[发明专利]气压闭合型机械密封

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械密封装置，具体涉及的是一种以气体压力作为机械密封密封面所需初始闭合力的机械密封装置。

背景技术

机械密封具有密封可靠、泄漏量小、使用寿命长、适用范围广等优点，已被广泛运用在各类泵、反应釜等各种所需密封的旋转设备中。它的性能及寿命直接影响并决定着设备的整体工作性能，因此提高其性能及寿命显得至关重要。

机械密封在运行过程中，其所需的密封端面初始闭合力主要靠设置在机械密封补偿环背部的弹性元件（如压缩弹簧）所提供。因此机械密封在运转过程中，随着时间推移会产生如下问题：（1）由于机械密封的密封面所需的初始闭合力由弹性元件提供，而弹性元件通过压缩变形产生的弹力很难均匀的作用于整个密封面上，这就会影响到初始闭合力在密封面的分布，导致密封面的局部非正常磨损，使得机械密封的密封性能下降，寿命缩短；（2）机械密封端面在运行过程中会慢慢磨损而使得弹性元件的压缩量变小，且机械密封中的弹性元件也会因长期处于压缩状态而产生疲劳及永久变形，从而影响到弹性元件的工作弹力，这将会导致密封端面所需的初始闭合力不足，使得机械密封产生泄漏。这些因素的存在直接影响着机械密封的性能及使用寿命。

综上所述，开发一种能解决上述问题，以提高密封性能、延长机械密封使用寿命的机械密封装置显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足，针对机械密封运转过程中产生的上述问题，提出一种以气体压力作为密封端面初始闭合力的气压闭合型机械密封装置。

本发明是通过以下技术方案解决上述问题的。本发明的要点是在机械密封中摒弃使端面产生初始闭合力的传统弹性元件（例如压缩弹簧），改用具有一定压力的气体（如氮气）作用于机械密封的补偿环背部，以此来作为机械密封的端面所需的初始闭合力。其具体结构如下：（1）将机械密封的静环作为补偿环，在静环背部设置一个压力腔，将补偿环插入压力腔以形成一个环状气缸的结构形式；（2）将外接带压可调节气源（例如氮气瓶加减压阀）接入压力腔，让气体压力通过压力腔作用于补偿环背部，使气体压力作为机械密封端面所需的初始闭合力。 

 本发明充分利用了气体压力方便调节且压力分布均匀的特征，使用气体压力作为机械密封端面所需的初始闭合力。本发明的优点及效果是：（1）使用气体压力作为机械密封端面的初始闭合力，使得机械密封在运转过程中密封端面受力更均匀、密封面闭合度更好，有效的避免了密封端面由于受力不均而导致的密封面局部磨损。这样不仅可以有效的提高机械密封的密封性能，而且可以延长机械密封的正常使用寿命；（2）使用气体压力代替传统弹性元件弹力作为机械密封密封端面的初始闭合力，使得机械密封的密封端面所需的初始闭合力可方便的通过改变压力腔的气压大小进行调节，并且可以通过仪表进行压力监测，这样就有效的避免了因密封面磨损使得弹性元件压缩量变小、弹性元件产生永久变形使得弹力下降，导致的密封端面初始闭合力不足而产生的密封泄漏问题。这样就能有效的保障机械密封的正常运转，从而提高了机械密封的使用性能及寿命。

附图说明

图1是本发明的结构实施示意图。

图中:

1、氮气瓶                2、减压阀              3、压力表          4、大气端压力腔

5、大气端补偿环（介质端静环）           6、介质端补偿环（介质端静环）  

7、介质端压力腔。

具体实施方式

本发明是针对现有技术中的缺陷所进行的改进，根据压力气体本身所具有的特性而设计，其具体方法就是把机械密封中的静环作为补偿环，在补偿环背部设置压力腔，使补偿环插入压力腔形成一个环形气缸的结构形式，通过向压力腔引入带有一定压力的气体，使气体压力通过压力腔作用于补偿环背部，以此来作为机械密封中密封端面所需的初始闭合力。

在附图1中给出了本发明在双端面集装式机械密封中的一个实施实例，如图所示，本实例中压力气源为氮气瓶1中的高压气体，其压力调节方式是通过减压阀2进行调节，调节后的压力大小可通过压力表3显示，将经调节后的一定压力气体引入压力腔（大气端压力腔4和介质端压力腔7）；经过调压后的气体通过压力腔（大气端压力腔4和介质端压力腔7）作用于补偿环（大气端补偿环5和介质端补偿环6）的背部；从而达到使气体压力作为机械密封的密封端面所需的初始闭合力的目的。