专利名称：用于高速螺杆压缩机的双端面机械密封结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于石油化工领域的高速螺杆压缩机上的双端面机械密封结构。
背景技术：
用于石油化工领域的螺杆压缩机，其压缩腔必须与轴承隔开，否则工艺气中的酸性气体进入轴承润滑油会造成油品变质，损坏轴承和同步齿轮等零部件；轴承润滑油进入工艺气也会造成工艺气结焦，影响下游产品质量。因此压缩腔与轴承之间必须采用性能、可靠性较高的密封来阻隔工艺气和润滑油。现有的用于高速螺杆压缩机的接触式机械密封，由于端面摩擦会产生热量，即使是具有最好的热传导和冷却特性的端面配对材料，在高速、高压工况下也不可避免发生磨损，因此寿命不稳定。碳环密封虽然适合高转速工况下的密封要求，但对密封件的制造精度要求高，碳环的不同心度和端面的不垂直度和表面不粗糙度对密封性能有明显的影响，且液体组分泄漏大。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于高速螺杆压缩机的双端面机械密封结构，能显著提高机械密封在高转速、高负荷下的使用寿命。
为解决上述技术问题，本实用新型的用于高速螺杆压缩机的双端面机械密封结构，包括波纹管、弹簧、静环组件、动环组件； 所述动环组件的两侧各设置一个静环组件，靠近压缩腔的工艺气侧一个静环组件的侧端设置波纹管；靠近轴承侧另一个静环组件的侧端设置弹簧，该弹簧设置在弹簧座内。
由于采用本实用新型的用于高速螺杆压缩机的双端面机械密封结构，使用波纹管与弹簧的机械密封的组合形式。靠近压缩腔的工艺气侧，依靠波纹管能承受更大的轴向窜动和扭矩；靠近轴承侧依靠弹簧无需担心润滑油中混入的杂质对密封性能造成不良影响(弹簧依靠预紧力进行补偿，允许变形量大)。
在静环组件的端面开设半圆形深槽，用较小的静环组件端面宽径比，改善密封的润滑工况，降低密封端面摩擦系数。
严格控制静环组件端面宽径比，能够改善导热条件，密封工作面变形更均匀，从而显著提高本实用新型在高转速、高负荷下的使用寿命。
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明
图1是本实用新型的双端面机械密封结构一实施例示意图； 图2是
图1所示结构的上半部分的放大示意图； 图3是本实用新型中的静环组件结构示意图。
具体实施方式
如
图1所示，本实用新型的用于高速螺杆压缩机的双端面机械密封结构包括波纹管3、弹簧7、静环组件6、动环组件4。所述动环组件4的两侧各设置一个静环组件6。靠近压缩腔的工艺气侧一个静环组件6的侧端设置波纹管3。靠近轴承侧另一个静环组件6的侧端设置弹簧7。该弹簧7设置在弹簧座14内。
由于工艺气侧压力波动较大，因此波纹管3具有的弹性能适应较大的压力波动，且能适应高压和一定量的轴向窜动。同时由于在前置密封可冲入缓冲气，阻塞介质气中的脏组分进入，可以避免波纹管3内的杂质积聚、影响寿命。靠近轴承侧工作压力较低，设置弹簧7，无需担心润滑油中混入的杂质对密封性能造成不良影响。
参见图2所示，在静环组件6端面的外边侧均匀间隔开设多个半圆形槽，这样当静环组件6与动环组件4的端面向接触时，充分利用热流体动压效应，形成稳定油膜，因此适应高压、高转速工况；在高速螺杆压缩机启动及停机时，避免常规机械密封因干摩擦易出现的损坏现象。根据高速螺杆压缩机在高转速下的端面压比，采用较小的静环组件6的端面宽径比(密封面宽度与轴径比值)，使释放的热量减小，摩擦副的导热条件改善，因而密封工作面磨损更均匀。
本发明的双端面机械密封结构主要用于石油化工装置的高速螺杆压缩机中，使用环境要求压缩机转速不高于7500rpm，工作压力不高于2.0MPaG，工作温度不高于120℃。目前用于各石化厂尾气回收装置的高速螺杆压缩机多采用国外机器，转速高，工况恶劣，一定使用年限下密封均需要维修或更换。由于国外密封价格昂贵，往往高于国内同等类型密封3倍以上，成本很高。如将国外机械密封国产化，可根据压缩机缸体结构，采用本发明的机械密封，在保证运转性能的同时，也能给国家节省大笔费用。
图中，1为腔体、2为腔体O形圈、5为卡圈、 8为调整密封垫、9为调整垫片、10为压盖、11为传动螺栓、12为圆柱销、13为静环O形圈、15为圆柱销、16为弹簧座O型圈、17为轴套、18为调整垫片。
权利要求1、一种用于高速螺杆压缩机的双端面机械密封结构，其特征在于包括波纹管、弹簧、静环组件、动环组件；所述动环组件的两侧各设置一个静环组件，靠近压缩腔的工艺气侧一个静环组件的侧端设置波纹管；靠近轴承侧另一个静环组件的侧端设置弹簧座，在弹簧座内设置弹簧。
2、如权利要求1所述的用于高速螺杆压缩机的双端面机械密封结构，其特征在于在所述静环组件端面的外边侧均匀间隔开设多个半圆形槽。
专利摘要本实用新型公开了一种用于高速螺杆压缩机的双端面机械密封结构，包括波纹管、弹簧、动环组件、静环组件等零部件。该密封结构安装在压缩腔与轴承间，在靠近压缩腔的工艺气侧采用波纹管结构，靠近轴承侧采用弹簧结构，在静环端面上开设半圆槽以提升密封在高压、高转速下的承压能力，并通过采用较小的宽径比，提升了密封的耐磨性能。本实用新型可用于石油化工装置的高速螺杆压缩机，来密封轻组分、易泄漏的气体。
文档编号F04C18/16GK201173188SQ20082006049
公开日2008年12月31日 申请日期2008年3月28日 优先权日2008年3月28日
发明者宏 蔡, 方 何, 朱立伟, 王玉贵, 李志山, 曾跃波 申请人:中国船舶重工集团公司第七一一研究所