[发明专利]一种改进的机械端面密封装置及其方法

摘要

一种防止轴箱内处于压力下的工艺流体沿旋转轴透过轴箱壁泄漏的密封装置及其方法。该密封装置包括有第一和第二旋转机械端面密封体和在其间构成的一个中间腔，相对惰性气体引入其中作为缓冲流体。各密封体的配合环上的螺旋泵槽形状和尺寸使其能将缓冲气体通过第一密封体从中间腔泵入工艺流体腔，和通过第二密封体从中间腔泵到轴箱和密封区域外的环境中，从而避免有毒或腐蚀性工艺液体逸入中间缓冲腔和逸出到大气中。

主权项

1、一种防止轴箱内处于压力下的工艺流体沿旋转轴透过轴箱壁而泄漏的密封装置，上述密封装置包括：一个第一旋转机械端面密封体，该密封体包括一个用于密封与轴箱联结处的固定密封环和一个用于密封与轴联结处的转动密封环，所述各环均有径向表面，它们包括一个环形、一般为径向伸展的密封面，与所述径向表面的其余表面隔开，而与所述密封环之另一个的面呈相对转动、相互配合的密封关系，所述密封环中的一个可相对另一个作轴向移动；所述第一端面密封体的可相对转动的密封环，有一个所述密封面的第一圆周暴露在轴箱内所密封的工艺流体中，以及一个所述所述密封面的第二圆周暴露于所述中间腔中；所述第一旋转机械端面密封体的所述密封环之一的径向面上包含有许多螺旋槽，这些螺旋槽自暴露在所述中间腔内相对惰性气体中的所述圆周向着暴露在所述轴箱内部的工艺流体的所述圆周部分地延伸，而在所述面上靠近暴露于所述轴箱内所述工艺流体中的所述圆周形成有一个环形坝；其特征在于，上述密封装置还包括：一个第二旋转机械端面密封体，该密封体包括一个用于密封与轴箱联结处的固定密封环和一个用于密封与轴联结处的转动密封环，所述各环均有一个环形、一般为径向伸展的密封面，与所述密封环之另一个的面呈相对转动、相互配合的密封关系，所述密封环中的一个可相对于另一个作轴向移动，而不受所述第一旋转机械端面密封体的可轴向移动密封环的控制；所述第一和第二旋转机械端面密封体沿着轴在轴向上相距一段距离，且与所述轴箱一起在其间构成一个中间腔，所述各密封体均有弹簧使各自可轴向移动密封环向相应固定密封环偏置，以保持所述可轴向移动密封环的环形密封面与所述固定密封环的环形密封面呈所述相对转动的密封关系；所述第二端面密封体的可相对转动的密封环，有一个所述密封面的第一圆周暴露于所述中间腔中，以及一个所述密封面的第二圆周暴露于所述轴箱外的外界环境中；所述中间腔包括有连接相对惰性气体源的装置，该惰性气体的压力要超过暴露于工艺流体的所述密封面的所述圆周处所述工艺流体的压力；所述第一旋转机械端面密封体还包括一个第一辅助密封装置，它位于所述密封环之一和轴箱之间，用于对它们之间进行密封，和一个第二辅助密封装置，它位于所述密封环的另一个和轴之间，用于对它们之间进行密封，所述第一和第二辅助密封装置各自限定了所述中间腔和所述工艺流体腔之间的边界，所述第一旋转机械端面密封体的第一和第二辅助密封装置排列和安置成限定在所述别的径向表面的径向壁上的径向宽度，使在大致相同的半径上呈现出基本相等的面积，从而使基本上同样大小的缓冲液压力作用在所述第一旋转机械端面密封体的每一所述密封环的所述别的径向表面上，而在相对方向上，在工艺流体侧，相同的工艺液体压力作用在所述第一旋转机械端面密封体的所述各密封环的一部分的相对侧上，基本上消除了作用在所述第一旋转机械端面密封体的推力。