本發(fā)明涉及機械密封領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種解決機械密封依靠彈性元件提供補償力的問題的帶有軸向調(diào)整功能的大型挖泥船泥泵的機械密封裝置。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)外大型挖泥船用泵軸密封裝置采用L型橡膠墊密封裝置，其工作原理是靜止的3道L型橡膠墊與旋轉(zhuǎn)的軸套動態(tài)摩擦，在L型橡膠墊密封之間提供高壓潔凈水以潤滑及阻隔泵送介質(zhì)，利用橡膠的自身彈性及其所附帶的彈簧提供磨損補償而達(dá)到密封目的，見圖1。這種密封裝置適應(yīng)工況范圍窄，使用壽命不穩(wěn)定，實際使用壽命多為1至6個月，受偏擺、振動，尖銳顆粒和固體顆粒磨蝕、海中生物附著、泵壓工況的影響，導(dǎo)致密封使用效果不穩(wěn)定，頻繁發(fā)生偏磨及劇烈磨料磨損而導(dǎo)致系統(tǒng)使用壽命縮短(實際使用壽命多為1～6個月)。大型泥泵的維修拆裝耗時多、周期長，降低了泥泵的設(shè)備利用率、不但耗費大量的維修資金，還浪費掉挖泥船很多寶貴施工時間。

在現(xiàn)有的機械密封結(jié)構(gòu)中，彈簧安裝后是一個固定且不可調(diào)整元件，但在特殊的泵上受泵體結(jié)構(gòu)與安裝尺寸的約束，不能保證彈簧工作高度的穩(wěn)定性，這個不穩(wěn)定性直接影響到機械密封的彈簧比壓。彈簧力主要作用于密封動靜環(huán)之間，防止設(shè)備啟動、停車或介質(zhì)壓力波動時密封端面開啟，使補償環(huán)能追隨端面沿軸向施加閉合力，彈簧比壓過小難以起到上述作用，反之過大會加劇密封環(huán)的磨損，影響到整個機械密封的可靠性及使用壽命。

尤其是分裝式機械密封，泵腔與葉輪前后調(diào)整間隙大，機械密封安裝時彈簧的工作高度因泵的葉輪間隙調(diào)整而變化，使彈簧比壓得不到一個穩(wěn)定的設(shè)計數(shù)據(jù)，因而成為機械密封結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個難點。

另外，申請人在提交申請前向國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索咨詢中心提交了關(guān)于本申請的檢索報告請求，案件編號G1611175，檢索報告中引用的專利類型全為“A”文件，也就是背景技術(shù)文件，即反應(yīng)權(quán)利要求的部分技術(shù)特征或者有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的一部分文件；CN201858359U，CN201215106Y，CN2542859，WO2015009150A1，JP2010060105A，WO2012002812A1；檢索報告的結(jié)果中最接近的的對比文件是CN201858359U，關(guān)于一種帶二級保護裝置的大型挖泥船用耐振機械密封，該種機械密封中的彈簧位于內(nèi)部，無法再外側(cè)進行調(diào)整，無法在不拆解狀態(tài)下使密封端面達(dá)到設(shè)計的比壓，保證密封效果。為此本發(fā)明創(chuàng)造特別設(shè)計一種帶有軸向調(diào)整功能的大型挖泥船泥泵的機械密封裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種用于解決分裝式和集裝式機械密封，在安裝使用過程中彈簧的工作高度不因泵體的調(diào)整而變化，以及在使用中可在不拆卸設(shè)備下及時更換損壞彈簧元件的帶有軸向調(diào)整功能的大型挖泥船泥泵的機械密封裝置。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種帶有軸向調(diào)整功能的大型挖泥船泥泵的機械密封裝置，該機械密封裝置安裝于挖泥船內(nèi)泥泵的泵軸上，包括與泥泵密封連接的密封箱，位于密封箱內(nèi)安裝在泥泵軸上的軸套，位于密封箱內(nèi)的安裝有動環(huán)的動環(huán)座和安裝有靜環(huán)的靜環(huán)座，動環(huán)和動環(huán)座、靜環(huán)與靜環(huán)座之間設(shè)有實現(xiàn)浮動密封的密封圈和防止轉(zhuǎn)動的第一防轉(zhuǎn)銷；所述靜環(huán)座安裝在密封箱內(nèi)，依靠密封圈軸向滑移與密封，靜環(huán)座與密封箱之間設(shè)有推環(huán)，所述推環(huán)通過連接螺栓與密封箱連接；位于密封箱內(nèi)的軸套的一端與泵軸上的定位套(120)相連，另一端與泥泵的葉輪端的葉輪輪轂相連，并通過密封圈密封；所述動環(huán)座與軸套緊固連接，并且隨泵軸一起轉(zhuǎn)動；密封箱與動環(huán)座之間設(shè)有截流板；在密封箱的外端面設(shè)有外置可調(diào)式靜環(huán)軸向補償機構(gòu)；所述外置可調(diào)式靜環(huán)軸向補償機構(gòu)包括設(shè)置在密封箱外端的壓蓋，所述壓蓋通過螺栓與密封箱的外端面連接；所述壓蓋和密封箱外端面之間設(shè)有調(diào)整墊片；所述密封箱的外端面圓周方向上均布設(shè)有靜環(huán)補償組件。

本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施：

所述靜環(huán)補償組件包括支撐銷釘，所述支撐銷釘包括彈簧安裝部，定位部以及插裝部，所述支撐銷釘?shù)牟逖b部插裝在壓蓋的安裝孔內(nèi)，支撐銷釘?shù)膹椈砂惭b部插裝在密封箱的導(dǎo)向孔內(nèi)，在導(dǎo)向孔內(nèi)所述支撐銷釘?shù)膹椈砂惭b部上套裝有彈簧，在密封箱內(nèi)所述彈簧頂緊推環(huán)。

所述推環(huán)和靜環(huán)座之間設(shè)有第二防轉(zhuǎn)銷。

連接壓蓋和密封箱的螺栓上套裝有彈簧墊圈和平墊圈。

所述壓蓋上沿軸向方向還設(shè)有頂絲。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：由于本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點：

1.壓蓋和密封箱之間設(shè)有調(diào)整墊片，因此在一定范圍內(nèi)，可自由調(diào)整彈簧長度。

2.由于壓蓋對彈簧形成擠壓，壓蓋通過調(diào)整螺栓與密封箱連接，在不拆解設(shè)備時，可自由更換彈簧。

3.本發(fā)明中彈簧屬于外置，隨時可觀察彈簧的工作狀態(tài)，能及時發(fā)現(xiàn)問題，彈簧結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)簡單，實用可靠。

4.本發(fā)明可附加帶有動力源的設(shè)備，實現(xiàn)彈簧工作高度自動調(diào)整。

綜上，本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單，方便運輸和現(xiàn)場安裝，適合各種設(shè)備安裝條件。在不拆卸整體裝置的情況下可任意調(diào)整、更換彈性元件，使密封端面比壓達(dá)到設(shè)計的理想值；并且有效的保證了動環(huán)和靜環(huán)的同心度和跟隨性；在安裝后，遇到問題可拆分，方便快捷，保證了該裝置的可靠性和維修便捷性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中第二防轉(zhuǎn)銷的剖視圖；

圖4是動環(huán)座與外軸套設(shè)安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是支撐銷釘結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是靜環(huán)徑向調(diào)整機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是楔形調(diào)整塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是楔形調(diào)整塊分布結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、泵軸；2、軸套；3、靜環(huán)徑向調(diào)整機構(gòu)；5、楔形調(diào)整支撐機構(gòu)；10、內(nèi)軸套；20、外軸套；21、密封圈；23、動環(huán)座；24、動環(huán)；26、第一防轉(zhuǎn)銷；27、緊固螺栓；29、定位孔；30、靜環(huán)座；31、靜環(huán)；40、推環(huán)；41、連接螺栓；42、第二防轉(zhuǎn)銷；50、支撐套；502、安裝部；503、支撐部；51、楔形調(diào)整塊；501、凹槽；52、滾珠；53、調(diào)整螺釘；6、靜環(huán)軸向補償機構(gòu)；60、壓蓋；61、連接螺栓；62、調(diào)整墊片；63、彈簧；64、支撐銷釘；64-1、彈簧安裝部；64-2、定位部；64-3、插裝部；65、頂絲；66、靜環(huán)補償組件；70、密封箱；71、安裝臺階；72、導(dǎo)向孔 80、截流板；81、鎖緊螺栓；90、泥泵；100、葉輪端；110、漿液；120、定位套。

具體實施方式

為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

請參閱圖1至圖5，一種帶有軸向調(diào)整功能的大型挖泥船泥泵的機械密封裝置，該機械密封裝置安裝于挖泥船內(nèi)泥泵的泵軸1上，包括與泥泵90密封連接的密封箱70，其主要作用在于使整套機械密封靜止部分與泥泵90固定，使靜環(huán)31不受動環(huán)24的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動；位于密封箱內(nèi)安裝在泥泵軸上的軸套2，軸套的作用在于泵軸不受外界因素的磨損與腐蝕，用于支撐與連接機械密封的其它部分零件；位于密封箱70內(nèi)的安裝有動環(huán)24的動環(huán)座23和安裝有靜環(huán)31的靜環(huán)座30，動環(huán)24和動環(huán)座23、靜環(huán)31與靜環(huán)座30之間設(shè)有實現(xiàn)浮動密封的密封圈21和防止轉(zhuǎn)動的第一防轉(zhuǎn)銷26；所述靜環(huán)座30安裝在密封箱70內(nèi)，依靠密封圈21軸向滑移與密封，靜環(huán)座30與密封箱70之間設(shè)有推環(huán)40，所述推環(huán)通過連接螺栓41與密封箱連接；所述推環(huán)和靜環(huán)座之間設(shè)有第二防轉(zhuǎn)銷42，第二防轉(zhuǎn)銷42一側(cè)與密封箱70滑動配合，另一側(cè)與靜環(huán)座30配合，其主要作用在于防止靜環(huán)座30隨動環(huán)座23的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動；位于密封箱內(nèi)的軸套10、20的一端與泵軸上的定位套120相連，另一端與泥泵的葉輪端100的葉輪輪轂相連，并通過密封圈21密封；所述動環(huán)座與軸套緊固連接，并且隨泵軸一起轉(zhuǎn)動；機械密封工作時動環(huán)24隨軸套2的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，與靜環(huán)31的兩個環(huán)面緊密貼合，動環(huán)24和靜環(huán)31在同一軸心上，一動一靜達(dá)到對泵腔內(nèi)流體的密封作用；密封箱70與動環(huán)座23之間設(shè)有截流板80；截流板80的主要作用在于使密封箱70與動靜環(huán)之間形成一個較為密閉的空間，內(nèi)沖洗水通過這個空間帶走動靜環(huán)的摩擦熱量再混合于漿液110中，使動靜環(huán)得到充分的冷卻與潤滑；在密封箱70的外端面設(shè)有外置可調(diào)式靜環(huán)軸向補償機構(gòu)6，主要作用在于給靜環(huán)31提供補償力，使密封端面達(dá)到設(shè)計的比壓，保證密封效果。

所述外置可調(diào)式靜環(huán)軸向補償機構(gòu)6包括設(shè)置在密封箱外端的壓蓋60，所述壓蓋通過螺栓61與密封箱70的外端面連接；連接壓蓋和密封箱的螺栓上套裝有彈簧墊圈和平墊圈；所述壓蓋60和密封箱70外端面之間設(shè)有調(diào)整墊片62，調(diào)整墊片62可以由多個墊片疊加組成，通過增加或減少墊片數(shù)量達(dá)到調(diào)整彈簧工作高度的目的，即調(diào)整施加在靜環(huán)座30上的軸向補償力；所述壓蓋60上沿軸向方向還設(shè)有頂絲65，頂絲65的主要作用在于支撐壓蓋60不彎曲變形，從而保證所有彈簧63的工作高度一致；所述密封箱70的外端面圓周方向上均布設(shè)有靜環(huán)補償組件66。

所述靜環(huán)補償組件包括支撐銷釘64，所述支撐銷釘包括彈簧安裝部64-1，定位部64-2以及插裝部64-3，所述支撐銷釘?shù)牟逖b部插裝在壓蓋60的安裝孔內(nèi)，支撐銷釘64的彈簧安裝部插裝在密封箱的導(dǎo)向孔72內(nèi)，在導(dǎo)向孔內(nèi)所述支撐銷釘?shù)膹椈砂惭b部上套裝有彈簧63，在密封箱內(nèi)所述彈簧頂緊推環(huán)40。支撐銷釘64的作用可使彈簧63不彎曲變形。本發(fā)明機械密封依靠彈性元件即彈簧63提供補償力，克服補償環(huán)輔助密封圈21與密封箱70之間的摩擦力，使補償環(huán)緊密地貼合在非補償環(huán)的端面，形成密封端面初始閉合力，當(dāng)主機充滿壓力介質(zhì)并開始工作時，可使密封端面產(chǎn)生閉合力，從而使密封端面達(dá)到設(shè)計的比壓，實現(xiàn)對流體漿液110的動態(tài)密封。

對于機械密封設(shè)計而言，保證彈簧的工作高度是設(shè)計的關(guān)鍵，也是一個難點，由于很多機械密封設(shè)計受泵結(jié)構(gòu)的限制必須采用分裝式結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計中彈簧都在機械密封內(nèi)部，葉輪的前后安裝位置不確定，導(dǎo)致了機械密封動靜環(huán)面比壓變化，嚴(yán)重影響機械密封的性能和使用壽命。而本發(fā)明是將彈簧放置于機械密封腔體的外部，不受其他因素限制且可隨意調(diào)節(jié)，在不拆解設(shè)備的情況下，自由調(diào)整機械密封彈簧的工作高度，可使密封端面達(dá)到設(shè)計的膜壓。

另外，上述的機械密封裝置的基礎(chǔ)上，為了解決靜環(huán)座和靜環(huán)因重力下沉而導(dǎo)致偏磨及劇烈磨料磨損而導(dǎo)致系統(tǒng)使用壽命縮短的問題，請參閱圖1和圖6、7、8，所述靜環(huán)座的內(nèi)壁與軸套的外壁之間留有支撐空間，所述支撐空間內(nèi)安裝有克服靜環(huán)因重力下沉的靜環(huán)徑向調(diào)整機構(gòu)3。

所述靜環(huán)徑向調(diào)整機構(gòu)3包括位于支撐空間內(nèi)軸套和靜環(huán)座30之間的支撐套50；所述支撐套的一端與密封箱相連；所述支撐套的另一端上半圓周上設(shè)有楔形調(diào)整支撐機構(gòu)5；所述楔形調(diào)整支撐機構(gòu)5包括楔形調(diào)整塊51，所述支撐套上設(shè)有與楔形調(diào)整塊配合的楔形面；所述楔形調(diào)整塊的上表面嵌裝有與靜環(huán)座內(nèi)壁貼合的滾動支撐構(gòu)件52；所述楔形調(diào)整塊與支撐套通過調(diào)整螺釘53連接在一起，通過調(diào)整螺釘53可調(diào)整靜環(huán)31與動環(huán)24的同心，使動靜環(huán)在工作狀態(tài)中能始終在同一軸心上，保證密封的工作參數(shù)穩(wěn)定可靠，延長動靜環(huán)的使用壽命。

為了達(dá)到摩擦力最小，磨損最低，所述滾動支撐構(gòu)件52采用滾珠，所述楔形調(diào)整塊51的上表面設(shè)有嵌裝滾珠的凹槽501。

所述楔形調(diào)整支撐機構(gòu)5至少設(shè)有一個，本實施例中優(yōu)選三個，三個楔形調(diào)整支撐機構(gòu)均勻分布在支撐套的上半圓周端面上。

所述密封箱70的內(nèi)側(cè)軸孔處設(shè)有安裝臺階71，所述支撐套50包括安裝部502和支撐部503，所述安裝部插裝在安裝臺階71內(nèi)；所述支撐部安裝楔形調(diào)整支撐機構(gòu)5。

所述動環(huán)座23和軸套即可以采用一體結(jié)構(gòu)，也可以采用分體結(jié)構(gòu)，本實施例優(yōu)選分體結(jié)構(gòu)，所述動環(huán)座23與軸套2通過徑向設(shè)置的緊固螺栓27緊固連接；并且對應(yīng)所述的軸套上設(shè)有兩排或兩排以上不同尺寸的定位孔29，動環(huán)座23之間的連接間隙安裝有密封圈21。

所述軸套2既可以采用一體結(jié)構(gòu)，也可以采用分體結(jié)構(gòu)，本實施例優(yōu)選分體結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)軸套10和外軸套20，內(nèi)軸套10和外軸套20之間的連接間隙用密封圈21密封。

本發(fā)明裝置安裝便捷，實際使用壽命可達(dá)3年或更高，避免了因頻繁更換密封系統(tǒng)導(dǎo)致的設(shè)備利用率低下、維修拆裝消耗的大量人力、物力及安全風(fēng)險。本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單，方便運輸和現(xiàn)場安裝，適合各種設(shè)備安裝條件。在不拆卸整體裝置的情況下可任意調(diào)整、更換彈性元件，使密封端面比壓達(dá)到設(shè)計的理想值；并且有效的保證了動環(huán)和靜環(huán)的同心度和跟隨性；在安裝后，遇到問題可拆分，方便快捷，保證了該裝置的可靠性和維修便捷性。

以上所述僅是對本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。