泵用耐低温串联式机械密封装置的制作方法

本发明涉及的是机械密封装置，特别是用于石化行业的深冷泵使用的耐低温串联式机械密封装置。

背景技术：

机械密封装置的具体实施结构有各种变化，根据使用工况条件机械密封装置的具体结构不同。

深冷低温泵（如液氮、液氧输送泵）用机械密封装置是保证泵安全运行的关键装置。通常的机械密封装置密封端面的摩擦热，会使密封端面的温度上升到超过介质的临界温度，此时密封端面上的介质处于汽化状态，从而使密封失效。而当密封泄漏使，漏出的介质迅速汽化并吸热，导致密封处的温度进一步降低，并会因温度不均匀导致密封泄漏更剧烈，从而使密封大量泄漏。而且，用于深冷泵的机械密封装置，其对装置上的密封圈材质耐低温性要求很高，现有技术机械密封装置中使用的滑移密封圈都是需要进口，价格很高，造成机械密封装置的制造成本大大提高。因此，如何解决机械密封装置在深冷低温下的密封性能安全可靠和降低制造成本，对是深冷低温泵安全运行十分重要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种使用安全可靠性好，制造成本低的泵用耐低温串联式机械密封装置。

本发明泵用耐低温串联式机械密封装置由轴套1、压盖2、介质液机械密封装置3、密封液机械密封装置4、压盖水封装置7，轴套传动装置8构成。

介质液械密封装置3由动环31、动环座32、波纹管33、尾座34、传动环35、传动环顶丝36、尾座密封圈37组成的动环组件，静环41、静环座42、静环座内口密封垫43、静环座外侧密封垫44、静环压盖45、静环压盖内口密封垫46、静环压盖外侧密封垫47组成的静环组件，冲洗分流环48构成。

动环组件安装在泵体a轴腔内的轴套1上，在尾座34的左侧开设有内止口台34a，在该止口台34a内设置尾座密封圈37，传动环35的右侧与尾座34左侧开设的内止口台34a配合，传动环35与尾座34通过轴向连接螺钉49固定连。

静环41的右端与静环座42左端开设的内止口台42a配合，在静环座42左端开设的内止口台42a的立端面上设置静环座内口密封垫43，静环座42的右端与压盖2左端开设的内止口台2a配合，在压盖2左端开设的内止口台2a的立端面上设置静环座外侧密封垫44。

静环41的左端与静环压盖45右端开设的内止口台45a配合，在静环压盖45右端开设的内止口台45a的立端面上设置静环压盖内口密封垫46，静环压盖45的左端与泵体a右端开设的内止口台aa配合，在泵体a右端开设的内止口台aa的立端面上设置静环压盖外侧密封垫47；压盖2左端与泵体a右端通过轴向连接螺钉对接固定连接，并使静环41由静环座42和静环压盖45夹紧固定。

在静环压盖45的左侧端面上固定或是一体连接冲洗分流环48，冲洗分流环48的外环面与泵体a轴腔内环壁配合，对应冲洗分流环48在泵体a开设有冲洗液进液孔a1，在冲洗分流环48上对应动环31和静环41的配合端面处分布开有冲洗液出液孔48a，通过冲洗液对动环31和静环41的配合端面处进行冲洗降温。

密封液机械密封装置4由动环51、动环座52、波纹管33、尾座54、传动环55、传动环顶丝56、尾座密封圈57组成的动环组件，静环61、静环密封圈62、静环防转销63组成的静环组件，泵送环58，折流套60构成。

动环组件安装在压盖2内腔的轴套1上，在尾座54的左侧开设有内止口台54a，在该止口台54a内设置尾座密封圈57，传动环55的右侧与尾座44左侧开设的内止口台54a配合，传动环55与尾座54通过轴向连接螺钉59固定连接。

静环61右端与压盖2内上开设的止口台21配合，在该压盖止口台21上设有静环密封圈62，在静环61的右端部上开设防转卡槽61a与固定连接在压盖2上的静环防转销63配合，防止静环61转动。

泵送环58固定安装在尾座54及传动环55的外环面上，泵送环58的外环面与压盖2内腔环面间隙配合，在压盖2上对应泵送环58左端前部开设有压力密封液进液孔23，在压盖2上对应泵送环58右端后端部开设有压力密封液出液孔24；泵送环58对压盖2内腔中的压力密封液进行从左向右方向的螺旋泵送作用。

在压盖2上对应静环61右端后部开设有氮气进气口25、在压盖2的另一侧开设有氮气出气口26；在压盖2右端固定连接折流套60，折流套60的左端伸入到静环61内腔e的左侧部，即靠近静环1密封端面处，使氮气从折流套60外环腔e1流入到静环61内腔e的左侧部，再从折流套60另一侧外环腔流出，通过氮气的吹送作用，以防止从密封端面渗漏出的密封液在遇到温度较低的轴套1时产生结冰现象，避免因结冰撑涨静环61造成对密封端面配合和静环61的损害。

在压盖2的右端连接设置与轴套1配合的水封装置7。

在右轴套1右端设置与泵轴1连接的轴套传动装置8。

本发明介质液械密封装置3和密封液机械密封装置4在轴套1上形成串联，分别对工作介质和密封液进行密封。

本发明工作时使用允许溶入工作介质的冲洗液，通过泵体a上的冲洗液进液孔a1和冲洗分流环48向介质液械密封装置3的动环31和静环41密封配合端面进行冲洗散热，防止密封端因摩擦升温造成配合端面内的工作介质产生汽化，破坏端密封效果，保证介质液械密封装置3动静环端面优良的工作环境，从而提高密封使用寿命。

本发明通过压盖2上的密封液进液孔23向压盖2内腔注入压力密封液，压盖2内腔密封液的压力小于泵腔内工作介质压力，使介质液械密封装置3承受的密封压力较小，以提高介质液械密封装置3的密封效果。

本发明密封液机械密封装置4的泵送环58使密封液自动循环流动，动环51与静环61配合摩擦热量由密封液携带，通过在泵体外部设置的散热冷却装置对密封液进行冷却。

本发明通过在压盖2开设的氮气进气口25和折流套60，使氮气对密封液机械密封装置4的静环61内腔e进行冲刷，有效果防止渗漏出密封端面的密封液在遇到温度较低的轴套1而产生结冰现象，避免因结冰撑涨静环61造成对密封端面配合和静环61的损害，从而提高了密封装置的使用安全可靠性，使用寿命。

本发明介质液械密封装置3和密封液机械密封装置4采用波纹管对动环进行补偿的同时，不需要使用滑移辅助o型密封圈，而且各个密封圈都可采用柔性石墨圈或耐低温聚四覆乙烯垫片密封圈，可以保证低温下的密封效果，不需要使用进口的全氟醚材质的橡胶圈，密封圈从每个几千元降低到几十元，大大降低了造成成本。

本发明介质液械密封装置3和密封液机械密封装置4的静环材质可使用yg6材质，由于刚性和强度的提高，使得安装、使用更加安全可靠。

本发明介质液械密封装置3和密封液机械密封装置4的波纹管33、53波片为0.13－0.15mm的薄片，双层以45º波型焊接成型，其结构刚性较大，不易变形，抗疲劳性好和耐压性能好，能承受较高压力。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图。

图2是图1的b-b剖视示意图。

图3是图1的a-a剖视图。

具体实施方式

本发明泵用耐低温串联式机械密封装置由轴套1、压盖2、介质液机械密封装置3、密封液机械密封装置4、压盖水封装置7，轴套传动装置8构成

介质液械密封装置3由动环31、动环座32、波纹管33、尾座34、传动环35、传动环顶丝36、尾座密封圈37组成的动环组件，静环41、静环座42、静环座内口密封垫43、静环座外侧密封垫44、静环压盖45、静环压盖内口密封垫46、静环压盖外侧密封垫47组成的静环组件，冲洗分流环48构成。

动环组件安装在泵体a轴腔内的轴套1上，在尾座34的左侧开设有内止口台34a，在该止口台34a内设置尾座密封圈37，传动环35的右侧与尾座34左侧开设的内止口台34a配合，传动环35与尾座34通过轴向连接螺钉49固定连。

静环41的右端与静环座42左端开设的内止口台42a配合，在静环座42左端开设的内止口台42a的立端面上设置静环座内口密封垫43，静环座42的右端与压盖2左端开设的内止口台2a配合，在压盖2左端开设的内止口台2a的立端面上设置静环座外侧密封垫44。

静环41的左端与静环压盖45右端开设的内止口台45a配合，在静环压盖45右端开设的内止口台45a的立端面上设置静环压盖内口密封垫46，静环压盖45的左端与泵体a右端开设的内止口台aa配合，在泵体a右端开设的内止口台aa的立端面上设置静环压盖外侧密封垫47；压盖2左端与泵体a右端通过轴向连接螺钉对接固定连接，并使静环41由静环座42和静环压盖45夹紧固定。

在静环压盖45右端开设的内止口台45a的立端面上挤压固定连接冲洗分流环48，冲洗分流环48的外环面与泵体a轴腔内环壁配合，对应冲洗分流环48在泵体a上开设有冲洗液进液孔a1，在冲洗分流环48对应动环31和静环41的配合端面处分布开有冲洗液出液孔48a，通过冲洗液对动环31和静环41的配合端面处进行冲洗降温。

密封液机械密封装置4由动环51、动环座52、波纹管33、尾座54、传动环55、传动环顶丝56、尾座密封圈57组成的动环组件，静环61、静环密封圈62、静环防转销63组成的静环组件，泵送环58、折流套60构成。

动环组件安装在压盖2内腔的轴套1上，在尾座54的左侧开设有内止口台54a，在该止口台54a内设置尾座密封圈57，传动环55的右侧与尾座44左侧开设的内止口台54a配合，传动环55与尾座54通过轴向连接螺钉59固定连接。

静环61右端与压盖2内开设的止口台21配合，在该压盖止口台21上设有静环密封圈62，在静环61的右端部上开设防转卡槽61a与固定连接在压盖2上的静环防转销63配合，防止静环61转动。

泵送环58固定安装在尾座54及传动环55的外环面上，泵送环58的外环面与压盖2内腔环面间隙配合，在压盖2上对应泵送环58左端前部开设有压力密封液进液孔23，在压盖2上对应泵送环58右端后端部开设有压力密封液出液孔24；泵送环58对压盖2内腔中的压力密封液进行从左向右方向的螺旋泵送作用。

附图实施例所示，在压盖2内腔环面上对应泵送环58开设有内螺套28，该内螺套28与泵送环58间隙配合，以提高泵送环58泵送能力。

在压盖2上对应静环61右端后部开设有氮气进气口25、在压盖2的另一侧开设有氮气出气口26；在压盖2右端固定连接折流套60，折流套60的左端伸入到静环61内腔e的左侧部，即靠近静环1密封端面处，使氮气从折流套60外环腔e1流入到静环61内腔e的左侧部，再从折流套60另一侧外环腔流出，通过氮气的吹送作用，以防止从密封端面渗漏出的密封液在遇到温度较低的轴套1时产生结冰现象，避免因结冰撑涨静环61造成对密封端面配合和静环61的损害。

在压盖2的右端连接设置与轴套1配合的水封装置7。

附图实施例所示，折流套60的右端与压盖2右端开设的止口台配合；水封装置7由水封座71和安装在水封座轴孔端面上的水封72构成；水封座71与压盖2右端开设的止口台配合，折流套60的右端和水封座71一起由螺钉与压盖2固定连接，其装配方便。

在右轴套1右端设置与泵轴1连接的轴套传动装置8。

附图实施例所示，轴套传动装置8由传动环座套81、传动环座套顶丝82、上半传动环83a、上半传动环83b、传动销84、轴套密封圈85构成，上半传动环83a和上半传动环83b卡装在轴套1上，在上半传动环83a或上半传动环83b与轴套套1间设置传动销84，传动环座套81配合安装在泵轴上，传动环座套81的环套部81a与上半传动环83a和上半传动环83b的外环面配合，上半传动环83a和上半传动环83b与传动环座套81通过轴向连接螺钉86固定连接，在轴套1的右端与传动环座套81间设置轴套密封圈85，以防工作止介质由轴套1内孔向外渗漏。

本发明介质液械密封装置3和密封液机械密封装置4的波纹管33、53波片为0.14的薄片，双层以45º波型焊接成型，其结构刚性较大，不易变形，抗疲劳性好和耐压性能好，能承受较高压力。