专利名称：高压机械均压串联密封装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械密封装置，确切地说，涉及一种用于相对转动件之间的高压机械均压串联密封装置，属于机械零部件或配件结构技术领域。
机械设备的密封是个很重要的问题，由于设备密封不好，造成泄漏，不仅会影响到机器的性能和效率，有时还会造成重大事故，或者根本无法开动机器。密封有三种固定件、直线移动件和转动件之间密封。现在前两者的密封已经有多种技术措施能够比较妥善地解决，对于相对转动件之间的密封，由于现有的一些机械密封单体(如“O”、“V”、“L”形密封圈，旋转密封圈、轴向接触密封等)，目前的技术水平只能做到两端差压耐压4兆帕(MPa)左右，对于更高的压力就有些不能适应了。
本发明的目的是设计一种新型结构的均压串联密封装置，用于高压机械的相对转动件之间密封。
本发明的结构如
图1所示在高压设备转动轴6的外伸端壳体5处，围绕该轴外伸端外接一个圆柱形密封壳体1，在该密封壳体1内间隔地固装有两个或两个以上密封单体2，在每相邻两个密封单体之间或密封单体与转动轴伸出端之间都形成一个均压室空间7，在每个空间7的壳体侧壁上设有一个小孔3，每个小孔3又通过管路与一个定压溢流阀4的进油孔相连通。此溢流阀4相当于一个简单的调压控制阀，使各空间的液体压力保持基本相等。由于密封壳体1要承受其内部空间高压液体的压力，还要有良好的散热条件，所以密封壳体1应用传热效果好又强度高的金属材料制造，为了取得更好的散热效果，密封壳体1还可以带有冷却水套结构8，或者也可以装有散热翅片。
本发明的工作原理是把原来通常只能耐压4兆帕(MPa)左右的机械密封单体采用2级或多级串联方式和梯级降压原理，使各级两端的差压控制在每个机械密封单体所许可的差压范围以内，从而把两级或多级串联的机械密封盒两端的压力叠加到两倍或多倍于单级密封单体的许可压力，解决高压转动件之间的密封问题。此工作原理有些类似于电子电路中的串联分压原理在串联电路中，总电压等于各段电压之和。参见图2如果用两个同样阻值的电阻R1和R2组成均压器，就可以使两个耐压都为250伏的电容C1和C2串联后可以正常工作于450伏的电源两端而不致击穿，这样电源两端的总电容容量则为C＝C1×C2/(C1+C2)。从图2还可看出，每个电容两端所加的电压数值是由与其并联的分压电阻的阻值大小的决定的，因为R1＝R2，所以C1C2两端电压均为450V/2＝225V。本发明的密封单体也是起类似分压电阻的均压作用。因为同一个密封壳体内使用的密封单体都是同一类型、规格的，每相邻两个密封单体之间或密封单体与转动轴之间就都形成一个均压室空间，而通过管路与均压室空间侧壁小孔相连通的定压溢流阀就是用于调节、控制该空间液体压力的，此阀可以选用由一个主阀(滑阀)和一个导阀(球阀或锥阀)组成的复合式中压溢流阀，这种阀可以通过泄漏均压室内的一部分液体而使该均压室的液体压力基本恒定，保持在设定的范围之内，从而保证每个密封单体两端的压力差都能控制在其所能承受的差压范围内工作。这样，只要根据该高压设备的工作压力确定密封盒内密封单体的级数进行串联均压，再配以相应的定压溢流阀作调压及安全保障，就可以解决高压设备转动件之间的密封问题了。
本发明的密封单体应选择优质的定型机械密封元件，可根据不同的工作条件，选择相应规范和规格的密封元件，例如“O”形密封圈，“Y”形、“V”形、“L”形密封圈，旋转密封圈和轴向接触密封等等。使用本发明可以解决高压旋转泵的密封问题，从而可大大拓宽其应用范围。在此基础上就有可能把油田注水系统由调流配注改成可控增压配注，再辅以其他技术改造对注水系统实施之后，就可以使油田注水系统的能耗下降30%～60%，由于在石油行业里，油田注水系统是个耗电大户，再加上目前我国油田含水量呈上升趋势，在今后几年里国内许多油田的注水系统耗电将会大幅度上升，石油开采生产成本将因此剧增，而本发明的应用则会为油田摆脱此困境提供一种卓有成效的技术改造措施。
权利要求
1.一种均压串联高压机械密封装置，其特征是在高压设备转动轴6的外伸端壳体5处，围绕该轴外伸端外接一个圆柱形密封壳体1，在该密封壳体1内间隔地固装有两个或两个以上密封单体2，在每相邻两个密封单体之间或密封单体与转动轴伸出端之间都形成一个均压室空间7，在每个空间7的壳体侧壁上设有一个小孔3，每个小孔3又通过管路与一个定压溢流阀4的进油孔相连通。
2.如权利要求1所述的均压串联高压机械密封装置，其特征是圆柱形密封壳体可以带有冷却水套结构，也可以装有散热翅片。
3.如权利要求1所述的均压串联高压机械密封装置，其特征是定压溢流阀是复合式的中压溢流阀。
全文摘要
一种用于高压机械中相对转动件之间的均压串联密封装置，是在该设备转动轴外伸端处外接一个圆柱形密封壳体，其内间隔地固装有两个或多个密封单体，在每两个密封单体之间形成一个通过其壁上小孔和外接的定压溢流阀控制其压力保持均衡的均压室空间，使每个均压室两端的差压保持在现有的单个机械密封单体所许可承压的范围内，通过多级串联，实现高压密封。由此解决高压旋转泵等设备的密封问题，拓宽其应用范围，节省能源，减少浪费。
文档编号F16J15/40GK1072006SQ9110989
公开日1993年5月12日 申请日期1991年10月28日 优先权日1991年10月28日
发明者石行 申请人:北京市西城区新开通用试验厂