(zhì)分配環(huán)的填料密封倉(cāng)密封。
[0012]3、固定座密封端面與旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備中心垂直度< 0.04mm,共同保證一級(jí)浮環(huán)密封、二級(jí)填料密封與旋轉(zhuǎn)軸之間密封壓力均勻，可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備殼內(nèi)危險(xiǎn)介質(zhì)的有效密封。
[0013]4、軸套表面進(jìn)行了鍍鉻硬化處理，其表面粗糙度<0.8 μ m，保證軸套與旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備殼體整體精度彌合，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸式設(shè)備內(nèi)部危險(xiǎn)介質(zhì)零泄漏目的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為一級(jí)浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為二級(jí)設(shè)有密封介質(zhì)分配環(huán)的填料密封倉(cāng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
1-填料壓蓋2-填料函3-密封介質(zhì)注入軟管I
4-硬質(zhì)隔環(huán)5-軸向彈簧6-密封介質(zhì)注入軟管II
7-浮環(huán)腔體8-浮環(huán)腔體固定座 9-0型密封圈I
10-限位環(huán)11-軸套12-止轉(zhuǎn)銷
13- L型隔環(huán)14-碳環(huán)15-拉簧
16-浮環(huán)腔體固定螺釘 17-浮環(huán)壓蓋固定螺釘18-密封墊片
19-浮環(huán)壓蓋20-填料函固定螺栓 21-填料
22-密封介質(zhì)分配環(huán) 23-填料壓蓋固定螺栓24-0型密封圈II。【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案再做進(jìn)一步說(shuō)明:
一種集成式軸端密封裝置，主要由一級(jí)浮環(huán)密封、二級(jí)設(shè)有密封介質(zhì)分配環(huán)的填料密封倉(cāng)組成；
一級(jí)浮環(huán)密封由組合式4組浮環(huán)密封組成，前4組與后4組背對(duì)背地對(duì)稱安裝，分別放置在L型隔環(huán)13的兩側(cè)；并通過浮環(huán)壓蓋19和浮環(huán)腔體7組裝成一體，成為集裝式結(jié)構(gòu)。然后，再安裝在經(jīng)表面硬化及光潔度處理的軸套11上，總成為集成式旋轉(zhuǎn)軸組合密封裝置。每組浮環(huán)密封由碳環(huán)14，L型隔環(huán)13，限位環(huán)10，止轉(zhuǎn)銷12，軸向彈簧5組成；0型密封圈19嵌入浮環(huán)腔體7外表面，碳環(huán)14為分瓣式，其外圓圓周用拉簧15箍緊為一體，碳環(huán)14內(nèi)壁均設(shè)有R=I的半圓形溝槽，該溝槽主要作為碳環(huán)14徑向浮動(dòng)時(shí)密封氣體的流道。密封氣體壓力高于旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備殼內(nèi)工作壓力，其壓力差< 0.04?0.06Mpa，方便密封氣體由碳環(huán)14內(nèi)壁間隙較小側(cè)(壓力較高)流向碳環(huán)14內(nèi)壁間隙較大側(cè)(壓力較低)，從而實(shí)現(xiàn)密封氣體在碳環(huán)14內(nèi)壁與軸套11空隙間壓力分布均勻。浮環(huán)腔體固定座8通過焊接或螺紋連接與旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備的端蓋連接為一體，連同旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備殼體整體進(jìn)行精加工，保證浮環(huán)腔體固定座8內(nèi)壁與旋轉(zhuǎn)軸中心同心度< 0.04_。碳環(huán)14在L型隔環(huán)13不旋轉(zhuǎn),徑向浮動(dòng)范圍為1_，可以補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于浮環(huán)腔體固定座8內(nèi)壁不同心度和徑向擺動(dòng)，具有自定心功能；碳環(huán)14密封端面緊靠軸向彈簧5，通過密封氣體緊靠L型隔環(huán)13背面上，止轉(zhuǎn)銷12居于碳環(huán)14間；限位環(huán)10居于碳環(huán)14與L型隔環(huán)13間，止轉(zhuǎn)銷12居于碳環(huán)14間；軸套11內(nèi)壁與旋轉(zhuǎn)軸置有O型密封圈II 24，密封氣體通過密封介質(zhì)注入軟管II 6進(jìn)入浮環(huán)腔體7通過L型隔環(huán)13，分別進(jìn)入前4組與后4組浮環(huán)密，進(jìn)入后4組的氣體對(duì)旋轉(zhuǎn)軸式設(shè)備內(nèi)部危險(xiǎn)介質(zhì)進(jìn)行隔離阻封，進(jìn)入前4組的氣體經(jīng)過多級(jí)降壓后，由二級(jí)填料密封實(shí)現(xiàn)最終S封。
[0019]二級(jí)設(shè)有密封介質(zhì)分配環(huán)的填料密封倉(cāng)是由硬質(zhì)隔環(huán)4、填料21、密封介質(zhì)分配環(huán)22、填料壓蓋I及填料函2組成。填料函2內(nèi)壁與旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備中心同心度< 0.04_。浮環(huán)壓蓋19與浮環(huán)腔體7間裝有密封墊片18，并通過浮環(huán)腔體固定螺釘16與浮環(huán)壓蓋固定螺釘17緊固；軸套11外側(cè)布有填料壓蓋1、硬質(zhì)隔環(huán)4、填料21、密封介質(zhì)分配環(huán)22，填料21分居密封介質(zhì)分配環(huán)22兩側(cè)，硬質(zhì)隔環(huán)4、填料函2與填料壓蓋I又分別居于填料21和密封介質(zhì)分配環(huán)2的兩側(cè)，填料函2置于填料壓蓋1、硬質(zhì)隔環(huán)4、填料21、密封介質(zhì)分配環(huán)22外側(cè)，與浮環(huán)腔體7和浮環(huán)壓蓋19結(jié)合；填料壓蓋I與填料函2通過填料壓蓋固定螺栓23緊固，填料函2與浮環(huán)腔體7通過填料函固定螺栓20緊固，密封介質(zhì)注入軟管I 3通過填料函2進(jìn)入密封介質(zhì)分配環(huán)22，對(duì)分布于密封介質(zhì)分配環(huán)21前后的4組填料施加壓力，使得運(yùn)轉(zhuǎn)后磨損的填料壓縮變形始終脹緊在填料函2內(nèi)壁與軸套11所形成的填料腔內(nèi)，對(duì)經(jīng)過多級(jí)降壓后由一級(jí)浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)泄出的部分密封氣體，以及由密封氣體帶出的少量介質(zhì)進(jìn)行最終有效密封，以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸式設(shè)備內(nèi)部危險(xiǎn)介質(zhì)零泄漏目的。
【權(quán)利要求】
1.一種集成式軸端密封裝置，主要由一級(jí)浮環(huán)密封、二級(jí)設(shè)有密封介質(zhì)分配環(huán)的填料密封倉(cāng)組成，其特征是: 一級(jí)浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)由多組浮環(huán)密封組成，前幾組與后幾組背靠背對(duì)稱安裝，分別放置在L型隔環(huán)(13)的兩側(cè)；依次裝入浮環(huán)腔體(7)，通過浮環(huán)壓蓋(19)限位組裝成一體，再安裝在軸套(11)上，密封介質(zhì)注入軟管II (6)通過浮環(huán)腔體(7)進(jìn)入L型隔環(huán)(13);每組浮環(huán)密封由碳環(huán)(14 )，L型隔環(huán)(13 )，限位環(huán)(IO )，止轉(zhuǎn)銷(12 )，軸向彈簧(5 )組成；O型密封圈I (9)嵌入浮環(huán)腔體(7)外表面,碳環(huán)(14)為分瓣式,其內(nèi)壁設(shè)有半圓形溝槽,外圓圓周用拉簧(15)箍緊為一體，碳環(huán)(14)密封端面緊靠軸向彈簧(5)，接近L型隔環(huán)(13)，止轉(zhuǎn)銷(12)居于碳環(huán)(14)間；限位環(huán)(10)居于碳環(huán)(14)與L型隔環(huán)(13)間；軸套(11)內(nèi)壁與旋轉(zhuǎn)軸置有O型密封圈II (24); 二級(jí)設(shè)有密封介質(zhì)分配環(huán)的填料密封倉(cāng)是由硬質(zhì)隔環(huán)(4)、填料(21)、密封介質(zhì)分配環(huán)(22)、填料壓蓋(1)及填料函(2)組成；環(huán)壓蓋(19)與浮環(huán)腔體(7)間裝有密封墊片(18)，并通過浮環(huán)腔體固定螺釘(16)與浮環(huán)壓蓋固定螺釘(17)緊固；軸套(11)外側(cè)布有填料壓蓋(1)、硬質(zhì)隔環(huán)(4)、填料(21)、密封介質(zhì)分配環(huán)(22)，填料(21)分居密封介質(zhì)分配環(huán)(22)兩側(cè)，硬質(zhì)隔環(huán)(4)、填料函(2)與填料壓蓋(I)又分別居于填料(21)和密封介質(zhì)分配環(huán)(22)的兩側(cè)，填料函(2)置于填料壓蓋(I)、硬質(zhì)隔環(huán)(4)、填料(21)、密封介質(zhì)分配環(huán)(22)外側(cè)，與浮環(huán)腔體(7)和浮環(huán)壓蓋(19)結(jié)合；填料壓蓋(I)與填料函(2)通過填料壓蓋固定螺栓(23)緊固，填料函(2)與浮環(huán)腔體(7)通過填料函固定螺栓(20)緊固，密封介質(zhì)注入軟管1(3)通過填料函(2)進(jìn)入密封介質(zhì)分配環(huán)(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式軸端密封裝置，其特征浮環(huán)腔體固定座(8)內(nèi)壁與旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備中心同心度≤ 0.04mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式軸端密封裝置，其特征是:每組碳環(huán)(14)內(nèi)壁均設(shè)有R=I的半圓形溝槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式軸端密封裝置，其特征是:密封氣體壓力高于旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備殼內(nèi)工作壓力，其壓力差≤0.04~0.06Mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式軸端密封裝置，其特征是:填料函(2)內(nèi)壁與旋轉(zhuǎn)軸設(shè)備中心同心度≤0.04mm。
【文檔編號(hào)】F16J15/16GK103939607SQ201310022931
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月22日
【發(fā)明者】趙旭, 何德強(qiáng), 王瑞, 劉世平, 郭輝, 張睿, 張萬(wàn)堯 申請(qǐng)人:天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司