专利名称：用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置的制作方法
技术领域：
本发明属于流体机械中旋转轴的密封装置，特别是涉及一种用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置。
背景技术：
在目前的公知的用于各种型式压缩机，以及还有膨胀机、分离机、泵、反应釜搅拌器等流体机械的旋转轴端部的干式气体密封装置有多种型式。请参见图1和图2，图1和图2所示的是中国专利ZL2003201119176中所提及的一种干式气体密封装置(其区别是图2的第一级端面密封中增加了一个动环III-3)，其工作原理是经过过滤等净化处理的缓冲气(一般为压缩机出口的工艺气)进入前置缓冲气进气腔B，其压力PB应高于工艺气侧的压缩机迷宫VI平衡腔A的压力PA，该缓冲气通过迷宫VI的右半部分进入压缩机的平衡腔A，阻止压缩机内未经净化处理的气体污染密封。由静环III-2、动环I-1和静环I-2(图2为静环III-2、动环III-3、动环I-1和静环I-2)组成的进气腔C通入压力为PC的气体作为主密封气(一般为压缩机出口的工艺气)，PC大于PB且大于放火炬腔D的压力PD，该气体通过III和I组成的第一级端面密封分别进入进气腔B和放火炬腔D，通过进气腔E引入其压力PE大于PD的中性气体(一般为N2)，其大部分通过端面密封II的动环II-1的外圆处迷宫L进入放火炬腔D，少部分气体通过密封端面II泄漏到放空腔F。后置的隔离密封IV的进气腔G引入洁净隔离气(一般为N2或空气)，一部分气体泄漏到放空腔F，另一部分气体泄漏到轴承室放空，以防止轴承油进入密封端面II。此种密封装置有以下三个优点第一，供给第一级端面密封的缓冲气(一般为净化的工艺气)只能泄漏到放火炬腔D而不能泄漏到放空腔F，不污染环境，而供给第二级端面密封II的中性缓冲气(一般为N2)只能泄漏到放火炬腔D和放空腔F，而不能漏到压缩机内，不影响工艺气体的组分；第二，从安全性来说，如果第一级端面密封失效，第二级端面密封还可以维持运行，工艺气不致于漏到厂房中，安全性好；第三，对于压缩机入口气体压力很低，近似或等于大气压力的情况能够满足密封气压力PC大于PB和PD，不会造成密封反压，而且使PB和PA的压差不必过大，从而降低了返回压缩机内气体的流量，提高了效率。但是这种结构的密封装置也存在一些不足之处对于压缩机入口温度低、工作介质露点温度高，主密封气通过节流降温后容易带液的情况，如氨气，由于气体只能通过密封面泄漏向内侧和外侧流动，其流量很小，会造成进气腔B和第一级密封面内带液，这样会引起密封运行状态不稳定，泄漏量出现较大的波动，甚至会造成密封的损坏。
发明内容
本发明为解决上述公知技术中存在的技术问题而提供一种可以使进入进气腔C的主密封气中含有的滴液不容易在进气腔内聚集，进而使密封端面不会带液的用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，主要由第一级端面密封(I)和第二级端面密封(II)组成的两级串联端面密封(V)、在第一级端面密封前加装的单端面密封(III)、在第一级端面密封和第二级端面密封之间设置的迷宫密封(L)以及在两级串联端面密封的后面连接的后置隔离密封(IV)组成，在第一级端面密封前加装的单端面密封的弹簧座(III-1)上设置有通向前置缓冲气的进气腔(B)的通气机构。
本发明还可以采用如下技术措施所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端设有数量至少一个通向前置缓冲气的进气腔(B)的小孔(H)。
所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端的外侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A)。
所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端的内侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A′)。
所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端既设有数量至少一个通向前置缓冲气的进气腔(B)的小孔(H)，也在其外侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A)。
所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端既设有数量至少一个通向前置缓冲气的进气腔(B)的小孔(H)，也在其内侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A′)。
所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端的外侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A)，也在其内侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A′)。
所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端既设有数量至少一个通向前置缓冲气的进气腔(B)的小孔(H)，也在其外侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A)，还在其内侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A′)。
所述的微型单向阀(A)是由螺纹连接在所述的弹簧座(III-1)外侧的带有进气孔的壳体(1)、装在壳体内腔的进气孔处的球形阀瓣(3)、螺纹连接在壳体前端的开有出气孔的丝堵(4)和装在壳体内腔的顶接在球形阀瓣和丝堵之间的弹簧(2)构成。
所述的微型单向阀(A′)是由螺纹连接在所述的弹簧座(III-1)内侧的带有进气孔的壳体(1′)、装在壳体内腔的进气孔处的球形阀瓣(3′)和装在壳体内腔的顶接在球形阀瓣和所述的弹簧座(III-1)之间的弹簧(2′)构成。
本发明具有的优点和积极效果是由于在前述的公知干式气体密封装置的靠近被密封介质一侧的第一级端面密封前加装的单端面密封的弹簧座上设置有通向前置缓冲气的进气腔的通气机构，这样就能起两个作用，其一是可以通过加大主密封气的流量，避免主密封气带液；其二是一旦主密封气带液，可以使主密封气中含有的微型滴液随时泄放出，防止微型滴液在进气腔内聚集，避免造成密封端面带液，从而提高密封装置运行的可靠性。其中在弹簧座上设小孔的型式适用于介质气比较洁净的工况；在弹簧座上安装微型单向阀的型式可以防止在离心压缩机停机，并且主密封气关闭后，未经净化的介质气进入密封端面内，其适用于介质气比较脏的工况。本发明可用于各种型式的压缩机、膨胀机、分离机、泵及反应釜搅拌器等流体机械的旋转轴端部。
图1是公知专利ZL2003201119176的一种干式气体密封装置的结构示意图；图2是公知专利ZL2003201119176的另一种干式气体密封装置的结构示意图；图3是本发明实施例一的结构示意图；图4是本发明实施例二的结构示意图；图5是本发明实施例三的结构示意图；图6是本发明实施例四的结构示意图；图7是图5和图6中A的放大结构示意图；图8是本发明实施例五的结构示意图；图9是本发明实施例六的结构示意图；图10是图8和图9中A′的放大结构示意图。
在以上各附图中，I为第一级端面密封，II为第二级端面密封；III为第一级端面密封前加装的单端面密封；IV为轴承侧后置隔离密封；V为由第一级端面密封和第二级端面密封组成的两级串联端面密封；VI为前置隔离密封(前置迷宫)；L为在第一级端面密封和第二级端面密封之间设置的迷宫密封；H为小孔；A为外置微型单向阀；A′为内置微型单向阀。各图中A-G各腔室的作用如下A为压缩机迷宫的平衡腔；B为第一级端面密封的缓冲气进气腔；C为主密封气的进气腔；D为放火炬腔；E为第二级端面密封的缓冲气进气腔；F为放空腔；G为后置隔离密封进气腔。
图中的标号分别为I-1，动环；I-2，静环；II-1，动环；II-2，静环；III-1，弹簧座；III-2，静环；III-3，动环；IV-1和IV-2，分别为后置隔离密封的迷宫(后置迷宫)的前半部分和后半部分；1，壳体；2，弹簧；3，球形阀瓣；4，丝堵；1′，壳体；2′，弹簧；3′，球形阀瓣；具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下实施例一请参阅图3。
本实施例是在图1所示的公知技术的基础上实现的，即设置有动环I-1和静环I-2构成的第一级端面密封I，动环II-1和静环II-2构成第二级端面密封II，它们共同组成两级串联端面密封V，在第一级端面密封前加装有由弹簧座III-1和静环III-2构成的单端面密封III，在第一级端面密封和第二级端面密封之间设置有迷宫密封L，在两级串联端面密封的后面连接有后置隔离密封IV，其IV-1和IV-2，分别表示后置隔离密封的迷宫(后置迷宫)的前半部分和后半部分，其改进在于，在第一级端面密封前加装的单端面密封的弹簧座III-1的前端设有通向前置缓冲气的进气腔B的小孔H，小孔的数量可以根据具体应用需要确定，这种型式的通气机构适用于介质气比较洁净的工况。
实施例二请参阅图4。
本实施例是在图2所示的公知技术的基础上实现的，其结构的公知部分与实施例一的区别是在原有的由弹簧座III-1和静环III-2构成的单端面密封III的基础上增加了一个动环III-3，其涉及本发明内容的改进部分与实施例一完全相同。
实施例三请参阅图5和图7。
本实施例是在图1所示的公知技术的基础上实现的，其结构的公知部分与实施例一中所述的完全相同，其改进在于，在弹簧座III-1的外侧螺纹连接有如图7所示的由带有进气孔的壳体1、装在壳体内腔的进气孔处的球形阀瓣3、螺纹连接在壳体前端的开有出气孔的丝堵4和装在壳体内腔的顶接在球形阀瓣和丝堵之间的弹簧2构成的微型单向阀，在弹簧座的内侧开有通向微型单向阀壳体的进气孔的进气小孔，微型单向阀的数量可以根据具体应用需要确定，这种型式的通气机构适用于介质气比较脏的工况。
实施例四请参阅图6和图7。
本实施例是在图2所示的公知技术的基础上实现的，其结构的公知部分与实施例二中所述的完全相同，其涉及本发明内容的改进部分与实施例三完全相同。
实施例五请参阅图8和图10。
本实施例是在图1所示的公知技术的基础上实现的，其结构的公知部分与实施例一中所述的完全相同，其改进在于，在弹簧座III-1的内侧螺纹连接有如图10所示的由带有进气孔的壳体1′、装在壳体内腔的进气孔处的球形阀瓣3′和装在壳体内腔的顶接在球形阀瓣和所述的弹簧座III-1之间的弹簧2′构成的微型单向阀A′，在弹簧座的外侧开有通向微型单向阀壳体的内腔的出气小孔，微型单向阀的数量可以根据具体应用需要确定，这种型式的通气机构也适用于介质气比较脏的工况。
实施例六请参阅图9和图10。
本实施例是在图2所示的公知技术的基础上实现的，其结构的公知部分与实施例二中所述的完全相同，其涉及本发明内容的改进部分与实施例五完全相同。
本发明还可以有以下由上述各个改进结构(包括小孔、外置微型单向阀和内置微型单向阀)，无论在结构和数量来说，任意相组合的实施例实施例七在图1或图2所示的公知技术的基础上，在弹簧座上既设有如实施例一中所述的数量至少一个通向前置缓冲气的进气腔B的小孔H，也装有如实施例三中所述的数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔B的微型单向阀A。
实施例八在图1或图2所示的公知技术的基础上，在弹簧座上既设有如实施例一中所述的数量至少一个通向前置缓冲气的进气腔B的小孔H，也装有如实施例五中所述的数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔B的微型单向阀A′。
实施例九在图1或图2所示的公知技术的基础上，在弹簧座上既装有如实施例三中所述的数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔B的微型单向阀A，也装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔B的微型单向阀A′。
实施例十在图1或图2所示的公知技术的基础上，在弹簧座上既设有如实施例一中所述的数量至少一个通向前置流缓冲气的进气腔B的小孔H，也装有如实施例三中所述的数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔B的微型单向阀A，还装有数量至少一个其道通向前置缓冲气的进气腔B的微型单向阀A′。
权利要求
1.一种用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，主要由第一级端面密封(I)和第二级端面密封(II)组成的两级串联端面密封(V)、在第一级端面密封前加装的单端面密封(III)、在第一级端面密封和第二级端面密封之间设置的迷宫密封(L)以及在两级串联端面密封的后面连接的后置隔离密封(IV)组成，其特征是在第一级端面密封前加装的单端面密封的弹簧座(III-1)上设置有通向前置缓冲气的进气腔(B)的通气机构。
2.根据权利要求1所述的用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，其特征是所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端设有数量至少一个通向前置缓冲气的进气腔(B)的小孔(H)。
3.根据权利要求1所述的用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，其特征是所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端的外侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A)。
4.根据权利要求1所述的用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，其特征是所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端的内侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A′)。
5.根据权利要求1所述的用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，其特征是所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端既设有数量至少一个通向前置缓冲气的进气腔(B)的小孔(H)，也在其外侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A)。
6.根据权利要求1所述的用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，其特征是所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端既设有数量至少一个通向前置缓冲气的进气腔(B)的小孔(H)，也在其内侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A′)。
7.根据权利要求1所述的用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，其特征是所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端的外侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A)，也在其内侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A′)。
8.根据权利要求1所述的用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，其特征是所述的通气机构的结构是在所述的弹簧座(III-1)的前端既设有数量至少一个通向前置缓冲气的进气腔(B)的小孔(H)，也在其外侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A)，还在其内侧装有数量至少一个其流道通向前置缓冲气的进气腔(B)的微型单向阀(A′)。
9.根据权利要求3所述的用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，其特征是所述的微型单向阀(A)是由螺纹连接在所述的弹簧座(III-1)外侧的带有进气孔的壳体(1)、装在壳体内腔的进气孔处的球形阀瓣(3)、螺纹连接在壳体前端的开有出气孔的丝堵(4)和装在壳体内腔的顶接在球形阀瓣和丝堵之间的弹簧(2)构成。
10.根据权利要求4所述的用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，其特征是所述的微型单向阀(A′)是由螺纹连接在所述的弹簧座(III-1)内侧的带有进气孔的壳体(1′)、装在壳体内腔的进气孔处的球形阀瓣(3′)和装在壳体内腔的顶接在球形阀瓣和所述的弹簧座(III-1)之间的弹簧(2′)构成。
全文摘要
本发明涉及一种用于低入口压力易带液介质的压缩机干式气体密封装置，主要由第一级和第二级端面密封组成的两级串联端面密封、在第一级端面密封前加装的单端面密封、在第一级和第二级端面密封之间设置的迷宫密封以及在两级串联端面密封的后面连接的后置隔离密封组成，其特征是在单端面密封的弹簧座上设置有通向前置缓冲气进气腔的通气机构，其结构既可以是小孔，也可以是外置或内置单向阀，或者是他们之间的任意组合。其特点一是可以通过加大主密封气的流量，避免主密封气带液；二是一旦主密封气带液，可以使主密封气中含有的微型滴液随时泄放出，防止微型滴液在进气腔内聚集，避免造成密封端面带液，从而提高密封装置运行的可靠性。
文档编号F16J15/16GK1811181SQ20061001321
公开日2006年8月2日 申请日期2006年2月23日 优先权日2006年2月23日
发明者杨惠霞, 王玉明, 冯向忠, 张瑞祥, 杨明, 王海宁 申请人:约翰克兰鼎名密封(天津)有限公司