专利名称：一种组合式间隙充填盘根密封结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及旋转轴用密封结构，具体是一种组合式间隙充填盘根密封结构。
背景技术：
在工业生产中大量使用着各种流体输送机械，其中有的是输送的高温易燃易爆的流体介质，如在石油化工装置中的常压塔底泵、减压塔底泵、催化回炼油泵、油浆泵、重柴油泵和进料泵等机械输送的都是温度在300到480度的高温油料，因此对这样一些工艺流程泵的轴封是绝对不允许有大量泄漏的，一旦泄漏大了，高温油料见空气就会燃烧而引发严重的安全事故。尽管如此隐患已经引起了厂方生产管理人员的高度重视，采取了许多措施， 但这样的事情还是时有发生，究其原因，除了有关人员的责任心外，还有一个很大的原因就是在这类设备中常常使用的是单端面波纹管机械密封，这种机械密封看起来能经受高温， 但实际工作时一旦工艺发生波动，端面就可能打开而造成大的泄漏，特别是在抽空剧烈、加上介质不干净含有固体颗粒的状态下，波纹管会被磨破而造成大量泄漏，进而引发火灾等重大安全事故。为了能较好的解决这一问题，采用公知的双端面机械密封虽然也更安全，但对封油的要求却很高，而且效果也并不尽人意，有时由于工艺的波动和抽空的发生，需要消耗大量的封油，况且这些封油也要有相当的温度，所以也难避免火灾等安全事故的发生。
发明内容本实用新型提供一种组合式间隙充填盘根密封结构，可以消除输送高温介质和易燃易爆介质的机泵设备的旋转轴封的安全隐患，使设备安全可靠、清洁高效的长寿命运行。一种组合式间隙充填盘根密封结构，包括前部的双端面间隙结构、中间的密封充填腔和尾部的自紧式盘根密封，所述双端面间隙结构包括装在密封套底部的静环、套在轴套上的动环、补偿环及耐磨环，静环、动环、补偿环及耐磨环串联连接，轴套套在旋转轴上，密封套与压盖螺纹联接；所述密封充填腔是隔离套与轴套的凹槽之间形成的空腔，隔离套在定位键的配合下由密封套锁定在压盖中部，隔离套上钻设的两个径向小孔与压盖上的充填注入口对齐；所述自紧式盘根密封包括盘根函体，所述盘根函体内装有小径盘根和大径盘根， 其中小径盘根嵌入轴套的环状凹槽，大径盘根套在轴套外径上，盘根函体在填料函密封圈的配合下插入压盖的背孔中，被盘根压盖、蝶簧、锁紧螺母和盘根压盖螺栓锁定在压盖上， 所述自紧式盘根密封与隔离套的尾部配合形成一个水冷腔并使小径盘根和大径盘根封闭在盘根函体内。如上所述的组合式间隙充填盘根密封结构，动环与轴套拨叉联接。如上所述的组合式间隙充填盘根密封结构，静环、动环、补偿环上分别套设有静环密封圈、动环密封圈、补偿环密封圈，耐磨环与辅助密封圈安装在补偿环的内圆槽内。[0011]如上所述的组合式间隙充填盘根密封结构，动环密封圈的安装槽开在动环的内径上。如上所述的组合式间隙充填盘根密封结构，盘根函体与盘根压盖是分开的。如上所述的组合式间隙充填盘根密封结构，动环密封圈的安装槽开在轴套上。如上所述的组合式间隙充填盘根密封结构，盘根函体与盘根压盖组合为一体结构。本实用新型仅只在结构上作了一定的改进，将间隙密封，填充密封和盘根密封有机的综合在一起，就使旋转轴封的安全隐患得到彻底根除，特别是对输送高温介质和易燃易爆介质的机泵设备来说，更有实际的意义，它将使这些设备的旋转轴封真正能够实现安全可靠，清洁高效的长寿命运行，为用户带来良好的社会效益和经济效益。
图1是本实用新型组合式间隙充填盘根密封结构实施例一的剖示图，该结构适于用在转轴处于竖直安装如深井泵、搅拌釜等轴封结构轴向安装长度较长的设备上；图2是图1的侧视图；图3是图1从压盖方向看的正视图；图4是本实用新型组合式间隙充填盘根密封结构实施例二的剖示图，该结构适于用在转轴处于水平安装如悬臂泵、双支承泵等轴封结构轴向安装尺寸较短的设备上。图中1-旋转轴，2-静环，3-密封套，4-静环密封圈，5-动环，6-动环密封圈，7-轴套，8-补偿环，9-补偿环密封圈，10-压盖密封圈，11-压盖，12-隔离套，13-填料函密封圈， 14-压盖螺栓，15-小径盘根，16-大径盘根，17-盘根函体，18-盘根压盖，19-防尘环，20-防护套，21-定位螺钉，22-轴套密封圈，23-耐磨环，24-辅助密封圈，25-定位键，26-卡子， 27-蝶簧，28-锁紧螺母，29-盘根压盖螺栓，A、B-泥状填料注入口，C-冷却水进口，D-冷却水出口，E-冷却水收集口，F-残液收集口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。图1所示为本实用新型组合式间隙充填盘根密封结构实施例一的剖示图，所述组合式间隙充填盘根密封结构包括前部的双端面间隙结构、中间的密封充填腔和尾部的自紧式盘根密封。所述双端面间隙结构包括装在密封套3底部的静环2、套在轴套7上的动环5、补偿环8及耐磨环23 ；静环2、动环5、补偿环8及耐磨环23串联连接；静环2、动环5、补偿环 8上分别套设有静环密封圈4、动环密封圈6、补偿环密封圈9 ；耐磨环23与辅助密封圈M 安装在补偿环8的内圆槽内，轴套7套在旋转轴1上，密封套3与压盖10螺纹联接，压盖10 通过压盖螺栓14与设备本体连接。在静环密封圈4、动环密封圈6、补偿环密封圈9及辅助密封圈M的配合下，工艺介质只能沿着凸形路径流动并从耐磨环23与轴套台肩的接触端面泄漏到中间的密封充填腔中。所述密封充填腔是隔离套12与轴套7的凹槽之间形成的空腔，隔离套12在定位键25的配合下由密封套3锁定在压盖11中部，隔离套12上钻设的两个径向小孔与压盖11 上的充填注入口对齐，这样泥状填料就从这两个径向小孔注入使隔离套12与轴套7的凹槽之间形成的空腔被堵住从而形成软填料密封带，以阻止介质的泄漏，即使有少量泄漏也只能通过自紧式盘根密封泄漏到外部大气环境中。所述自紧式盘根密封包括盘根函体17，所述盘根函体17内装有小径盘根15和大径盘根16，其中小径盘根15嵌入轴套7的环状凹槽，大径盘根16套在轴套7外径上，盘根函体17在填料函密封圈13的配合下插入压盖11的背孔中，被盘根压盖18、蝶簧27、锁紧螺母观和盘根压盖螺栓四锁定在压盖11上，所述自紧式盘根密封与隔离套12的尾部配合形成一个水冷腔并使小径盘根15和大径盘根16封闭在盘根函体17内。这种密封结构中动环5与轴套7之间是拨叉联接的，因此可以可靠的由轴套7带动随旋转轴1旋转且可以沿旋转轴1向前后移动，它和静环2与补偿环8之间构成的两个端面间隙不可能同时打开，实际上就是一个可以随旋转轴1转动的单向阀门在介质压差的作用下可以迅速关闭，从而能有效地阻止高温介质的大量泄漏而造成安全事故，在初装阶段这两个端面间隙由耐磨环23和辅助密封圈M与轴套台肩的位置确定，在运行时则由泥状填料的充填压力确定，可见这两个端面间隙都将处于很小的状态下，成为了一个端面难以打开且没有弹簧的双端面机械密封，不仅具有防抽空的能力，还具有很强的端面间隙调控能力，使工艺介质泄漏量完全可以达到国家关于机械密封允许的泄漏标准，使中间的密封充填腔和尾部的自紧式盘根处于良好的条件下工作。所以该结构是用泥状填料来代替了封油从而省掉了使用封油的种种麻烦和花费，仅此一项就能大大降低密封使用的成本。而尾部的自紧式盘根密封结构使介质只能沿着凹形路径泄漏并在蝶簧27弹力的作用下对大小径盘根(15、16)始终保持一定的自紧力而增强了大小径盘根(15、16)补偿磨损的能力，因此它的密封效果能提高泥状填料不被挤出的耐压能力，从而使泥状填料的封堵作用大大增强，实现介质的零泄漏，同时由于盘根压盖18是对开的结构很容易拆卸，所以更换大小径盘根也很方便，只须把盘根压盖18卸掉，把盘根函体17从压盖背部腔体抽出，大小径盘根就完全暴露出来也就很易于整体更换了。因此该结构有很强的在线修复能力，只要泄漏有所超标就可通过两个泥状填料注入口(A、B)注入泥状填料增强封堵能力， 如果泥状填料从自紧盘根中漏出则可进一步拧紧盘根压盖螺栓四增强盘根紧力或临时停机更换新的盘根，而不用象公知的机械密封那样需要将设备停机解体重新更换一套新的机械密封，费工费时，对安全生产也造成了一定的威胁。该结构用在高温设备上，由于中间水冷腔和盘根压盖18上可引入冷却水，即使有高温介质泄漏出来，其温度也会迅速降低，由于有盘根密封起作用，它不可能象公知的机械密封那样突然发生喷射式的大量泄漏，而只会逐渐地增大泄漏量，因而给操作人员有足够的时间发现和条件来处理泄漏的故障，安全也就有了可靠的保障。下面结合圈1-3对本实用新型的安装和使用作进一步说明首先对各零配件进行质量检验，合格后按如下步骤进行1、将静环2配上静环密封圈4放入密封套3底部并将静环2的防转齿对准密封套 3的防转槽落位。2、将动环5配上动环密封圈6放入密封套3内使其有防转槽的端面与静环2端面贴住，此时应将端面适当涂以清洁的润滑油。[0033]3、将补偿环8配上补偿环密封圈9放入密封套3内使其端面与动环5端面贴住， 此时应将端面适当涂以清洁的润滑油并测量其密封套端面和补偿环尾端面的轴向差，如圈 1中所示h的值以0. 2 0. 5毫米为宜。4、将辅助密封圈M和耐磨环23依次放入补偿环8的内圆槽内，此时耐磨环23端面应高出补偿环8尾端面约1毫米左右。5、将密封套3竖直放在水平工作台面上，放静环2的底部在下，然后将轴套7带齿的一端插入动环5的防转槽内使轴套7和动环5之间形成拨叉连接，轴套7上的台肩端面和耐磨环23端面贴住使轴套7不会将动环5顶死且留有间隙t约1毫米左右。6、将隔离套12在定位键25的配合下放入压盖11内到位使隔离套12上的两个对开的小孔和压盖11上的泥状填料注入口 A、B对齐。7、将放好了隔离套12的压盖11套在轴套7上和密封套3对接(此时应注意将补偿环8的防转齿对准隔离套12上开的防转槽)并转动使螺纹拧紧并继续在竖直位置上放好，然后将填料函密封圈13放入压盖11上相应的槽中，将预成型好的小径盘根15放入轴套7相应的槽中，同时将大径盘根16也套在轴套7上，为了防止盘根松开，此时可在外径上用薄胶纸粘住。8、将盘根函体17套在大小径盘根(15、16)上压入压盖11背部腔中后再将对开的盘根压盖18合上且将防尘环19放好后用卡子沈、蝶簧27、盘根压盖螺栓四和锁紧螺母28 依次装上一起拧在压盖11上并保持一定的紧力且不得拧死。通过以上部聚该实用新型的集装过程就基本完成，在这个过程中应注意保护好密封圈不受损伤，不得用过大的力特别是冲击力以防止端面的损坏。在装入设备上使用时应按如下步聚操作1、检查集装好的组合式间隙充填盘根密封结构是否配置好了压盖密封圈10、轴套密封圈22、定位螺钉21和防护套20。2、对设备上安装该结构的相应尺寸进行检查是否附合技术要求，如附合就可把该结构安装在设备上了，即将该结构套在旋转轴1上推入密封腔中把压盖螺栓14拧上，在设备的轴定好位，整个设备也装配好后再将压盖螺栓14拧紧。3、将轴套7上的定位螺钉21对称拧紧，在这个过程中应盘车检查转动是否正常且无卡阻现象，定位螺钉21拧紧后将防护套20套上并对防护套20进行变形处理以防松脱， 以提高定位螺钉21的抗震能力，避免定位螺钉21在工作时松脱。4、将泥状填料从A、B两口分别注入，边注入边盘车，以手感力量合适为宜。注入方式最好用配套的注胶器注入，这样既方便可靠并随时都可使用。5、从冷却水进出口(C、D)接入冷却水管线并保持畅通，对冷却水收集口 E接上冷却水，对残液收集口 F接入通地沟的管线将泄漏残液冲走，既保证安全生产又能做到清洁生产。以上工作完成后即可引入工艺介质并盘车确无泄漏发生，该结构即可投入正常运行。本实用新型和公知的旋转轴封结构相比，仅只在结构上作了一定的改进，将间隙密封，填充密封和盘根密封有机的综合在一起，就使旋转轴封的安全隐患得到彻底根除，特别是对输送高温介质和易燃易爆介质的机泵设备来说，更有实际的意义，它将使这些设备的旋转轴封真正能够实现安全可靠，清洁高效的长寿命运行，为用户带来良好的社会效益和经济效益。图4是本实用新型组合式间隙充填盘根密封结构实施例二的剖示图，该结构适于用在转轴处于水平安装如悬臂泵、双支承泵等轴封结构轴向安装尺寸较短的设备上，其与图1的区别在于图1中动环密封圈6的安装槽是开在动环5的内径上，而图4结构中则是开在轴套7上。图1中的盘根函体17与盘根压盖18是分开的，而图4中的盘根函体17与盘根压盖组合为一体结构，图1中的盘根函体17是使用卡子沈来锁紧，而图4中则是用一对锥销来锁紧即公知的对开结构；另外图4中省去了图1中的防尘环19。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种组合式间隙充填盘根密封结构，其特征在于包括前部的双端面间隙结构、中间的密封充填腔和尾部的自紧式盘根密封，所述双端面间隙结构包括装在密封套C3)底部的静环O)、套在轴套(7)上的动环 (5)、补偿环(8)及耐磨环(23)，静环(2)、动环(5)、补偿环(8)及耐磨环(23)串联连接，轴套(7)套在旋转轴(1)上，密封套C3)与压盖(11)螺纹联接；所述密封充填腔是隔离套(12)与轴套(7)的凹槽之间形成的空腔，隔离套(12)在定位键0 的配合下由密封套C3)锁定在压盖(11)中部，隔离套(1 上钻设的两个径向小孔与压盖(11)上的充填注入口对齐；所述自紧式盘根密封包括盘根函体(17)，所述盘根函体(17)内装有小径盘根(15)和大径盘根(16)，其中小径盘根(15)嵌入轴套(7)的环状凹槽，大径盘根(16)套在轴套(7) 外径上，盘根函体(17)在填料函密封圈(1 的配合下插入压盖(11)的背孔中，被盘根压盖(18)、蝶簧(27)、锁紧螺母08)和盘根压盖螺栓09)锁定在压盖(11)上，所述自紧式盘根密封与隔离套(1 的尾部配合形成一个水冷腔并使小径盘根(1 和大径盘根(16) 封闭在盘根函体(17)内。
2.如权利要求1所述的组合式间隙充填盘根密封结构，其特征在于动环(5)与轴套 (7)拨叉联接。
3.如权利要求1所述的组合式间隙充填盘根密封结构，其特征在于静环O)、动环 (5)、补偿环(8)上分别套设有静环密封圈G)、动环密封圈(6)、补偿环密封圈(9)，耐磨环 (23)与辅助密封圈04)安装在补偿环(8)的内圆槽内。
4.如权利要求1所述的组合式间隙充填盘根密封结构，其特征在于动环密封圈(6) 的安装槽开在动环(5)的内径上。
5.如权利要求1或4所述的组合式间隙充填盘根密封结构，其特征在于盘根函体 (17)与盘根压盖(18)是分开的。
6.如权利要求1所述的组合式间隙充填盘根密封结构，其特征在于动环密封圈(6) 的安装槽开在轴套(7)上。
7.如权利要求1或6所述的组合式间隙充填盘根密封结构，其特征在于盘根函体 (17)与盘根压盖组合为一体结构。
专利摘要一种组合式间隙充填盘根密封结构，包括前部的双端面间隙结构、中间的密封充填腔和尾部的自紧式盘根密封，所述双端面间隙结构包括装在密封套底部的静环、套在轴套上的动环、补偿环及耐磨环；所述密封充填腔是隔离套与轴套的凹槽之间形成的空腔；所述自紧式盘根密封包括盘根函体，所述盘根函体内装有小径盘根和大径盘根，盘根函体在填料函密封圈的配合下插入压盖的背孔中，且盘根函体被锁定在压盖上。本实用新型将间隙密封、填充密封和盘根密封有机的综合在一起，使得旋转轴封的安全隐患得到彻底根除，使输送高温介质和易燃易爆介质的机泵设备的旋转轴封实现安全可靠清洁高效的长寿命运行，为用户带来良好的社会效益和经济效益。
文档编号F04D29/10GK202100523SQ20112021014
公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者孙卫华, 朱彤, 杨帆, 袁斌, 韩乐工 申请人:中国石油化工股份有限公司, 武汉乐华密封技术服务有限公司, 武汉检安石化工程有限公司