专利名称：流体动压式机械密封的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械密封，特别是涉及到一种运用于高温高压化工离心泵上的机械密封。
背景技术：
高温高压化工离心泵主要应用煤液化、煤代油和煤制油等煤化工行业，泵的技术性能指标要求设计压力≤12MPa；温度≤300℃；转速≤3000rpm。作为泵的核心部件之一的密封是考核泵质量的一个重要指标。高压机械密封需要承受很高的压力，在原理和思路上区别于常规机械密封。由于内压高、启动力矩大、PV值(密封负荷水平的标志)高、温升大，所以高压密封必须具有高的可靠性、高稳定性和在高压下的灵活追随性。目前，市场所采用的这类化工离心泵广泛使用各种类型的机械密封，但由于它们存在以下缺陷如US4212475公开了一种具有单列螺旋槽的流体动静压结合型非接触式机械密封，是依靠螺旋槽的泵入效应来实现密封端面非接触的，主要用于离心泵的干气机械密封。但在泵轴高速旋转条件下，该密封很容易把隔离气体中的固体颗粒吸入密封端面之间而产生磨粒磨损，导致密封的早期失效；而且，此密封的隔离气体消耗量大，经济效益不甚理想；再如US4290611也发明了一种具有单列螺旋槽的非接触式机械密封，是借助位于低压侧的流体动压槽将低压隔离液体送至高压侧而实现密封液体的无泄漏，同样该密封极易将隔离液体中的固体颗粒吸入密封端面之间而导致密封的磨损失效；另外，该密封为防止隔离液体向大气侧泄漏而造成大量的物质损失，一般应在其外侧增设辅助密封。
发明内容
本发明的目的就是在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种流体动压式机械密封，它既能满足离心泵在煤化工中长期输送高温高压的任意介质时保持无泄漏，又能满足高的可靠性、高稳定性和在高压下的灵活追随性。
本发明是这样实现的一种流体动压式机械密封包括动环座、动环、弹簧、轴套和静环，所述的轴套固定在离心泵的泵轴上，所述的动环座固定在该轴套上，所述的动环一端套装在所述的动环座中，在所述的动环与动环座之间设有弹簧，所述的动环可相当于动环座轴向移动，所述的动环另一端与静环接触，其特征在于在适当的弹簧比压下，所述的动环与静环之间形成一层润滑膜。
本发明与现有技术相比具有如下优点1.由于选择了适当的弹簧比压值，所述的动环与静环之间形成一层润滑膜，可以确保密封副运行可靠性，以提高密封使用寿命。
2.由于端面比压的大小与了摩擦热的大小成正比，根据P比＝P弹+(K-λ)P介，选择载荷系数K与工况下的膜压系数λ相当(避免K-λ≤0)，弹簧比压值P弹选择为0.1-0.15MPa，这样可以将端面比压控制在理想的范围内，使所述的动环与静环之间无论在何工作条件下均能形成一层润滑膜，从而达到控制摩擦热的目的，提高机械密封的使用寿命。
图1是本发明所述流体动压式机械密封的结构示意1.动环座2.弹簧4.推环5.V型圈6.动环8.静环 10.泵轴 11.轴套
具体实施例方式在煤液化、煤代油和煤制油等煤化工行业，高温高压离心泵的技术性能指标要求设计压力≤12MPa；温度≤300℃；转速≤3000rpm。在上述工况条件下，机械密封运行条件异常苛刻，密封运行可靠的首要条件是膜的形成，可以确保密封副运行可靠性。从图1中可以看出，一种流体动压式机械密封包括动环座1、动环6、弹簧2、轴套11和静环8，所述的轴套11固定在离心泵的泵轴10上，所述的动环座1固定在该轴套11上，所述的动环6一端套装在所述的动环座1中，在所述的动环6与动环座1之间设有弹簧2，所述的动环6可相当于动环座1轴向移动，所述的动环6另一端与静环8接触，其特征在于在适当的弹簧比压下，所述的动环6与静环8之间形成一层润滑膜。
密封负荷水平的标志是PV值。轴转速恒定，密封端面比压负荷主要受介质压力的影响，所以可以通过采用平衡型结构来减小有效的压力值。减少摩擦端面宽度可以减少摩擦热，高压密封设计的要点之一就是确定载荷系数和端面宽度。一般端面宽度设计宽度范围在2-5mm，并根据载荷系数和强度设计的需要进行调整。端面比压的大小与了摩擦热的大小成正比，根据P比＝P弹+(K-λ)P介，我们选择载荷系数K与工况下的膜压系数λ相当(避免K-λ≤0)，弹簧比压值P弹选择为0.1-0.15MPa，这样可以将端面比压控制在理想的范围内，使所述的动环6与静环8之间形成一层润滑膜，从而达到控制摩擦热的目的，提高机械密封的使用寿命。
权利要求
1.一种流体动压式机械密封包括动环座(1)、动环(6)、弹簧(2)、轴套(11)和静环(8)，所述的轴套(11)固定在离心泵的泵轴(10)上，所述的动环座(1)固定在该轴套(11)上，所述的动环(6)一端套装在所述的动环座(1)中，在所述的动环(6)与动环座(1)之间设有弹簧(2)，所述的动环(6)可相当于动环座(1)轴向移动，所述的动环(6)另一端与静环(8)接触，其特征在于在适当的弹簧比压下，所述的动环(6)与静环(8)之间形成一层润滑膜。
2.根据权利要求1所述的一种流体动压式机械密封，其特征在于根据P比＝P弹+(K-λ)P介选择弹簧(2)的比压值。
3.根据权利要求1或2所述的一种流体动压式机械密封，其特征在于弹簧(2)的比压值在0.1-0.15MPa。
4.根据权利要求1所述的一种流体动压式机械密封，其特征在于所述的动环(6)与静环(8)接触端面宽度范围在2-5mm。
全文摘要
本发明涉及一种应用煤液化、煤代油和煤制油等煤化工行业中高温高压化工离心泵所用的流体动压式机械密封。它包括动环座、动环、弹簧、轴套和静环，在动环与动环座之间设有弹簧，其特征在于在适当的弹簧比压下，动环与静环之间形成一层润滑膜，所述的动环另一端与静环接触端面宽度范围在2－5mm，且弹簧的比压值控制在0.1－0.15MPa之间。这样可以确保密封副运行可靠性；它既能满足长期输送高温高压的介质时保持无泄漏，又能满足机械密封高的可靠性、高稳定性和在高压下的灵活追随性，从而提高泵的使用寿命。
文档编号F04D29/12GK1673547SQ20051003887
公开日2005年9月28日 申请日期2005年4月15日 优先权日2005年4月15日
发明者盛绛, 尹润生, 朱乔宏 申请人:江苏双达泵阀集团有限公司