[实用新型]双列反向交叉流体动压槽机械密封

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的双列反向交叉流体动压槽机械密封，属于流体密封技术特别是机械密封技术领域。 

现有技术

石油、化工等行业用于输送易燃、易爆、有毒、有害、含固体颗粒类介质的流体机械如离心泵、压缩机等设备轴端密封使用效果一直不尽人意。 

US 4212475公开了一种具有单列螺旋槽的流体动静压结合型非接触式机械密封，其依靠螺旋槽的泵入效应来实现密封端面非接触运转，主要用作离心压缩机的干气密封。但在高速旋转条件下，该密封很容易把隔离气体中的固体颗粒吸入密封端面之间而产生磨粒磨损，导致密封的早期失效。 

EP 0564153A1公开了一种具有双列螺旋槽的非接触式机械密封，具有较佳的启动性能和防固体颗粒能力，可用作双向旋转工况下输送液体类泵用轴封，但密封能力较低，且一旦固体颗粒进入密封面之间，难以及时排除而形成积累，很容易造成密封面之间的磨粒磨损而失效，使用范围有限。 

ZL 00239202.X中介绍的双列反向流体动压槽自润滑非接触式机械密封及ZL 01279563.1中介绍的单列交错流体动压槽上游泵送机械密封与上述密封相比具有优良的密封性能、自润滑功能、更佳的工作稳定性和可靠性、良好的防固体颗粒性能等优点，但其密封能力较低、防固体颗粒能力特别是防自聚物的能力有限，不能用于密封含固体颗粒浓度较高或易自聚的介质。 

发明内容

本发明的目的就是针对现有的流体动压非接触式机械密封（如以上几例）存在的如因密封端面泵入固体颗粒而易发生磨粒磨损、因自聚物产生不能及时清理而堵塞密封端面流体动压槽、密封稳定性差、使用寿命短等主要问题，开发出具有较高密封能力、启动性好、稳定性高、抗干扰能力强以及优良的排除固体颗粒和自聚物功能的新型双列反向交叉流体动压槽机械密封。 

该新型双列反向交叉流体动压槽机械密封可适用作离心泵、离心压缩机、螺杆压缩机和搅拌设备用轴封，既可用于密封洁净的、无危险性的工艺流体，又可用于密封易汽化、易结晶、高危险性、高含固体颗粒、易自聚类工艺介质，是一种具有综合优良性能和广泛应用前景的新型流体润滑非接触式机械密封。 

本发明主要是通过在密封动环（4）或静环（5）上开设一列长短交错的上游泵送槽，一列与上游泵送槽旋向相反的下游泵送槽以及一列与上、下游流体动压槽相连通的环形导流槽，来实现该非接触式机械密封具有良好的瞬间开启能力、较高密封能力和及时排除固体颗粒及自聚物能力的。新型双列反向交叉流体动压槽机械密封，主要是由动环座（1）、O形圈（2）（3）（8）、动环（4）、静环（5）、O形圈挡环（7）、推环（9）、弹簧（１０）、弹簧座（11）等部件组成（图2所示）。其特征在于在密封动环（图1所示）的端面上开设上游泵送槽（分为上游泵送长槽（41）和上游泵送短槽（42））、下游泵送槽（43）以及环形导流槽（44）。上游泵送槽旋向与动环旋转方向相反，下游泵送槽旋向与动环旋转方向相同，即上游泵送槽与下游泵送槽相互交叉。上游泵送槽内径D_g2大于静环的内径d_i（d_i大于动环的内径D_i），从而在直径D_g2与直径d_i之间形成了一密封坝（下游密封坝（46）），上游泵送短槽的外径即环形导流槽外径D_c2小于静环的外径d_o（d_o小于动环的外径D_o），从而在直径D_c2与直径d_o之间形成了一密封坝（上游密封坝（45））。其中，在上游泵送短槽之间开设出数个间隔排列的上游泵送长槽，其外径D_g1一直延伸到密封动环的外径D_o，即与高压侧相连通。下游泵送槽的外径即动环外径D_o，其内径大于上游泵送槽的内径D_g2，上游泵送槽与下游泵送槽（统称为流体动压槽），其深度分别为h₁₁和h₁₂。同时，在上游泵送短槽的外径处开设一环形导流槽，环形导流槽的径向宽度为（D_c2-D_c1）／2，其深度h₂≥流体动压槽的深度h₁（图3所示）。