[发明专利]液体环轴封

说明书

本发明是一种用于高速、低压条件的轴封。尤其适用于高速、低压、强磨蚀性介质的轴封。

在现有技术中，轴封采用了填料、皮碗、涨圈及机械密封。以上密封形式均存在摩擦面的润滑、冷却、磨损及径向挠动失封问题，从而使得密封件寿命短、密封性不稳定、失效快。其中，机械密封失效后会损伤壳体。

本发明的目的就是解决上述所有密封形式中的技术难题，提供一种利用液体环密封的轴封，该轴封适用于高速、低压、恶劣环境具有可靠、稳定、寿命长等特点。

为实现上述目的，本发明采取的措施是该轴封由组合衬套通过键固定在砂泵轴上。迷宫套与组合衬套上的迷宫槽相啮合，通过两个对称的螺拴固定在盘根盒壳体上，迷宫套由对称的两半组成，通过对称的两个切向螺拴连为一个整体，耐磨板嵌入壳体中，叶轮与轴用螺纹联结组成，其特点是用了一个固定于泵轴密封部位的组合衬套，该组合衬套上带有两个旋向相反，间隔一定轴向距离的斜齿轮，组合衬套的一端带有迷宫槽，与该迷宫槽啮合的迷宫套一侧通过螺栓与盘根盒壳体保持紧贴。

由于迷宫间隙甚小，对具有一定粘滞性的液体具有阻流作用，从而实现轴的静态密封。

当泵运转时，泵轴带动组合衬套上的斜齿轮同步运转，靠近叶轮端的斜齿轮将叶轮腔内部分液体抽吸并挤入两斜齿轮之间原已充满液体的环形腔体内，使其液压升高，与此同时，环形腔内液体受到另一斜齿轮的反向轴向推力作用，由于斜齿轮的轴向推力是呈环形均匀分布的，所以，环形腔体内的液体被挤压成一个完整的液体环，该液体环外径方向与盘根盒内壁保持实时接触，内径方向与组合衬套中部外表面保持实时接触。因液体环具有灵敏的变形性，从而有效地隔绝了组合衬套左右端的流体流通，达到动态密封的目的。

实现上述目的所采用的斜齿轮可用螺旋、叶轮、蜗轮或其它在运转时对接触介质能产生轴向推力的机械部件取代。

本发明具有无易损件、无润滑冷却机构、抗径向挠动特性。特别适用于强磨蚀性介质的密封（如石油钻井泥浆、污水、砂浆等）。用于离心泵的盘根密封，很好地解决了离心泵轴封失效问题。

本发明结构简单、体积小、成本低、易加工、易实施、不损伤密封副、工作性能稳定、密封功耗低，能密封液气流体，实为一种高效长寿型轴封。

图1是本发明在石油矿场AG150/Ⅲ离心式除砂泵上使用的结构示意图。

下面结合附图对本发明的最佳实施例作详细说明。

在图1中，组合衬套（1）通过键固定在砂泵轴（2）上，迷宫套（6）与组合衬套（1）上的迷宫槽相啮合，通过两个对称的螺栓固定在盘根盒壳体（3）上，迷宫套（6）由对称的两半组成。通过对称的两个切向螺栓连为一个整体，耐磨板（4）嵌入壳体（3）中，叶轮（5）与轴（2）用螺纹联结。

当砂泵运转时，带在组合衬套（1）上的两个旋向相反的斜齿轮同时同向运转，靠近叶轮的斜齿轮将叶轮腔内部分泥浆抽吸并挤入组合衬套上两斜齿轮之间原已充满泥浆的环形腔体，与此同时环形腔体内的泥浆受到另一斜齿轮的反向轴向推力作用，而被挤压成一个完整的泥浆环。由于泥浆具有灵敏的变形性，泥浆环内外侧始终与衬套密封面及盘根盒内壁保持良好接触，当轴挠动或密封面磨损时、泥浆环产生形变迅速自动补偿，保证了密封的稳定，当上水条件基本不变时，砂泵输出的压力具有良好的稳定性。从而使得旋流器的工况十分稳定。