一种高温高压的组合式机械密封结构的制作方法
【专利摘要】本发明是一种高温高压的组合式机械密封结构，应用于冶金、电力、石化、化工、橡胶、建材、轻纺、采暖余热利用和高温凝结水回收利用系统中的管路或封闭回路中。本发明包括转轴，转轴周向设有冷却水环，冷却水环前侧设有填料圈组合和密封套，后侧设有可调节填料圈组合松紧的集装式机械密封，外侧设有密封体；填料圈组合主要包括若干个膨胀石墨圈和若干个高碳纤维圈，密封体内设有外冷却室，密封体与密封套的后段之间形成有内冷却室，且外冷却室与内冷却室相连通。本发明简化了耐高温高压密封结构；提高了密封可靠性和冷却效果；耐高温高压密封装置的使用寿命显著提高；产品的制造成本和维护成本都较低，使用寿命长。
【专利说明】一种高温高压的组合式机械密封结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及应用于冶金、电力、轻纺、石化、化工、橡胶、建材、采暖余热利用和高温凝结水回收利用系统中的管路或封闭回路中，输送高温高压热水或液体介质的组合式机械密封结构。
【背景技术】
[0002]在冶金、电力、轻纺、石化、化工、橡胶、建材、采暖余热利用和高温凝结水回收利用系统中的热水锅炉给水中，通常采用低温锅炉给水和高温锅炉给水两种形式，采用低温锅炉给水其热能利用率比较低，采用高温锅炉给水其热能利用率比较高，通常能达到50?70%。在国内外以前大多数采用低温锅炉给水的形式，给水的温度一般在50?100°C左右，故对锅炉给水泵的使用温度要求比较低，通常都在110°C以下，其进口压力小于等于
0.2Mpa，对泵的汽蚀性能要求不高，对泵的轴封要求较低，就能满足工艺流程要求。而采用高温锅炉给水形式，其热水温度一般在150?265°C左右，压力在0.5?5.5Mpa。给水温度越高，其热能利用率就越高，对锅炉给水泵的使用要求就越高，通常要求锅炉给水泵的使用温度在160?280°C左右，其进口压力达到1.0?6.4Mpa。目前国内使用的锅炉给水泵的密封结构中，或采用填料密封组合，或波纹管机械密封加外置冷却器组合，这两种方案均不甚合理，前者使用温度相对低，密封性能差，在使用温度110°C时，泄漏出来的热水多达10-15升/分，泄漏出来的高温热水变成蒸汽充满整个工场，锅炉给水泵就无法正常工作；后者在高温高压、轴向窜动的运行工况下，机械密封的动、静环之间易产生较大的磨擦力和冲击力，加上外置冷却效果差，密封件极易磨损或损坏，导致密封可靠性降低(或丧失)，使用寿命不长。
【发明内容】
[0003]本发明是发明目的是提供一种密封性能更好和使用寿命更长的多级高温高压的组合式机械密封结构。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种高温高压的组合式机械密封结构，包括转轴，转轴周向设有冷却水环，所述的冷却水环前侧设有填料圈组合和密封套，后侧设有可调节填料圈组合松紧的集装式机械密封，外侧设有密封体；所述的填料圈组合主要包括若干个膨胀石墨圈和若干个高碳纤维圈，所述的密封体内设有外冷却室，密封体与密封套之间形成内冷却室，且外冷却室与内冷却室相连通。
[0005]上述的密封套的前段外周侧设置有散热筋。
[0006]上述的转轴与密封套之间设有轴套。
[0007]上述的填料圈组合设置在密封套的后段与轴套形成的空腔内。
[0008]上述的内冷却室与冷却水环相连通。
[0009]上述的冷却水环后侧设有填料调节套和集装式机械密封。
[0010]上述的密封套内径为两级台阶形式，且密封套的前段与轴套成动配合的节流阻尼降压密封结构。
[0011 ] 本发明与现有技术相比的有益效果:
[0012]1、本发明将密封结构(主要包括密封体和密封套)和冷却结构(主要包括内冷却室、外冷却室和转轴冷却水环)有机地进行了结合，简化了轴密封结构；
[0013]2、本发明通过密封套节流阻尼降压密封、填料圈组合密封和集装式机械密封的手段，提高了密封的可靠性和冷却效果；
[0014]3、本发明采用可调节组合填料松紧的集装式机械密封结构，使高温锅炉给水泵的使用温度达到280°C、进口压力达到6.4Mpa，同时，密封无泄漏；所需要的冷却水压力仅为
1.0?3.0MPa，冷却水量仅为Q = 1.5?2.5m3/h的不结垢工业水；密封装置的使用寿命显者提闻;
[0015]4、本发明产品的汽蚀性能显著提高(汽蚀余量NPSHr值减小50%以上)，产品的制造成本和维护成本都较低，使用寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明一种实施例的剖面示意图；
[0017]图2为本发明密封套的结构示意图。
[0018]图中的标号含义:1_轴；2-轴套；3_密封套；31_散热筋；4_密封体；41_进水孔；42-排出孔；5_填料圈组合；51_膨胀石墨圈；52_高碳纤维圈；6_冷却水环；7_填料调节套；8_内冷却室；9_外冷却室；10_集装式机械密封。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0020]参照图1-图2，一种高温高压的组合式机械密封结构，包括转轴1，转轴I周向设有冷却水环6，所述的冷却水环6前侧设有填料圈组合5和密封套3，后侧设有填料调节套7和集装式机械密封10，外侧设有密封体4 ;所述的填料圈组合5主要包括若干个膨胀石墨圈51和若干个高碳纤维圈52，所述的密封体4内设有外冷却室9，密封体4与密封套3的后段之间形成有内冷却室8，且外冷却室9与内冷却室8相连通。
[0021]上述的密封套3的前段外周侧设置有散热筋31。
[0022]上述的转轴I的前段与密封套3之间设置有轴套2。
[0023]上述的填料圈组合5设置在密封套3的后段与轴套2形成的空腔内。
[0024]上述的内冷却室8与转轴冷却水环6相连通。
[0025]上述的冷却水环6后侧设有填料调节套7和集装式机械密封10。
[0026]上述的密封套3内径为两级台阶形式，且密封套的前段与轴套成动配合的节流阻尼降压密封结构。
[0027]上述的密封套3设计成薄壁密封套。
[0028]本发明的作用:填料圈组合5由膨胀石墨圈51、高碳纤维圈52叠置组合而成。这样，提高了填料圈组合耐高温高压密封的可靠性，延长使用寿命。密封套3的前段内径与轴套2形成节流阻尼降压密封动配合，降低热水压力，同时，密封套3的前段内径的内冷却室8对进入密封套3前段内径与轴套2之间的热水进行直接降温，其效果较以往的密封外置的冷却室的降温效果要好得多，防止了降压后的热水变成蒸汽，同时，冷却水环6还能对转轴I进行直接降温。
[0029]为了提高冷却效果，在密封套3的前段外周侧还设有散热筋31，同时，散热筋31可以增强密封套3的刚性，从而可以尽量地减小密封套3的壁厚，提高冷却效果。
[0030]内冷却室8是由密封套3与密封体4的内侧壁形成的，在密封体4的内侧壁设有连通内冷却室8的孔。
[0031]组合式机械密封包括冷却水环6前侧的填料圈组合5、密封套3、后侧的集装式机械密封10和外侧的密封体4，自密封套3前段节流阻尼降压后，使热水压力进一步降低，填料圈组合5还起到对压力进一步降低后的热水进行强制封堵作用，经过填料圈组合5的封堵，热水的泄漏量已经很小，为了进一步提高密封效果和冷却效果，转轴I周向设有与内冷却室8相通的冷却水环6，被填料圈组合5封堵后的热水在冷却水环6中与冷却水相遇，冷却水环既可回收微量泄漏热水又可起到冷却转轴I的作用，并且与冷却水一起排出；使得后部集装式机械密封10仅封堵冷却水，为了进一步提高填料圈组合5的密封效果和使用寿命，冷却水环6与集装式机械密封10之间设有可调节填料圈组合松紧的填料调节套7，从而保证了高温高压密封装置的可靠性和使用寿命。
[0032]本发明的冷却水设有内、外冷却水冷却，流动路线为自外冷却室9进入内冷却室
8,从密封体4的进水孔41进入内冷却室8,然后流经转轴冷却水环6从密封体4的排出孔42排出。
[0033]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种高温高压的组合式机械密封结构，包括转轴(1)，转轴(I)周向设置有冷却水环(6)，其特征在于:所述的冷却水环(6)前侧设有填料圈组合(5)和密封套(3)，外侧设有密封体(4);所述的填料圈组合(5)主要包括若干个膨胀石墨圈(51)和若干个高碳纤维圈(52)，所述的密封体(4)内设有外冷却室(9)，密封体(4)与密封套(3)之间形成有内冷却室(8)，且外冷却室(9)与内冷却室(8)相连通。
2.如权利要求1所述的高温高压的组合式机械密封结构，其特征在于:所述的密封套(3)的前段外周侧设有散热筋(31)。
3.如权利要求1所述的高温高压的组合式机械密封结构，其特征在于:所述的转轴(I)与密封套(3)之间设有轴套(2)。
4.如权利要求3所述的高温高压的组合式机械密封结构，其特征在于:所述的填料圈组合(5)设置在密封套(3)的后段与轴套(2)形成的空腔内。
5.如权利要求1所述的高温高压的组合式机械密封结构，其特征在于:所述的内冷却室(8)与冷却水环(6)相连通。
6.如权利要求1所述的高温高压的组合式机械密封结构，其特征在于:所述的冷却水环(6)后侧设有填料调节套(7)和集装式机械密封(10)。
7.如权利要求1-4任一项所述的高温高压的组合式机械密封结构，其特征在于:所述的密封套(3)内径为两级台阶形式，且与轴套(2)成动配合的节流阻尼降压密封结构。
【文档编号】F04D29/58GK103511324SQ201210211834
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月26日 优先权日:2012年6月26日
【发明者】余伟军 申请人:浙江水泵总厂有限公司