机械密封用增压罐的制作方法

1.本发明属于机械密封设备技术领域，特别涉及一种机械密封用增压罐。


背景技术：

2.机械密封辅助系统的增压罐(又称平衡罐)是一种活塞缸装置，由罐筒、活塞、活塞杆构成，反应釜内的压力引入到活塞前端罐腔内，由于活塞前端面大于活塞后端面，受反应釜内压力作用使得活塞后端罐腔内的压力大于反应釜内的压力，即活塞后端罐腔内的压力增压，在活塞后端罐腔上开设进出液管连接到反应釜的机械密封环外侧腔，从而实现机械密封环外侧腔压力大于内侧腔压力，使机械密封保持在从密封环外侧向密封环内侧渗漏的正压环境下运行。
3.但是目前机械密封的增压罐也存在很多问题，比如增压罐的耐腐蚀性不够，使用范围受限或者说是使用受命短；外罐筒焊接结构(指外罐筒与法兰焊接)导致高压下的罐筒存在泄露的安全隐患等；内罐筒焊接结构(指内罐筒与法兰焊接)，焊接会导致内罐筒变形，使得活塞在工作状态造成泄露失效；活塞与内罐筒之间的密封容易失效等。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题是提供一种机械密封用增压罐，密封性好，有效的减小泄漏风险，耐腐蚀性强，使用范围广。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：本发明提供了一种机械密封用增压罐，包括外罐筒、内罐筒、底法兰和上法兰，所述外罐筒的底部与所述底法兰非焊接式固定连接，且顶部与所述上法兰非焊接式固定连接；所述内罐筒位于所述外罐筒的内部，且两端分别通过所述底法兰和所述上法兰抵紧限位住；
6.所述内罐筒的内部设有活塞，所述活塞与所述内罐筒的内壁面通过第一密封结构密封连接，所述内罐筒与所述底法兰之间通过第二密封结构密封连接；
7.所述内罐筒和所述外罐筒之间的环形空腔内设有用于冷却密封介质的盘管。
8.进一步地说，所述增压罐还包括过渡法兰，所述过渡法兰与所述上法兰固定连接，所述活塞连接活塞杆，所述活塞杆与所述过渡法兰之间通过第三密封结构密封连接。
9.进一步地说，所述第一密封结构包括依次轴向设置的v型密封圈、撑环、弹簧和压盖，所述v型密封圈、所述撑环和所述压盖套装于所述活塞，所述弹簧的一端抵紧所述撑环且另一端抵紧所述压盖；
10.弹簧的弹力作用于撑环将v型密封圈撑开从而在v型密封圈的唇部和内罐筒的内壁面之间形成密封。
11.进一步地说，所述弹簧设有多个，所有所述弹簧沿所述活塞的外周面均匀间隔设置。
12.进一步地说，所述v型密封圈为聚四氟乙烯密封圈。
13.进一步地说，所述第二密封结构为第二o型密封圈。
14.进一步地说，所述外罐筒与所述底法兰与所述外罐筒通过第一螺钉固定连接，所述上法兰与所述外罐筒通过第二螺钉固定连接。
15.进一步地说，所述底法兰设有进气口，所述上法兰设有排气口，所述活塞的底面与所述内罐筒之间形成的下活塞腔，所述活塞的顶面与所述内罐筒之间形成的上活塞腔，所述进气口与所述下活塞腔连通，所述排气口与所述上活塞腔连通。
16.进一步地说，所述底法兰设有进液口，所述内罐筒的上部设有第一出液口，所述进液口与所述环形空腔连通，所述第一出液口连通所述环形空腔和所述上活塞腔；
17.所述上法兰设有第二出液口，所述第二出液口与所述环形空腔连通。
18.进一步地说，所述过渡法兰的上方设有观察罩，活塞杆能够伸入所述观察罩，观察罩的顶部罩有防尘盖。
19.本发明的有益效果是：
20.1、本发明的外罐筒与法兰之间采用非焊接式固定连接，取消原来外管焊接式的结构，这样在高压状态下不会因为罐筒焊接缝隙或开裂等原因造成安全隐患；
21.2、内罐筒的两端分别通过底法兰和上法兰抵紧限位住，并配合密封结构(比如o型密封圈)实现内罐筒与法兰之间的密封连接，即取消原来的内罐筒焊接结构，并采用密封结构达到密封的效果，这样设计会减少因焊接对内罐筒产生的变形影响，避免活塞在工作状态造成失效，且对内罐筒的制作材质(因为焊接只能是金属材质)不限制，即又能采用各种材料采用制作，使用更安全。
22.3、第一密封结构采用一圈弹簧推动撑环将v型密封圈件撑开，达到在高压情况下密封的效果，密封效果好，该结构中的密封圈可以采用聚四氟乙烯材质，耐腐蚀性腔，因此这种组合密封圈可以适应大多数的介质，增加使用范围，且摩擦系数很低。
23.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
24.图1是本发明的轴向剖视图；
25.图2是本发明的第一密封结构处的轴向剖视图的局部放大图(对应图1的附图标记100处)；
26.附图中各部分标记如下：
27.第一螺钉1、底法兰2、第一o型密封圈3、第二o型密封圈4、第一密封结构100、压盖5、弹簧6、撑环7、v型密封圈8、内罐筒9、活塞10、盘管11、外罐筒12、上法兰13、第二螺钉14、方形密封圈15、过渡法兰16、第三o型密封圈17、观察罩18、防尘盖20、双头螺柱19；
28.进气口a、第二出液口b、排气口c、进液口d、第一出液口e。
具体实施方式
29.以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
30.实施例：一种机械密封用增压罐，如图1和图2所示，包括外罐筒12、内罐筒9、底法
兰2和上法兰13，所述外罐筒的底部与所述底法兰非焊接式固定连接(指除焊接外的其它机械固定方式)，且顶部与所述上法兰非焊接式固定连接；由于外罐筒与法兰之间采用非焊接式固定连接，取消原来外管焊接式的结构，这样在高压状态下不会因为罐筒焊接缝隙或开裂等原因造成安全隐患；
31.所述内罐筒位于所述外罐筒的内部，且两端分别通过所述底法兰和所述上法兰抵紧限位住；
32.所述内罐筒的内部设有活塞10，所述活塞与所述内罐筒的内壁面通过第一密封结构100密封连接，所述内罐筒与所述底法兰之间通过第二密封结构密封连接；
33.内罐筒的两端分别通过底法兰和上法兰抵紧限位住，并配合密封结构(比如o型密封圈)实现内罐筒与法兰之间的密封连接，即取消原来的内罐筒焊接结构，并采用密封结构达到密封的效果，这样设计会减少因焊接对内罐筒产生的变形影响，避免活塞在工作状态造成失效，且对内罐筒的制作材质(因为焊接只能是金属材质)不限制，即又能采用各种材料采用制作，使用更安全。
34.所述内罐筒和所述外罐筒之间的环形空腔内设有用于冷却密封介质的盘管11。
35.本实施例中，所述盘管的端部穿过底法兰伸出，冷却介质通过盘管的端部进入盘管对密封介质进行冷却。
36.所述增压罐还包括过渡法兰16，所述过渡法兰与所述上法兰固定连接，所述活塞连接活塞杆，所述活塞杆与所述过渡法兰之间通过第三密封结构密封连接。本实施例中，所述第三密封结构为第三o型密封圈17。
37.本实施例中，所述第一密封结构包括依次轴向设置的v型密封圈8、撑环7、弹簧6和压盖5，所述v型密封圈、所述撑环和所述压盖套装于所述活塞，所述弹簧的一端抵紧所述撑环且另一端抵紧所述压盖；
38.弹簧的弹力作用于撑环将v型密封圈撑开从而在v型密封圈的唇部和内罐筒的内壁面之间形成密封。
39.第一密封结构采用一圈弹簧推动撑环将v型密封圈件撑开，达到在高压情况下密封的效果，密封效果好，该结构中的密封圈可以采用聚四氟乙烯材质，耐腐蚀性腔，因此这种组合密封圈可以适应大多数的介质，增加使用范围，且摩擦系数很低。
40.本实施例中，所述第一密封结构设有两组，上下镜像对称设置。所述压盖固定于所述活塞的外周面，或者外周面和端面。通过两组第一密封结构镜像对称设置保证活塞与内罐筒之间的密封性。
41.所述弹簧设有多个，所有所述弹簧沿所述活塞的外周面均匀间隔设置。此种方式密封效果更佳，当然也可以采用如下结构，弹簧套装于活塞，弹簧的上端抵紧撑环，且下端抵紧压盖。
42.较佳的是，所述v型密封圈为聚四氟乙烯密封圈。
43.所述第二密封结构为第二o型密封圈4。
44.所述外罐筒与所述底法兰与所述外罐筒通过第一螺钉1固定连接，所述上法兰与所述外罐筒通过第二螺钉14固定连接。
45.本实施例中，所述底法兰与所述外罐筒之间设有第一o型密封圈3，保证底法兰与外罐筒之间的密封性。
46.所述上法兰与所述过渡法兰之间设有方形密封圈15。
47.所述底法兰设有进气口a，所述上法兰设有排气口c，用于排除上活塞腔内存在的气体，所述活塞的底面与所述内罐筒之间形成的下活塞腔，所述活塞的顶面与所述内罐筒之间形成的上活塞腔，所述进气口与所述下活塞腔连通，所述排气口与所述上活塞腔连通。
48.所述底法兰设有进液口d，所述内罐筒的上部设有第一出液口e，所述进液口与所述环形空腔连通，所述第一出液口连通所述环形空腔和所述上活塞腔；
49.所述上法兰设有第二出液口b，所述第二出液口与所述环形空腔连通。
50.所述过渡法兰的上方设有观察罩18，活塞杆能够伸入所述观察罩，观察罩的顶部罩有防尘盖20。本实施例中，通过双头螺柱19将观察罩固定于过渡法兰。
51.本发明的工作原理和工作过程如下：
52.底法兰的底部的进气孔a连接釜内气源，活塞在低压2公斤以内启动后通过活塞增压比将内罐筒内的液体产生增压(一般1.1倍釜内压力)通过第一出液空e和第二出液孔b传递到机械密封的密封腔里，使得机械密封腔的压力始终比釜内压力高1.1倍；
53.进液孔d与机械密封腔连通，密封介质进入环形腔体，通过通有冷却液的盘管对其冷却(因为机械密封中会产生热量，密封介质吸热会升温影响密封性能，因此有必要对其进行冷却)，密封介质冷却后，经过上活塞腔、第一出液孔e和第二出液孔b回到机械密封腔内。
54.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。