[实用新型]高速高压机械密封装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于旋转设备轴向端面的机械密封装置，特别是一种能在高速下承受高压且稳定可靠的高速高压机械密封装置。

背景技术

    机械密封具有性能好、使用寿命长、运转可靠等特点，是流体输送机械应用最广的密封形式，已广泛用于石油、化工、冶金、煤化工、食品、医疗、电力、纺织、环保等诸多领域。机械密封装置的基本结构中，设置有与旋转轴经传动连接而能随轴旋转的动密封环和经弹簧配合于固定座内的静密封环，动密封环与静密封环以端面轴向相对设置，其轴向相对端面为密封面。目前的机械密封装置中，有采用整体结构形式的动密封环，或采用将动密封环做成一定的形状放入环座的形式。整体形式的动密封环在承受高压时一旦碎裂，在高速旋转下其坚硬的材料碎片就象无数把刀，会将设备损坏。而在动密封环上加工销孔或凸耳等与环座配合形状，会使环体产生局部应力集中，承受高压时这些加工过的地方容易产生裂纹，导致密封失效。因此，目前可用于高速（25m/s≤v(线速度) ≤100m/s）机械密封的压力（P）范围多在3~6MPa内，在5MPa≤P≤15MPa的高压领域中，由于结构方面的原因，机械密封装置的使用寿命都很短。

实用新型内容

    鉴于此，本实用新型提供了一种新结构形式的机械密封装置，能提高密封的可靠性，特别是能大幅度延长在高速高压条件下密封装置的使用寿命。

    本实用新型高速高压机械密封装置的基本，同样包括有与旋转轴经传动连接而能随轴旋转的动密封环和经弹簧配合于固定座内的静密封环，动密封环与静密封环以端面轴向相对设置，其轴向相对端面为密封面。其中，动密封环为矩形截面形状，并采用分体镶嵌浮装方式分别设置在动环座轴向相背两端的两个；静密封环相应也为分别与两动密封环对应配合设置的两个，在静密封环与固定座的配合部位经挡圈设有静环O形密封圈。

    上述结构中，具有矩形截面形状的动密封环在圆周上的受力能更为均匀，不会出现应力集中造成变形。在静密封环与固定座的配合部位经挡圈设置静环O形密封圈后，有利于防止在高压下该静环O形圈从静密封环与固定座配合部位间的缝隙挤出。为此，所说该挡圈与固定座间可以采用尽量小的间隙配合。

在上述结构的基础上，可以进一步单独或任意组合采用的方式还包括：

在所说动环座的两轴向端部，优选分别经至少一个O形弹性圈与所邻的动密封环接触。例如，在一个具体的实施方式中，动环座的两轴向端部与所邻的动密封环间采用了设置有大小不同直径的两个O形弹性圈的形式。该O形圈的设置，一方面可以防止动密封环与动环座之间的介质泄漏，而且在高压下动密封环与该O形圈压紧后，具有足够弹力的O形圈还可以防止动环座与动密封环全面接触的可能，从而降低了对接触面的形状及粗糙度的加工精度要求。

所说的动密封环优选为经过盈配合于其外周的动环套装配在动环座中，有利于使动密封环的结构更为简单，并可以提高其强度。

在所说动环座的外周面上优选还设有可与动密封环接触的螺纹孔，以使能用螺栓将动密封环从动环座中顶取，便于更换动密封环。

所说的动环座与轴优选采用滑配合，并经两端的轴套压紧而随轴旋转，以方便装配。

所说各静密封环中，在与密封面邻接的径向外侧部位，优选分别设有向后外展的斜面结构，一方面有利于增大静密封环的散热面积，同时能促进密封面附近介质的流动。

在所说用于设置静密封环的固定座内孔中，优选过盈配合有带周向定位结构的衬套，静密封环以周向定位方式设置在衬套的内孔中。

所说的各静密封环优选采用经覆盖其尾端面的推环，与沿圆周等间距设置的各弹簧配合设置在固定座内，以保证静密封环轴向受力的均衡。