[发明专利]转动轴的密封装置

说明书

本发明涉及转动轴的密封装置，特别是涉及位于转动轴和泵、压力容器或其它内部装有压力流体的装置的壳体之间的密封件。这里所说的流体包括液体，气体或者那些含有腐蚀性化学物质的淤浆（或悬浮液）。

在生产涉及到流体的产品的工业领域中，需要大量的泵或其它转动轴装置，用来输送和处理象淤浆和化学溶剂这样的流体。在本发明产生之前，这些泵具有受液体润滑的转动轴密封件，它们需要作为润滑剂的连续水流并且通过密封端面密封液体。大量的水成为一个主要的生产问题：提高了生产所需的总水量，而且在将废液排向外界之前为使它不造成环境污染需要对之进行处理的液体量也增加了。

在先有技术中，常规的转动密封件使用两个带有平端面的相对表面，其中一个平端面在另一个平端面上运动。两相对表面由压力压在一起，以便最大限度地减小可能造成泄漏的空间。为了减小两端面间的摩擦，加水使之流过端面。为了防止加工液体侵入轴承，通常在压力下将水供入压盖密封件或填料箱的外壳环口中，所述压力高于密封件加工流体侧的压力。这样，水被引导流过密封端面并进入加工液体，而防止水反向流过密封端面并进入轴承或装置的其它部件。

实现这种冲洗作用需要有一个大的、连续的供水源。通常供到一个泵的填料箱中的水量大约为2-5加仑/分（GPM），即每年约1，000，000-2，500，000加仑。

其次，在大多数工厂中，由于操作错误或设备故障会中断供入密封件的冲洗水，而导致密封迅速破坏。

当纸浆和造纸厂这样的工厂使用这种先有技术的密封装置时，生产中就需要大量的水，通常平均每天需要30，000，000加仑。填料箱和机械密封件所使用的冲洗水通常大约是一台纸浆机用水量的30%，和大约是一台造纸机用水量的15%。在采矿业中，情况也是如此。

因为由冲洗水稀释的加工液体会成为环境污染物，所以所有使用的加工液体在排放到外界之前都必须经过处理。通常要求进行三级处理。冲洗液的数量成比例地增加需要处理的加工液体的数量及处理费用。

在化学工业中，采用传统的密封技术也会产生一些重要问题。许多生产过程需要结晶颗粒与其它化学物质进行反应，生成一种具有磨蚀性的淤浆。泵送这种磨蚀性淤浆是一个重要的挑战。化学工业被迫使用由稀有金属制造的双重密封件。双重密封件需要满足两个要求。它们保持整个系统的压力，使用适当的阻挡流体从里到外地润滑传统的转动密封件的端面。它们减弱由密封件转动端面引起的有害物排放，并防止外界气体进入反应混合物。

新的工程实践修正（E.P.A）要求对有害物排放加以限制，这就给继续使用传统密封件带来了严重的障碍，因为这些密封件需要用化学产品加以润滑。由密封件产生的热量使产品和溶剂蒸发，蒸发的汽体（有害排放物）会逸散到密封件的外面。

化学工业试图利用双重密封件来解决这个问题。然而，工程实践修正现在要求，除非将阻挡流体装在一个封闭循环系统中并且根据污染液体处理规定对之进行处置，否则将不允许使用这种双重密封件。

本发明的目的是提供一种解决上述问题的技术方案，这种方案特别用于为泵送和处置淤浆和化学物质而采用泵和其它装置的工业领域。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种防止穿过结构壳体的转动轴周围发生泄漏的移位式干端面密封，包括一个环形静止的刚性密封件和一个转动密封件。固定在围绕转动轴的结构壳体上的静止密封件具有一个用于构成干端面密封的光滑密封面。弹性的转动密封件适于固定在转动轴上，并具有在偏压下与上述光滑密封面接触的环形突边，以便一起构成干端面密封。弹性的转动密封件包括填充有碳的耐热聚合物成分，其硬度计硬度约为85-91，最好不超过90。这种耐热聚合物成分最好包括填充有细碎碳黑的碳氟化合物。

弹性的转动密封件的环形接触边最好是平面，其表面积大于安装前的环形接触边的接触面积。弹性的环形转动密封件具有内侧的基座部分，它适于固定在一个环形安装槽中。该环形转动密封件在其基座部分外边的端面上具有一个枢转点。该环形转动密封件的前表面包括外、内会聚表面，它们会聚而成一个环形密封边，内会聚表面从此密封边延伸到所述基座部分前端面上的一个扭转点。