[实用新型]砂泵自平衡密封装置

说明书

技术领域：本实用新型涉及一种砂泵自平衡密封装置，属于石油钻井固控设备技术领域，特别是涉及一种石油钻井砂泵上的密封装置。

背景技术：现有的石油钻井砂泵的密封装置采用的有盘根密封、机械密封或者这两者组合起来的组合密封装置。盘根密封存在着密封不可靠、容易泄漏、寿命短需频繁更换的缺点，机械密封的密封可靠性相对高一些，但是由于砂泵输送的是含有研磨性砂粒的泥浆，且泥浆的温度和压力均较高，因此所需机械密封的动、静环端面比压较高，这样就加剧密封端面的磨损，缩短了机械密封的寿命，从而导致了砂泵的使用寿命的减少。

发明内容：本实用新型的目的是为了克服现有技术中机械密封的动、静环端面比压较高，磨损严重，寿命短的缺陷，设计一种可调节机械密封的动、静环端面比压的砂泵自平衡密封装置。

本实用新型由泵轴、定位螺钉、定位座、弹簧、离心块、连接板、连接销、导向销、滑动套、机械密封总成、连接螺栓、密封圈组成，定位座是一个环形套，其上开有销孔，并通过定位螺钉固定在泵轴上，在定位座上焊有连接板，连接板上钻有销孔，连接板和离心块通过连接销连接；离心块为有台阶的柱状体，其上端与定位座之间连接有弹簧，下端球面与滑动套的左端面相接触；滑动套是一个阶梯状的轴套，套在泵轴上，内圈有一键槽，键槽内设有导向销；机械密封总成的机械密封弹簧与滑动套连接，其静环座通过连接螺栓固定在泵体上，在静环座与泵体的接触面上安装有密封圈。

本实用新型的有益效果是在保证密封钻井泥浆的情况下，减小机械密封的端面比压，减轻密封端面的磨损，延长机械密封件的使用寿命，保证的砂泵的正常运转。

附图说明：附图1为本实用新型结构示意图

图中：1-泵轴、2-定位螺钉、3-定位座、4-弹簧、5-离心块、6-连接板、7-连接销、8-导向销、9-滑动套、10-机械密封弹簧、11-密封圈、12-动环、13-连接螺栓、14-静环座、15-静环、16-密封圈、17-密封圈、18-泵体、19-止动销。

具体实施方式：由附图1可知，本实用新型由泵轴1、定位螺钉2、定位座3、弹簧4、离心块5、连接板6、连接销7、导向销8、滑动套9、机械密封弹簧10、密封圈11、动环12、连接螺栓13、静环座14、静环15、密封圈16、密封圈17、泵体18和止动销19组成，定位座3是一个环形套，其上开有销孔，并通过定位螺钉2固定在泵轴1，定位座3上焊有连接板6，连接板6上钻有销孔，连接板6和离心块5通过连接销7连接；离心块5为有台阶的柱状体，其上端与定位座3之间连接有弹簧4，下端球面与滑动套9的左端面相接触；滑动套9是一个阶梯状的轴套，滑动套9套在泵轴1上，内圈有一键槽，键槽内设有导向销8；机械密封总成为一标准件，由机械密封弹簧10、密封圈11、动环12、静环座14、静环15、密封圈17、止动销19组成，机械密封弹簧10与滑动套9连接，静环座14通过连接螺栓13固定在泵体18上，在静环座14与泵体18的接触面上安装有密封圈16。

当砂泵运行时，泵轴1开始旋转，导向销8将泵轴1的旋转力矩传递给滑动套9，滑动套9与泵轴1一起旋转，由于机械密封弹簧10与滑动套9和动环12间有一定的摩擦力，滑动套9通过机械密封弹簧10将旋转力矩传递给动环12，同时动环12与密封圈11也有一定的摩擦力，动环12在摩擦力的作用下与泵轴1一起旋转，静环15在止动销19的作用下静止不动，同时，离心块5在离心力作用下，克服弹簧4的拉力，以连接销7为中心向外转动，使离心块5的下端球面向左移动，滑动套9在机械密封弹簧10的推力下向左滑动，当弹簧4的拉力、离心块5的离心力和机械密封弹簧10的推力这三者达到一个平衡时，滑动套9不再向左滑动而达到一个平衡状态，这样机械密封弹簧10的压缩量减少了，作用在动环12和静环15接触面上的压力减小，从而减小了密封的端面比压，减轻了端面的磨损，从而延长密封的使用寿命；当砂泵停机时，离心块5在弹簧4的拉力作用下向里收回，离心块5的球面端推动滑动套9向右压缩机械密封弹簧10，使密封面的比压增大，防止泥浆外泄。因此，砂泵自平衡密封装置能在砂泵运转时减小端面比压，砂泵停机时恢复原来相对大一些的端面比压，保证了两种状态下可靠地密封钻井泥浆，解决了砂泵运转时密封端面比压大、发热量大、磨损过快的问题，有效地提高了密封的使用寿命，从而提高了砂泵的使用寿命。