[发明专利]一种组合式机械密封装置

说明书

本发明公开了一种组合式机械密封装置，涉及流体机械密封领域。该组合式机械密封装置包括主轴、套于主轴外的轴套、套于轴套外的密封腔座、旋转机械密封单元及用于阻挡固体颗粒的过滤单元，机械密封单元设于密封腔的远水端，过滤单元包括设于密封腔的涉水端处的螺旋密封机构与设于密封腔进口处的过滤器。本发明综合考虑多种因素，主要从防止固体颗粒接触机械密封组件着手，通过螺旋密封结构与过滤器来阻挡固体颗粒进入密封腔，以解决含固体颗粒的流体介质的密封问题。

技术领域

本发明涉及流体机械密封领域，具体地说，涉及一种组合式机械密封装置。

背景技术

组合密封系统广泛应用于流体机械等流体输送设备中，以满足不同运行工况的密封和维护检修的需要。在石油化工和海洋工程中，对具备输送固液介质能力的输送设备的需求不断增大，从各类矿井的排水到化工领域固液物料的输送，都离不开可靠的密封结构。

目前市场上所采用的针对含固体颗粒介质的密封结构一般为“填料密封+机械密封”组合。填料密封在设备运转状态下摩擦阻力大，需要配套专门的冷却润滑系统，且当输送的介质固体颗粒含量较高时，密封填料与转轴之间的配合间隙容易出现磨损导致固体颗粒泄漏进入机械密封腔，这一现象在高压环境下更为明显，机械密封工作时，固体颗粒容易加速密封端面磨损，较大颗粒甚至会使机械密封中的弹簧出现卡滞现象，使密封寿命和可靠性大大降低。

发明内容

本发明的目的为提供一种适于在固液物料环境中使用的组合式机械密封装置。

为了实现上述目的，本发明提供的组合式密机械封装置包括主轴、套于主轴外的轴套、套于轴套外的密封腔座、旋转机械密封单元及用于阻挡固体颗粒的过滤单元。密封腔座设有环绕轴套的密封腔及密封腔进口；过滤单元包括水密地套装于主轴的轴肩上的泵送环、套于泵送环外且与泵送环螺旋密封连接的泵送座以及设于密封腔进口处的过滤器；旋转机械密封单元包括端面相互贴合的静环与动环及用于迫使静环紧贴动环的弹性件，动环套于轴套外并与之水密固定连接，静环可沿轴套的轴向滑动地套于轴套外；静环位于密封腔的远水端且与密封腔座水密连接，泵送座位于密封腔的近水端且与密封腔座固定连接。

通过机械密封单元中的动环与静环相配合，而对密封腔内的液体进行密封。通过泵送环形成泵送效应而阻挡沙子等固体颗粒从泵送环与泵送座间的间隙进入密封腔，并通过过滤器将沙子等固体颗粒阻挡于密封腔进口外，二者相配合组成过滤单元，以防止沙子等固体颗粒进入密封腔内，即有效地防止沙子等固体颗粒进入动环与静环间而对二者的密封端面造成破坏和/或卡入弹性件内而造成卡滞现象。

具体的方案为泵送环包括一级泵送环和二级泵送环，一级泵送环与二级泵送环相邻端面水密连接且外环壁均设有螺旋槽结构，且泵送环与泵送座间的间隙为迷宫密封结构。

通过设置迷宫密封结构，可进一步提高泵送环与泵送座间的密封性能。

另一具体的方案为泵送座设有若干环绕主轴且贯通泵送座的两轴向端面的扇环形通孔，密封腔座设有与扇环形通孔对接且与密封腔进口连通的扇环形通孔。

另一具体的方案为旋转机械密封单元还包括动环座、静环座及静环卡环；动环座套接于轴套外且二者间压有密封圈，动环与动环座固定且二者相邻接的端面间压有密封圈；静环座套于静环与静环卡环外，静环卡环与静环座固定连接，静环座与静环间压有密封圈，弹性件为压于静环卡环与静环的端面间的压簧，静环与静环卡环的相邻端面间存有间隙；密封腔座套接于静环座外且二者间压有密封圈，且静环座上设有与密封腔座的端面相抵靠的轴肩。

通过设置动环座、静环座与静环卡环，从而便于实现静环与密封腔座间的间接水密连接，及动环与轴套间的间接水密固定连接，以便于零部件的加工及装配。