一种油汽多级冷凝密封装置的制作方法

1.本发明涉及机械密封技术领域，尤其涉及一种油汽多级冷凝密封装置。


背景技术：

2.在化工行业中，油汽罐体连接油汽输送管，油汽罐体内的油汽介质经油汽输送管进行输送。油汽罐体会有径向摆动和轴向窜动，若油汽罐体与油汽输送管为刚性连接，油汽输送管将随油汽罐体径向摆动和轴向窜动，从而在油汽罐体和油汽输送管中产生载荷，极易造成油汽罐体、油汽输送管上的各连接部位的损坏。
3.因此，目前通常在油汽罐体和油汽输送管之间连接罐体出口管，罐体出口管与油汽罐体刚性连接，罐体出口管与油汽输送管转动连接，此时罐体出口管随油汽罐体同步径向摆动和轴向窜动，由于罐体出口管与油汽输送管转动连接，径向摆动和轴向窜动的载荷不会传递至油汽输送管中，避免在油汽输送管上的各连接部位产生载荷。
4.但是由于油汽介质一般为气态，温度通常超过200℃、甚至500℃，罐体出口管与油汽输送管转动连接处在径向摆动和轴向窜动的过程中，气态的油汽介质可能从转动连接处溢出，而油汽介质成份很复杂，有汽油、柴油、化工溶剂、酸、碱等成份，通常会有危险性和危害性，为了防止气体外漏，需要在罐体出口管与油汽输送管转动连接处安装密封装置进行密封。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种油汽多级冷凝密封装置，该密封装置能够对罐体出口管和油汽输送管的转动连接处进行密封，密封效果好，且使用寿命长。
6.实现本发明上述目的所带用的技术方案为：
7.一种油汽多级冷凝密封装置，安装于罐体出口管和油汽输送管的转动连接处，所述油汽多级冷凝密封装置包括：
8.膨胀节，其整体呈环形，且其一端紧套在油汽输送管上；
9.动环，其包括动连接环、动密封环和动齿环，动连接环沿轴向设置并紧套在罐体出口管上，动密封环沿径向设置并连接于动连接环外圆周的中部，动齿环沿轴向设置，并在动密封环的两侧面上对称分布设置有两个以上；
10.静环，其包括第一静连接环、第二静连接环、静密封环和静齿环，第一静连接环沿径向设置并与膨胀节远离油汽输送管的一端连接，第二静连接环沿轴向设置并连接于第一静连接环的内圆周上，第一静连接环向远离膨胀节的一侧延伸并与静密封环连接，静密封环的截面呈c字型，并罩在动密封环和动齿环上，静齿环沿轴向设置，并在静密封环的两个内侧面上对称分布有两个以上，动齿环和静齿环交错穿插，油汽输送管、膨胀节、罐体出口管、动环和静环共同形成密封腔，所述静密封环的底部设置有连通密封腔和外界的凝结介质出口；
11.第一冷却水套和第二冷却水套，其整体均呈环形，且其一端分别连接于静密封环
外圆周上位于凝结介质出口的两侧，第一冷却水套的另一端连接于静密封环靠近膨胀节一侧且靠近内圆周处，或者第二静连接环的外圆周上，或者第一静连接环远离膨胀节的侧面上，使第一冷却水套和静密封环之间，或者和静密封环、第二静连接环之间，或者和静密封环、第二静连接环、第一静密封环之间共同形成第一冷却水腔，第二冷却水套的另一端连接于静密封环远离膨胀节一侧靠近内圆周处，使第二冷却水套和静密封环之间共同形成第二冷却水腔。
12.所述静密封环为分体式结构，由两个呈l字型的环形组件拼接而成；两个环形组件的外圆周上均沿径向连接有拼接环，两个环形组件通过拼接环进行连接，所述凝结介质出口穿过静密封环和拼接环，从而连通密封腔和外界。
13.所述第一冷却水套连接于第二静连接环的外圆周和拼接环靠近膨胀节的一侧上，第二冷却水套连接于静密封环远离膨胀节一侧靠近内圆周处和拼接环远离膨胀节的一侧上。
14.所述第一冷却水套和第二冷却水套的顶部分别设置有连通外界和第一冷却水腔、连通外界和第二冷却水腔的冷却水进口，所述第一冷却水套和第二冷却水套的底部分别设置有连通外界和第一冷却水腔、连通外界和第二冷却水腔的冷却水出口。
15.所述动连接环、动齿环和静齿环的外圆周上均分布有环形的第一凹槽，所述第一凹槽上均嵌设有呈环形的密封填料，且动连接环和动齿环上的密封填料的外圆周与其靠近的静齿环或静密封环接触密封，静齿环上的密封填料的外圆周与其靠近的动齿环接触密封。
16.所述静齿环靠近动密封环的一端上均设置有截面呈x型的密封唇，密封唇与动齿环接触密封。
17.所述静密封环还罩在动连接环上，静密封环靠近两侧的内圆周上均设置有环形的第二凹槽，第二凹槽内均嵌设有密封填料，且密封填料与罐体出口管接触密封。
18.所述膨胀节包括依次连接的第一连接部、n型膨胀段和第二连接部，其中第一连接部沿轴向设置并紧套固定在油汽输送管上，n型膨胀段设置有一段以上，第二连接部沿径向设置并与第一静连接环固定连接。
19.所述凝结介质出口连接有凝结介质收集箱。
20.所述动连接环的内圆周上设置有环形的第三凹槽，第三凹槽内嵌设有隔热棉，所述隔热棉与罐体出口管接触密封。
21.与现有技术相比，本发明提供的油汽多级冷凝密封装置具有以下优点：1、本发明中提供的油汽多级冷凝密封装置能够对罐体出口管和油汽输送管的转动连接处进行密封，通过膨胀节适应罐体出口管的径向摆动和轴向窜动，使密封装置能够整体适应罐体出口管的径向摆动和轴向窜动；另外动环和静环之间交错穿插进行多级迷宫密封，同时通过密封填料或密封唇进行接触密封，密封效果好。
22.2、本发明中在静环和动环的外侧设置第一冷却水腔和第二冷却水腔，能够对泄露至密封腔内的油汽进行冷凝，而且由于密封腔多级曲折，使油汽逐级冷凝降压，进一步避免油汽气体外泄，造成危害，同时，对油汽进行冷凝，也能对静环和动环进行保护，延长其使用寿命。
23.3、本发明中设置有凝结介质出口，能够对凝结成液态的油汽进行收集，避免其泄
露，危害环境。
24.4、本发明中静密封环为分体式结构，方便静环的安装，整个密封装置安装简单方便。
25.5、本发明中静密封环还罩在动连接环上，静密封环靠近两侧的内圆周上均嵌设有密封填料，动连接环的内圆周上嵌设有隔热棉，且密封填料和隔热棉均与罐体出口管接触密封，进一步提高密封效果。
附图说明
26.图1为实施例1提供的油汽多级冷凝密封装置的整体结构示意图；
27.图2为实施例2提供的油汽多级冷凝密封装置的局部结构示意图；
28.图3为实施例3提供的油汽密封装置的局部结构示意图；
29.图中：100-油汽罐体，101-法兰，200-罐体出口管，300-油汽输送管，1-膨胀节，11
‑ꢀ
第一连接部，12-n型膨胀段，13-第二连接部，21-动连接环，22-动密封环，23-动齿环， 31-第一静连接环，32-第二静连接环，33-静密封环，34-静齿环，35-拼接环，4-密封腔， 5-密封填料，61-第一冷却水套，62-第二冷却水套，63-第一冷却水腔，64-第二冷却水腔， 65-冷却水进口，66-冷却水出口，71-凝结介质出口，72-凝结介质收集箱，8-密封唇，9
‑ꢀ
隔热棉。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明做详细的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
31.实施例1
32.本实施例提供的油汽多级冷凝密封装置的结构如图1所示，安装于罐体出口管200 和油汽输送管300的转动连接处，与油汽罐体100通过法兰101固定连接，罐体出口管随油汽罐体径向摆动和轴向窜动。
33.油汽多级冷凝密封装置包括膨胀节1、动环、静环、第一冷却水套和第二冷却水套。
34.膨胀节整体呈环形，且其一端紧套在油汽输送管上，具体的，膨胀节包括依次连接的第一连接部11、n型膨胀段12和第二连接部13，其中第一连接部沿轴向设置并紧套固定在油汽输送管上，可以通过卡箍等紧固件对第一连接部和油汽输送管进行进一步的固定，第一连接部也可以为金属材质并与油汽输送管进行焊接固定。n型膨胀段设置有一段以上，本实施例中设置有两段。膨胀节用于适应罐体出口管的径向摆动和轴向窜动。
35.动环包括动连接环21、动密封环22和动齿环23，动连接环沿轴向设置并紧套在罐体出口管上，动密封环沿径向设置并连接于动连接环外圆周的中部，动齿环沿轴向设置，并在动密封环的两侧面上对称分布设置有两个以上，本实施例中动齿环对称分布设置有六个，动连接环、动密封环和动齿环连接为一体式结构。
36.静环包括第一静连接环31、第二静连接环32、静密封环33和静齿环34，第一静连接环沿径向设置并与膨胀节远离油汽输送管的一端连接，即与膨胀节的第二连接部固定连接，两者可以通过螺栓进行固定连接。第二静连接环沿轴向设置并连接于第一静连接环的内圆周上，第一静连接环向远离膨胀节的一侧延伸并与静密封环连接，静密封环的截面呈c字型，并罩在动密封环和动齿环上，静齿环沿轴向设置，并在静密封环的两个内侧面上对称
分布有两个以上，动齿环和静齿环交错穿插，本实施例中静齿环对称分布有六个，与相对应，油汽输送管、膨胀节、罐体出口管、动环和静环共同形成密封腔4。密封腔为多级曲折的迷宫密封腔，给气体逐级减压，阻止气体外漏。
37.动连接环、动齿环和静齿环的外圆周上均分布有环形的第一凹槽，所述第一凹槽上均嵌设有呈环形的密封填料5，且动连接环和动齿环上的密封填料的外圆周与其靠近的静齿环或静密封环接触密封，静齿环上的密封填料的外圆周与其靠近的动齿环接触密封。通过迷宫密封和接触密封对油汽气体进行多级密封，防止油汽气体泄漏，造成危害。
38.由于油汽气体温度较高，对密封装置的寿命造成极大的影响，同时，若气体泄漏过多，有可能在密封装置内积攒并泄露，所以本实施例中静密封环外圆周上罩有第一冷却水套61和第二冷却水套62，形成第一冷却水腔63和第二冷却水腔64，并设置有凝结介质出口71，通过在第一冷却水腔和第二冷却水腔连通循环冷却水，从而对整个密封腔进行降温，一方面提高密封装置的使用寿命，另一方面，气态物质遇温度降低时会凝结为液态，即使泄漏，危害也较低。而且本密封装置中凝结为液态的油汽可以通过凝结介质出口流出，不会发生泄露。
39.具体地，凝结介质出口设置在静密封环的底部并连通密封腔和外界，且凝结介质出口连接有凝结介质收集箱72。而之所以设置两个冷却水套，也是为了方便密封腔和外界的连通。
40.所以第一冷却水套和第二冷却水套的一端分别连接于静密封环外圆周上位于凝结介质出口的两侧，避免凝结介质出口需要从两个冷却水腔中穿过的困扰。第一冷却水套和第二冷却水套整体均呈环形。
41.第一冷却水套的另一端连接于静密封环靠近膨胀节一侧且靠近内圆周处，或者第二静连接环的外圆周上，或者第一静连接环远离膨胀节的侧面上，使第一冷却水套和静密封环之间，或者和静密封环、第二静连接环之间，或者和静密封环、第二静连接环、第一静密封环之间共同形成第一冷却水腔。
42.本实施例中，第一冷却水套的另一端连接于第二静连接环的外圆周和静密封环的外圆周上，使第一冷却水套、第二静连接环和静密封环之间共同形成第一冷却水腔；
43.第二冷却水套的另一端连接于静密封环远离膨胀节一侧靠近内圆周处，使第二冷却水套和静密封环之间共同形成第二冷却水腔。两个冷却水腔与密封腔是互不干扰的。
44.本实施例提供的结构图中，第一冷却水套和第二冷却水套均未连接于静密封环的外圆周上，而是连接于静密封环的外圆周上设置的拼接环的两侧，但是第一冷却水套和第二冷却水套连接于静密封环的外圆周上的方案也是可行的。
45.本实施例中第一冷却水套和第二冷却水套之所以连接于静密封环的外圆周上设置的拼接环的两侧，是由于为了方便动环和静环的安装，本实施例中静密封环为分体式结构，由两个呈l字型的环形组件拼接而成；两个环形组件的外圆周上均沿径向连接有拼接环35，两个环形组件通过拼接环进行连接，具体地，两个拼接环通过螺栓固定连接。此时，凝结介质出口需要穿过静密封环和拼接环，从而连通密封腔和外界。另外，第一冷却水套和第二冷却水套也可以连接于静密封环的外圆周上靠近拼接环处。
46.第一冷却水套和第二冷却水套的顶部分别设置有连通外界和第一冷却水腔、连通外界和第二冷却水腔的冷却水进口65，所述第一冷却水套和第二冷却水套的底部分别设置
有连通外界和第一冷却水腔、连通外界和第二冷却水腔的冷却水出口66，实现第一冷却水腔和第二冷却水腔中冷却水的循环，从而对密封腔中的油汽气体进行冷却凝结，凝结为液态的油汽介质经凝结介质出口流出，并经凝结介质收集箱进行收集。
47.实施例2
48.本实施例中提供的油汽多级冷凝密封装置和实施例1中的结构基本一致，区别在于两点：一点是本实施例中动齿环和静齿环的外圆周上未嵌设有密封填料，而是通过密封唇8进行接触密封，具体地，静齿环靠近动密封环的一端上均设置有截面呈x型的密封唇，密封唇与动齿环接触密封。
49.另一点是静密封环还罩在动连接环上，静密封环靠近两侧的内圆周上均设置有环形的第二凹槽，第二凹槽内均嵌设有密封填料，且密封填料与罐体出口管接触密封，进一步提高密封效果。本实施例中提供的油汽多级冷凝密封装置的局部结构如图2所示。
50.实施例3
51.本实施例中提供的油汽密封装置和实施例2中的结构基本一致，区别在于动连接环的内圆周上设置有环形的第三凹槽，第三凹槽内嵌设有隔热棉9，所述隔热棉与罐体出口管接触密封，如图3所示。
52.由于油汽介质成分复杂、温度较高，所以实施例中1、2、3中密封填料均为耐高温、耐腐蚀材料。