本發(fā)明屬于石油勘探、石油開采、石油煉化、石油產品輸送領域所使用的離心泵機械密封的沖洗系統(tǒng)，特別是石油鉆井勘探行業(yè)，鉆井液固控設備用離心泵機械密封的沖洗系統(tǒng)。

背景技術：

目前石油鉆井勘探行業(yè)，鉆井液固控設備用離心泵機械密封，沒有任何的沖洗系統(tǒng)，使得機械密封在使用過程中，存在諸多缺陷：

1、當輸送的介質是易燃易爆介質時，機械密封處產生的熱量沒有被及時冷卻降溫，危險性極大，存在巨大安全隱患，容易發(fā)生重大安全事故。

2、當工況條件苛刻時，如無介質運轉、介質干結或者凍結時，機械密封急劇干磨損，迅速損壞，很快泄露。

3、當輸送高比重介質時，如高比重的鉆井液，鉆井液會停留并粘結在機械密封處，對于機械密封的散熱極為不利，機械密封容易發(fā)生泄漏。

4、機械密封可靠性低，使用壽命短，很短時間就發(fā)生泄露，使用壽命不符合行業(yè)的要求。

據不完全統(tǒng)計，機械密封故障占離心泵總故障率的50％以上。維修維護機械密封費用占離心泵總維護維修費用約70％以上，因此發(fā)明一種能夠提供機械密封良好的運行環(huán)境，保證機械密封穩(wěn)定長效運行的沖洗系統(tǒng)是十分必要的。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種離心泵用雙端面機械密封的獨立隔離沖洗系統(tǒng)，克服上述離心泵機械密封在使用過程中出現的各種缺陷和弊病，提高機械密封運行的穩(wěn)定性，加大對苛刻工況條件的適應性，延長使用壽命，滿足使用要求。

為達到上述目的，提供一種離心泵用雙端面機械密封的獨立隔離沖洗系統(tǒng)，具有其特征在于：包括雙端面機械密封、隔離腔總成、軸套和密封壓蓋。

所述的雙端面機械密封，其特征在于：雙端面機械密封包括一級機械密封、二級機械密封、隔離箱總成、軸套和密封壓蓋。一級機械密封靠近葉輪側，二級機械密封靠近密封壓蓋側，一級和二級機械密封的動環(huán)分別固定在軸套上，一級機械密封的靜環(huán)固定在隔離箱總成上，二級機械密封的靜環(huán)固定在密封壓蓋上，一級機械密封的動環(huán)與一級機械密封的靜環(huán)、二級機械密封的動環(huán)和二級機械密封的靜環(huán)分別相對接觸摩擦旋轉并形成摩擦副起到密封的作用，一級機械密封和二級機械密封安裝在隔離腔總成內部，隔離腔總成內部填充潤滑冷卻作用的隔離液。

所述的隔離箱總成，其特征在于：隔離箱總成包括隔離箱、溫度壓力表、液位計、安全閥、注液絲堵、排液絲堵。隔離箱安裝在泵腔殼體和軸承箱之間，溫度壓力表和液位計設置在隔離箱的側壁不同位置上，注液絲堵設置在隔離箱的頂部，安全閥和排液絲堵設置在隔離箱底部。隔離箱內存儲一定容量的隔離液，隔離液潤滑冷卻雙端面機械密封，隔離箱上的液位計、溫度壓力表可以顯示隔離液的狀態(tài)，進而反映雙端面機械密封的工作狀態(tài)。

為達到上述目的，還可以提供一種離心泵用雙端面機械密封的獨立隔離沖洗系統(tǒng)，其特征在于：包括雙端面機械密封、泵送結構、密封箱、軸套、密封壓蓋和儲液罐總成，儲液罐總成內部填充循環(huán)潤滑冷卻作用的隔離液。

所述的雙端面機械密封，其特征在于：雙端面機械密封包括一級機械密封、二級機械密封、密封箱、軸套和密封壓蓋。一級機械密封靠近葉輪側，二級機械密封靠近密封壓蓋側，一級和二級機械密封的動環(huán)分別固定在軸套上，一級機械密封的靜環(huán)固定在密封箱上，二級機械密封的靜環(huán)固定在密封壓蓋上，一級機械密封的動環(huán)與一級機械密封的靜環(huán)、二級機械密封的動環(huán)和二級機械密封的靜環(huán)分別相對接觸摩擦旋轉并形成摩擦副起到密封的作用。

所述的儲液罐總成，其特征在于：儲液罐總成包括儲液罐、進液管、出液管、固定支架、 溫度壓力表、液位計、安全閥、注液絲堵、排液絲堵。儲液罐依靠固定支架固定在泵基礎上，進液管與和出液管分別連接到密封箱和密封壓蓋上，注液絲堵設置在儲液罐的頂部，溫度壓力表、液位計、安全閥分別設置在儲液罐的側壁上，排液絲堵設置在儲液罐的底部。儲液罐內存儲一定容量的隔離液。

所述的泵送結構，其特征在于：泵送結構包括密封箱、泵送環(huán)和軸套，泵送環(huán)外圓面帶有螺旋狀溝槽，泵送環(huán)在機械密封外側且固定在軸套上，泵送環(huán)與密封箱之間的間隙很小，泵送環(huán)同軸套一起旋轉時，與密封箱之間形成一種泵送效應，推動隔離液向一側流動。

所述的泵送結構，其特征在于：泵送結構也可以包括密封箱、一級機械密封和二級機械密封的彈簧、軸套，一級機械密封的彈簧和二級機械密封的彈簧旋向相同，作為一級和二級機械密封的一個組成部分，都固定在軸套上，一級機械密封和二級機械密封的彈簧與密封箱之間的間隙很小，并同軸套一起旋轉，與密封箱之間形成一種泵送效應，推動隔離液向一側流動。

填充在隔離箱(或者密封箱)中的隔離液，可以與介質相容，非易燃、易爆、有毒、有污染的液體，要求隔離液耐溫、汽化溫度高、不易乳化、熱膨脹系數小、比熱容大、潤滑性高、采購成本低，常用水、機油等常見液體。

方案一中的隔離箱總成起到儲存隔離液作用，雙端面機械密封直接浸沒在隔離液中，隔離液對雙端面機械密封直接起到潤滑冷卻作用，溫度高的隔離液上升，溫度低隔離液下沉，隔離液在隔離箱總成內依靠自身形成熱量交換和混合。

方案二中的儲液罐總成連接的進液管和出液管各一件，進液管和出液管在密封箱上的雙端面密封位置的兩側分別連接，這樣密封箱依靠進液管和出液管，與儲液罐總成一起構成一個離心泵雙端面機械密封獨立沖洗系統(tǒng)，沖洗系統(tǒng)內填充隔離液，泵送結構產生隔離液循環(huán)的動力，推動隔離液向一側流動，機械密封產生的熱量傳遞給隔離液，通過出液管將升溫后的隔離液帶到儲液罐總成內散熱冷卻，冷卻后的隔離液通過進液管回到雙端面機械密封處，形成一個冷卻潤滑機械密封的密閉的循環(huán)回路。

上述兩種結構方案能獨立實施，都可以單獨達到本發(fā)明目的，體現本發(fā)明的有益效果。

有益效果：本發(fā)明的目的在于克服所述領域離心泵機械密封因無沖洗系統(tǒng)，而在使用中存在的缺陷，提高離心泵機械密封的使用可靠性、延長機械密封的使用壽命、適應多種工況條件變化，徹底解決所述領域中離心泵機械密封使用過程中存在的缺陷。

雙端面機械密封結構是由一級機械密封和二級機械密封在軸套上串聯(lián)而成，其優(yōu)勢在于：在帶有獨立隔離沖洗系統(tǒng)的雙端面機械密封運行時，一旦因一級機械密封意外泄露，葉輪側的介質進入到隔離箱(或者密封箱)中時，因為有二級機械密封的密封作用，所以介質不會馬上泄露到密封壓蓋的大氣側，延長了整個機械密封的有效密封時間，所以帶有雙端面機械密封獨立隔離沖洗系統(tǒng)的離心泵的使用效果和使用壽命，比采用通用機械密封結構的離心泵要優(yōu)越很多。

獨立隔離沖洗系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：在葉輪端介質凍結、干結或者抽空的苛刻工況條件下，因為這套獨立隔離沖洗系統(tǒng)的發(fā)揮作用，為雙端面機械密封結構創(chuàng)造了一個優(yōu)越的運行環(huán)境，所以所述的離心泵用雙端面機械密封結構仍舊可以正常運行，將惡劣復雜的工況條件對機械密封的影響降至最低。

所有的結構都是為了形成一個結構合理、效果顯著、使用可靠的沖洗系統(tǒng)，這套沖洗系統(tǒng)能夠實現隔離液自循環(huán)、自潤滑、自冷卻，使雙端面機械密封在一個良好的環(huán)境中工作，保證了雙端面機械密封結構對苛刻工況條件的適應性，達到離心泵長壽命穩(wěn)定運行的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的方案一的離心泵用雙端面機械密封的獨立隔離沖洗系統(tǒng)整體結構圖。

圖2是方案一的雙端面機械密封結構圖。

圖3是方案一的隔離箱總成圖。

圖4是本發(fā)明的方案二的離心泵用雙端面機械密封的獨立隔離沖洗系統(tǒng)整體結構圖。

圖5是方案二的雙端面機械密封結構圖。

圖6是方案二的儲液罐總成圖。

圖7和圖8是方案二的兩種泵送結構圖。

圖9是方案二的隔離液循環(huán)路線示意圖。

圖1中：1-1、雙端面機械密封1-2、隔離箱總成1-3、軸套1-4密封壓蓋1-5隔離液

圖2中：2-1、一級機械密封2-1-1、一級機械密封的動環(huán)2-1-2、一級機械密封的靜環(huán)2-2、二級機械密封2-2-1、二級機械密封的動環(huán)2-2-2、二級機械密封的靜環(huán)2-3、葉輪

圖3中：3-1、隔離箱3-2、溫度壓力表3-3、液位計3-4、安全閥3-5、注液絲堵3-6、排液絲堵3-7、泵腔殼體3-8、軸承箱

圖4中：4-1雙端面機械密封4-2、儲液罐總成4-3、泵送結構4-4、密封箱

圖6中：6-1、儲液罐6-2、進液管6-3、出液管6-4、固定支架6-5、液位計

圖7中：7-1、泵送環(huán)

圖8中：8-1、一級和二級機械密封的彈簧

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步的說明

圖1中：方案一的離心泵用雙端面機械密封的獨立隔離沖洗系統(tǒng)，包括雙端面機械密封1-1、隔離腔總成1-2、軸套1-3和密封壓蓋1-4，雙端面機械密封1-1安裝于隔離腔總成1-2和密封壓蓋1-4之間，，并固定在軸套1-3上，三者之間填充隔離液1-5，雙端面機械密封1-1、隔離腔總成1-2、軸套1-3和密封壓蓋1-4可以組裝成為一套易損件，作為一種集裝式機械密封，無需任何調整，整體安裝，方便更換。

圖2中：方案一的雙端面機械密封1-1包括一級機械密封2-1、二級機械密封2-2、隔離箱總成1-2、軸套1-3和密封壓蓋1-4，一級機械密封2-1靠近葉輪2-4側，二級機械密封2-2靠近密封壓蓋1-4側，一級機械密封的動環(huán)2-1-1和二級機械密封的動環(huán)2-2-1分別固定在軸套1-3上，一級機械密封的靜環(huán)2-1-2固定在隔離箱總成1-2上，二級機械密封的靜環(huán)2-2-2固定在密封壓蓋1-4上，一級機械密封的動環(huán)2-2-1與一級機械密封的靜環(huán)2-1-2、二級機械密封的動環(huán)2-2-1和二級機械密封的靜環(huán)2-2-2分別相對接觸摩擦旋轉并形成摩擦副起到密封的作用，一級機械密封2-1和二級機械密封2-2安裝在隔離腔總成1-2內部，隔離腔總成1-2內部填充潤滑冷卻作用的隔離液1-5。

圖3中：隔離箱總成包括隔離箱3-1、溫度壓力表3-2、液位計3-3、安全閥3-4、注液絲堵3-5、排液絲堵3-6。隔離箱3-1位于泵腔殼體3-7和軸承箱3-8之間，溫度壓力表3-2和液位計3-3設置在隔離箱3-1的側壁不同位置上，注液絲堵3-5設置在隔離箱3-1的頂部，安全閥3-4和排液絲堵3-6設置在隔離箱3-1底部。隔離箱3-1內存儲一定容量的隔離液1-5，隔離液1-5潤滑冷卻雙端面機械密封1-1，隔離箱3-1上的液位計3-3、溫度壓力表3-2可以顯示隔離液1-5的狀態(tài)，進而反映雙端面機械密封1-1的工作狀態(tài)，隔離箱3-1外側上設置有散熱片結構加快隔離箱3-1內部隔離液1-5冷卻。

圖4中：方案二中的離心泵用雙端面機械密封的獨立隔離沖洗系統(tǒng)，包括雙端面機械密封4-1、泵送結構4-3、密封箱4-4、軸套1-3、密封壓蓋1-4和儲液罐總成4-2，儲液罐總成4-2內部填充隔離液1-5。泵送結構4-3固定在軸套1-3上，軸套1-3帶動雙端面機械密封4-1旋轉，密封箱4-4和密封壓蓋1-4形成了一個容納雙端面機械密封4-1的運轉空間，儲液罐總成4-2被固定在泵外側，之間依靠兩條管路連接形成了儲存隔離液1-5的一個封閉系統(tǒng)，隔離液1-5在這個系統(tǒng)中循環(huán)流動。

圖5中：雙端面機械密封包括一級機械密封2-1、二級機械密封2-2、密封箱4-4、軸套1-3和密封壓蓋1-4。一級機械密封2-1靠近葉輪2-3，二級機械密封2-2靠近密封壓蓋1-4，一級的動環(huán)2-1-1和二級機械密封的動環(huán)2-1-1分別固定在軸套1-3上，一級機械密封的靜環(huán)2-1-2固定在密封箱4-4上，二級機械密封的靜環(huán)2-2-2固定在密封壓蓋1-4上，一級機械密封的動環(huán)2-2-1與一級機械密封的靜環(huán)2-1-2、二級機械密封的動環(huán)2-2-1和二級機械密封的靜環(huán)2-2-2分別相對接觸摩擦旋轉并形成摩擦副起到密封的作用。

圖6中：儲液罐總成包括儲液罐6-1、進液管6-2、出液管6-3、固定支架6-4、溫度壓力表3-2、液位計6-5、安全閥3-4、注液絲堵3-5、排液絲堵3-6。儲液罐6-1依靠固定支架6-5固定在泵基礎上，進液管3-5與和出液管3-6分別連接到密封箱和密封壓蓋上，注液絲堵3-5設置在儲液罐6-1的頂部，溫度壓力表3-2、液位計6-5、安全閥3-4分別設置在儲液罐6-1的側壁上，排液絲堵設3-6置在儲液罐6-1的底部。儲液罐6-1外側設置散熱片，內部存儲一定容量的隔離液1-5。

圖7中：泵送結構包括密封箱4-4、泵送環(huán)7-1和軸套1-3，泵送環(huán)7-1外圓面帶有螺旋狀溝槽，泵送環(huán)7-1在機械密封外側且固定在軸套1-3上，泵送環(huán)7-1與密封箱4-4之間的間隙很小，泵送環(huán)7-1同軸套1-3一起旋轉時，與密封箱4-4之間形成一種泵送效應，推動隔離液1-5向一側流動。

圖8中：泵送結構也可以包括密封箱4-4、一級機械密封的彈簧8-1和二級機械密封的彈簧8-1、軸套1-3，一級機械密封的彈簧8-1和二級機械密封的彈簧8-1旋向相同，作為一級和二級機械密封的一個組成部分，都固定在軸套1-3上，一級機械密封的彈簧8-1和二級機械密封的彈簧8-1與密封箱4-4之間的間隙很小，并同軸套1-3一起旋轉，與密封箱4-4之間形成一種泵送效應，推動隔離液1-5向一側流動。

圖9中：隔離液循環(huán)路線示意圖包括儲液罐6-1、進液管6-2、出液管6-3、雙端面機械密封4-1和泵送結構4-3，固定在軸套1-3上的泵送結構4-3推動升溫的隔離液1-5通過出液管6-3進入到儲液罐6-1內，經儲液罐6-1冷卻降溫后，再通過進液管6-2返回到雙端面機械密封4-1處，這樣就完成了一次循環(huán)，如此反復循環(huán)流動，雙端面機械密封4-1產生的熱量就被隔離液1-5持續(xù)地帶到儲液罐6-1中冷卻后循環(huán)使用，構成了一個提供雙端面機械密封良好工作環(huán)境的獨立隔離沖洗系統(tǒng)。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計方案的前提下，在所屬領域中，對本發(fā)明的技術方案作出的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內。