[发明专利]一种轴密封装置

说明书

本发明是关于一种安装在诸如泵等流体机械中的轴密封装置，特别是关于一种包含有两组机械式密封的轴密封装置，该装置将第一密封环安装并固定在密封壳体上或是插入密封壳体的旋转轴上，且另外在轴上或是在壳体上可轴向滑动地安装压靠在第一密封环上的第二密封环，以便藉助在两机械式密封之间形成的清洗流体区把密封流体区和大气区隔开并密封起来。

作为这种型式的轴密封装置，如图5中所示，在相反两方向上配置的两组接触式机械密封1a、1b的所谓双密封结构是公知的。

那就是每个机械密封1a、1b都把静密封环2a、2b分别地固定并保持在密封壳体5上，并把转动密封环3a、3b沿轴向可滑动地保持在旋转轴6上，密封环3a、3b通过推力装置4a、4b压向静止密封环2a、2b，并藉助于密封环2a、3a和2b、3b的相对转动滑动作用，在适当压力下(此处压力是指以大气压力为基准的表压力)由充满有清洗流体(水、油或其它类似物)L的清洗流体区C来把密封流体区A与大气压力区B隔开并密封起来。

在这种通常的装置中，由于清洗流体L的压力P′是作为反压力作用在滑动密封环3a、3b上的，因此为了使密封流体区A一侧的机械密封1a中的两个密封环2a、3a之间保持适宜的接触，就要设定使清洗流体压力P′高于密封流体压力P一个特定量值ΔP(P′=P+ΔP)，这是因为，如果清洗流体压力P′低于密封流体压力P，那么每个密封环2a,3a就不能保持在适宜的接触状态，且由弹簧4a提供的施压和推压力必须增大到超过所需的值。

然而，如上所述，用于在密封流体区A和清洗流体区C之间密封的机械密封1a中，清洗流体压力P′必须设定成大于密封流体压力P，特别是当密封流体是挥发性流体或低沸点流体例如液态氨时，在密封环2a、3a之间形成的液体润滑膜易被摩擦热破坏，这就使得密封遭受破坏，一旦密封受损坏，清洗液体L就会泄漏到密封流体区A的一侧。

另一方面，用于大气区B与清洗流体区C之间密封的第二机械密封1b是一接触式密封，因此其密封功能在区域B与C之间的压力差(P+ΔP)非常高时的高压力条件下将受到损坏。

这样，通常装置的整体可靠性是低的，且时常由于密封条件(被密封流体的性质与压力条件)的限制，而使其不能很好地使用。此外，为使清洗流体L能进行循环而需要配置外围装置，从而使装置的结构变得更复杂。

因而，本发明的主要目的是提供一种较高可靠性能的轴密封装置，该装置即使在高压条件下或于像液态氨这样的挥发性流体或低沸点流体时也能表现出良好而稳定的密封性能。

本发明的另一目的是提供一种能简化的装置的结构而无需使用循环清洗流体的外围设备的轴密封装置。

根据本发明的轴密封装置，它用于在一个密封壳体和一个旋转轴之间进行密封，该旋转轴可绕一纵向上的轴线旋转并穿过所述密封壳体伸入一密封流体区和一大气区，

其特征在于，

所述轴密封装置包括在密封流体区一侧的第一机械密封和在大气区的第二机械密封，该二机械密封的位置在旋转轴的轴线方向上相互分隔开，从而靠在第一机械密封和第二机械密封之间形成的清洗流体区将密封流体区和大气区隔离和密封，

机械密封的每一个都包括一个第一密封环和一个第二密封环，第二密封环可在旋转轴的轴线方向上滑动，其中：

第一机械密封是一个接触式密封，位于密封流体区和清洗流体区之间，从而面对第二密封环后端面的空间与密封流体区连通，

第二机械密封是一个非接触式密封，带有一个形成在密封环密封端面上的产生动压力的沟槽，该密封位于清洗流体区和大气区之间，从而面对第二密封环后端面的空间与清洗流体区连通，以及

在清洗流体区中注入压力低于密封流体区流体压力的无活性气体的清洗流体。

在本发明的轴密封装置中，可做成机械密封以位于大气区一侧的第二密封环相对于第一密封环设置的状态，把第一密封环安装并固定在转动轴上，并把第二密封环轴向可滑动地支持在密封壳体上。

在本发明的轴密封装置中，可做成机械密封以位于大气区一侧的第一密封环相对于第二密封环设置的状态在密封壳体上安装并固定第一密封环，并把第二密封环可轴向滑动地支持在旋转轴上。

在本发明的轴密封装置中，可做成第一机械密封以位于大气区一侧的第二密封环相对于第一密封环设置的状态在旋转轴上安装并固定第一密封环，并在密封壳体上可轴向滑动地安装第二密封环，而第二机械密封则以位于大气区一侧的第一密封环相对于第二密封环设置的状态在密封壳体上安装并固定第一密封环，并在旋转轴上可轴向滑动地安装第二密封环。