[发明专利]具有非平端面的剖分式机械密封件

说明书

用于安装到容纳有旋转轴的壳体的剖分式机械密封件，包括：压盖组件；保持器组件，其具有内表面和相对的外表面；和旋转密封环，其尺寸和构造用于落座在由保持器组件限定的空间内。止动凹槽形成在保持器组件的内表面中用于至少部分落座密封元件的一部分，另一止动凹槽形成在旋转密封环的外表面中用于至少部分落座所述密封元件的另外部分。保持器止动凹槽和密封环止动凹槽的组合能够落座和保持密封元件。

相关申请

本申请要求2012年12月7日提交的名称为“采用能够选择性接合的轴向偏压组件的自对准剖分式机械密封件”的美国临时专利申请序列No.61/734691的优先权，所述申请的内容通过引用合并于此。该申请还涉及与此同时提交的名称为“采用能够选择性接合的轴向偏压组件的自对准剖分式机械密封件”的美国专利申请序列No._____，所述申请的内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种用于相对于固定壳体构件密封轴或杆的密封组件。本发明整体涉及机械密封件。更具体地，本发明涉及易于安装在各种泵壳体上的通用剖分式机械密封件。

背景技术

传统机械密封组件用在很多不同的环境和设置中，例如用在机械设备中以提供流体密封。密封组件通常围绕安装在固定机械壳体中或从固定机械壳体伸出的旋转轴或旋转杆定位。

剖分式机械密封件应用在很多不同的机械装置中来提供压力密封和流体密封。机械密封件通常围绕安装在固定壳体中或从固定壳体伸出的旋转轴定位。机械密封组件通常在轴出口处用螺栓固定到壳体外侧，从而防止来自壳体的加压工艺流体的损失。传统剖分式机械密封件包括面型机械密封件，所述面型机械密封件包括围绕轴同心地设置并且彼此轴向间隔开的一对密封环。密封环均具有密封面，密封面被传统偏压机构偏压使得彼此密封接触，所述传统偏压机构包括偏压夹或弹簧。通常，一个密封环保持固定(即，固定密封环)同时另一密封环接触轴并随其旋转(即，旋转密封环)。机械密封通过偏压密封环密封面使其彼此密封接触来防止加压工艺流体泄漏到外部环境。旋转密封环通常安装在保持器组件中，保持器组件设置在由压盖组件形成的腔室中。保持器组件可具有通过螺钉固定在一起的一对保持器半部。类似地，压盖组件可具有同样由螺钉固定在一起的一对压盖半部。密封环通常被分成几段，每段具有一对密封面，从而使得每个环是可以围绕轴安装而无需释放轴端中一端的剖分环。

传统密封环初始形成为环形的单体密封元件。一对凹槽在相对位置处沿着内径部分形成并且以轴向方向从密封环的顶部延伸到密封环的底部。这些凹槽利用熟知技术形成在密封元件中，包括使用传统往复式机器或磨盘。一旦形成凹槽，在与凹槽成约90度的位置处向密封环的内部施加径向向外方向的足够的压力以沿凹槽破裂和剖分密封环元件。所得到的密封环段具有相对平的和光滑的轴向外露面。任何表面不规则度是名义上的并且通常仅仅是由密封环材料的颗粒结构导致的。

现有技术的剖分式机械密封件具有围绕轴组装然后用螺栓安装到待密封设备上的旋转组件和固定组件。在围绕轴组装所述段之后将旋转密封面插入到旋转金属夹具中。接着，组装旋转面段和压盖段，然后用螺栓将剖分式压盖组件固定到泵壳体。

之前的剖分式机械密封设计具有很多问题。现有剖分式机械密封设计的第一问题涉及将旋转密封环插入到围绕轴夹持的保持器组件中。O型圈将旋转密封面以轴向方向密封到夹持的保持器。必须将旋转密封面推入到夹持的保持器内部紧密空间中，这时经常会遇到一些困难。将旋转密封面密封到保持器的弹性体O型圈需要被压缩用于密封，并且需要一定量的力将密封面插入到夹持的保持器内部。此外，由于O型圈容易抓住密封环并抑制滑动，所以现有技术的机械密封组件设计的旋转密封面在被插入之后有“弹出(pop-out)”的趋势。另外，在安装时O型圈的运动可导致O型圈被设置成弯曲姿态，而不是相对于旋转密封环更加优选的落座姿态。安装人员需要将O型圈从弯曲姿态运动回初始姿态，这是非常困难的。在安装过程中该过程需要多次尝试来使旋转密封面适当地落座在夹持的保持器内。