專利名稱：流體動(dòng)壓式機(jī)械密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械密封，特別是涉及到一種運(yùn)用于高溫高壓化工離心泵上的機(jī)械密封。
背景技術(shù)：
高溫高壓化工離心泵主要應(yīng)用煤液化、煤代油和煤制油等煤化工行業(yè)，泵的技術(shù)性能指標(biāo)要求設(shè)計(jì)壓力≤12MPa；溫度≤300℃；轉(zhuǎn)速≤3000rpm。作為泵的核心部件之一的密封是考核泵質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。高壓機(jī)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(jī)械密封。由于內(nèi)壓高、啟動(dòng)力矩大、PV值(密封負(fù)荷水平的標(biāo)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(chǎng)所采用的這類化工離心泵廣泛使用各種類型的機(jī)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(dòng)靜壓結(jié)合型非接觸式機(jī)械密封，是依靠螺旋槽的泵入效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)密封端面非接觸的，主要用于離心泵的干氣機(jī)械密封。但在泵軸高速旋轉(zhuǎn)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(chǎn)生磨粒磨損，導(dǎo)致密封的早期失效；而且，此密封的隔離氣體消耗量大，經(jīng)濟(jì)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(jī)械密封，是借助位于低壓側(cè)的流體動(dòng)壓槽將低壓隔離液體送至高壓側(cè)而實(shí)現(xiàn)密封液體的無(wú)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(dǎo)致密封的磨損失效；另外，該密封為防止隔離液體向大氣側(cè)泄漏而造成大量的物質(zhì)損失，一般應(yīng)在其外側(cè)增設(shè)輔助密封。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種流體動(dòng)壓式機(jī)械密封，它既能滿足離心泵在煤化工中長(zhǎng)期輸送高溫高壓的任意介質(zhì)時(shí)保持無(wú)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。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種流體動(dòng)壓式機(jī)械密封包括動(dòng)環(huán)座、動(dòng)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(dòng)環(huán)座固定在該軸套上，所述的動(dòng)環(huán)一端套裝在所述的動(dòng)環(huán)座中，在所述的動(dòng)環(huán)與動(dòng)環(huán)座之間設(shè)有彈簧，所述的動(dòng)環(huán)可相當(dāng)于動(dòng)環(huán)座軸向移動(dòng)，所述的動(dòng)環(huán)另一端與靜環(huán)接觸，其特征在于在所述的動(dòng)環(huán)或者靜環(huán)端面上開有若干個(gè)均布的流體動(dòng)壓槽，當(dāng)密封環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在密封環(huán)的初始表面上形成與槽數(shù)相等的流體動(dòng)力楔和高壓區(qū)，在每一槽后形成彗星狀潤(rùn)滑楔。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.由于在所述的動(dòng)環(huán)或者靜環(huán)端面上開有若干個(gè)均布的流體動(dòng)壓槽，當(dāng)密封環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，槽能使液體強(qiáng)烈地冷卻距它較遠(yuǎn)的密封端面，進(jìn)行這種冷卻時(shí)，在密封環(huán)的初始表面上形成與槽數(shù)相等的流體動(dòng)力楔和高壓區(qū)，由于切向流和壓力降，在每一槽后形成彗星狀潤(rùn)滑楔。隨著密封面上載荷和滑動(dòng)速度的增加，摩擦系數(shù)反而減小，實(shí)現(xiàn)有效工作。從而提高泵的使用壽命。
2.由于動(dòng)環(huán)輔助密封圈采用一道或多道PTFE材料的“V”圈，可防止高壓條件下采用普通“O”型圈擠出軸肩造成動(dòng)環(huán)輔助圈失效的可能。
3.由于采用多彈簧設(shè)計(jì)，可以確保機(jī)械密封結(jié)構(gòu)緊湊，提高彈簧力均勻，提高機(jī)械密封的穩(wěn)定性。
4.由于采用整體式靜環(huán)設(shè)計(jì)，即靜環(huán)與靜環(huán)座合為一體，可滿足高負(fù)荷條件下的靜環(huán)尺寸穩(wěn)定性和高強(qiáng)度特性。


圖1是本實(shí)用新型所述流體動(dòng)壓式機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為圖1中所示I部的局部放大圖圖3為圖1中所示的動(dòng)環(huán)與靜環(huán)接觸部分的端面放大圖1.動(dòng)環(huán)座2.彈簧4.推環(huán)5.V型圈6.動(dòng)環(huán)8.靜環(huán) 9.動(dòng)壓槽 10.泵軸 11.軸套具體實(shí)施方式
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(shù)性能指標(biāo)要求設(shè)計(jì)壓力≤12MPa；溫度≤300℃；轉(zhuǎn)速≤3000rpm。在上述工況條件下，機(jī)械密封運(yùn)行條件異?？量?，密封運(yùn)行可靠的首要條件是膜的形成，可以確保密封副運(yùn)行可靠性；同時(shí)將摩擦熱迅速帶走是提高密封使用壽命。從圖1至圖3中可以看出，一種流體動(dòng)壓式機(jī)械密封包括動(dòng)環(huán)座1、動(dòng)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(dòng)環(huán)座1固定在該軸套11上，所述的動(dòng)環(huán)6一端套裝在所述的動(dòng)環(huán)座1中，在所述的動(dòng)環(huán)6與動(dòng)環(huán)座1之間設(shè)有彈簧2，所述的動(dòng)環(huán)6可相當(dāng)于動(dòng)環(huán)座1軸向移動(dòng)，所述的動(dòng)環(huán)6另一端與靜環(huán)8接觸，其特征在于在所述的動(dòng)環(huán)6或者靜環(huán)8接觸的端面上開有若干個(gè)均布的流體動(dòng)壓槽9，當(dāng)密封環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，槽9能使液體強(qiáng)烈地冷卻距它較遠(yuǎn)的密封端面，進(jìn)行這種冷卻時(shí)，在密封環(huán)的初始表面上形成與槽數(shù)相等的流體動(dòng)力楔和高壓區(qū)，由于切向流和壓力降，在每一槽后形成彗星狀潤(rùn)滑楔。隨著密封面上載荷和滑動(dòng)速度的增加，摩擦系數(shù)反而減小，實(shí)現(xiàn)有效工作。從而提高泵的使用壽命。
為了防止高壓條件下采用普通“O”型圈擠出軸肩造成動(dòng)環(huán)輔助圈失效的可能。動(dòng)環(huán)輔助密封圈采用一道或多道PTFE材料的V型圈5。
為了提高彈簧力均勻，提高機(jī)械密封的穩(wěn)定性，可采用多彈簧設(shè)計(jì)，確保機(jī)械密封結(jié)構(gòu)緊湊。
為了滿足高負(fù)荷條件下的靜環(huán)8尺寸穩(wěn)定性和高強(qiáng)度特性，采用整體式靜環(huán)設(shè)計(jì)，即靜環(huán)與靜環(huán)座合為一體。
權(quán)利要求1.一種流體動(dòng)壓式機(jī)械密封包括動(dòng)環(huán)座(1)、動(dòng)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(dòng)環(huán)座(1)固定在該軸套(11)上，所述的動(dòng)環(huán)(6)一端套裝在所述的動(dòng)環(huán)座(1)中，在所述的動(dòng)環(huán)(6)與動(dòng)環(huán)座(1)之間設(shè)有彈簧(2)，所述的動(dòng)環(huán)(6)可相當(dāng)于動(dòng)環(huán)座(1)軸向移動(dòng)，所述的動(dòng)環(huán)(6)另一端與靜環(huán)(8)接觸，其特征在于在所述的動(dòng)環(huán)(6)或者靜環(huán)(8)接觸的端面上開有若干個(gè)均布的流體動(dòng)壓槽(9)，當(dāng)密封環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在密封環(huán)的初始表面上形成與槽數(shù)相等的彗星狀潤(rùn)滑楔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體動(dòng)壓式機(jī)械密封，其特征在于動(dòng)環(huán)輔助密封圈采用一道或多道的V型圈(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體動(dòng)壓式機(jī)械密封，其特征在于所述的彈簧(2)為若干個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體動(dòng)壓式機(jī)械密封，其特征在于靜環(huán)(8)為整體式結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)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(dòng)壓式機(jī)械密封。它包括動(dòng)環(huán)座、動(dòng)環(huán)、彈簧、軸套和靜環(huán)，在動(dòng)環(huán)與動(dòng)環(huán)座之間設(shè)有彈簧，其特征在于在動(dòng)環(huán)或者靜環(huán)端面上開有若干個(gè)均布的流體動(dòng)壓槽，當(dāng)密封環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，槽能使液體強(qiáng)烈地冷卻距它較遠(yuǎn)的密封端面，進(jìn)行這種冷卻時(shí)，在密封環(huán)的初始表面上形成與槽數(shù)相等的彗星狀潤(rùn)滑楔。它既能滿足長(zhǎng)期輸送高溫高壓的介質(zhì)時(shí)保持無(wú)泄漏，又能滿足機(jī)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(hào)F16J15/16GK2830730SQ20052007077
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2005年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者盛絳, 尹潤(rùn)生, 朱喬宏 申請(qǐng)人:江蘇雙達(dá)泵閥集團(tuán)有限公司