一種自清洗式聚丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)氣膜密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種自清洗式聚丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)氣膜密封結(jié)構(gòu)，其包括機(jī)洗液入口、機(jī)體錐體、結(jié)構(gòu)壓蓋、軸、洗液出口、推環(huán)、靜環(huán)、卡環(huán)、密封動(dòng)環(huán)、大氣側(cè)動(dòng)環(huán)座、大氣側(cè)迷宮密封、介質(zhì)側(cè)靜環(huán)座和介質(zhì)側(cè)迷宮密封，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括介質(zhì)側(cè)主密封、軸承側(cè)副密封和迷宮密封三部分，清洗液從所述洗液入口切向進(jìn)入所述機(jī)體錐體的密封腔形成旋流，使顆粒帶離密封結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的密封結(jié)構(gòu)無端面摩擦磨損，提高密封穩(wěn)定性、解決使用壽命短等問題；沖洗使端面溫升低，能耗小，密封性和穩(wěn)定性好，故這種密封可靠性好且維護(hù)修理費(fèi)用減少。
【專利說明】一種自清洗式聚丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)氣膜密封結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種密封結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種自清洗式聚丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)氣膜密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，石化高溫高粘介質(zhì)泵主要應(yīng)用于石化煉化行業(yè)丙烷裝置浙青泵、常減壓蒸餾、催化裂化、加氫及其焦化等裝置中工藝流程介質(zhì)的輸送。其使用工況通常都為高溫、高粘度的狀態(tài)，輸送的物質(zhì)為油類、浙青類介質(zhì)，由于介質(zhì)溫度較高，造成機(jī)制裂解聚變，產(chǎn)生聚合反應(yīng)，產(chǎn)生聚合產(chǎn)物顆粒，導(dǎo)致機(jī)械密封端面摩擦磨損失效，進(jìn)而致使物料泄漏引發(fā)火災(zāi)、爆炸等安全事故。“化工機(jī)械”第38卷第3期P367頁所述的某石化公司高溫重油泵采用的波紋管機(jī)械密封頻繁失效。該公司常減壓裝置中使用的高溫重油泵主要采用國內(nèi)某廠家制造的DBM-B-1型機(jī)械密封，為單端面接觸式波紋管形式，波紋管采用靜止式結(jié)構(gòu)。運(yùn)行一段時(shí)間后，由于原配機(jī)械密封的選擇存在一定問題，造成了機(jī)械密封大面積頻繁泄漏?！盎C(jī)械”第22卷第2期Pl所述的高溫油泵用新型機(jī)械密封的研制中給出了一種高溫油泵用碳簧型機(jī)械密封，密封結(jié)構(gòu)為內(nèi)裝、內(nèi)流、平衡型、單端面。旋轉(zhuǎn)環(huán)采用熱鑲裝硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)，靜止環(huán)采用熱鑲裝浸金屬石墨(或硬質(zhì)合金)結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)類型密封雖然在高溫高壓條件下能夠應(yīng)用，但使用的效果并不是十分理想，維護(hù)成本高，價(jià)格貴，壽命短。“滑潤與密封”2005年5月169期刊中“循環(huán)氣壓縮機(jī)干氣密封改造”中提到由于TBS密封的浮套式密封無法控制動(dòng)靜套之間的不下常摩擦，其結(jié)構(gòu)存在著不可靠性，因此決定采用干氣密封進(jìn)行改造。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述的不足，本實(shí)用新型提供了一種自清洗式聚丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)氣膜密封結(jié)構(gòu)，其包括機(jī)洗液入口、機(jī)體錐體、結(jié)構(gòu)壓蓋、軸、洗液出口、推環(huán)、靜環(huán)、卡環(huán)、密封動(dòng)環(huán)、大氣側(cè)動(dòng)環(huán)座、大氣側(cè)迷宮密封、介質(zhì)側(cè)靜環(huán)座和介質(zhì)側(cè)迷宮密封，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括介質(zhì)側(cè)主密封、軸承側(cè)副密封和迷宮密封三部分，所述介質(zhì)側(cè)主密封和軸承側(cè)副密封均為氣膜密封，所述機(jī)體錐體的密封腔成椎體架構(gòu)，密封腔內(nèi)側(cè)直徑小，外側(cè)直徑大，所述洗液入口切向進(jìn)入所述錐體的內(nèi)側(cè)外徑，其切向方向與所述密封動(dòng)環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向一致，所述洗液出口與所述機(jī)體錐體的外側(cè)大端徑相切，其切向與所述密封動(dòng)環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向一致，清洗液從所述洗液入口切向進(jìn)入所述機(jī)體錐體的密封腔形成旋流，使顆粒帶離密封結(jié)構(gòu)。
[0004]所述介質(zhì)側(cè)主密封承受全部介質(zhì)壓力，一級(jí)密封氣進(jìn)口 A處通入來自壓縮機(jī)出口的工藝氣，二級(jí)密封氣進(jìn)口 C處通入開啟密封端面和潤滑、冷卻作用的管網(wǎng)氮?dú)猓瑲怏w進(jìn)入兩側(cè)密封動(dòng)環(huán)端面槽內(nèi)，使兩端面被一穩(wěn)定的薄氣膜分隔開來而處于非接觸運(yùn)行狀態(tài)，起到氣膜密封作用；通過所述介質(zhì)側(cè)主密封泄漏出的工藝氣體被氮?dú)馊恳牖鹁嫒紵?，而通過二級(jí)密封漏入大氣的全部為氮?dú)猓?dāng)所述介質(zhì)側(cè)主密封失效時(shí)，副密封同樣起到輔助安全密封的作用。其中所述密封動(dòng)環(huán)端面采用外徑開槽，槽型線采用螺旋線、圓弧線或直線。所述介質(zhì)側(cè)靜環(huán)座處設(shè)置一錐形齒片，與所述機(jī)體錐體配合，所述錐形齒片優(yōu)選為直形或螺旋形。
[0005]該發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)是:
[0006]①使密封整體安裝拆卸方便維護(hù)修理方便，約束減少密封性能好；
[0007]②可隨時(shí)沖洗掉現(xiàn)有技術(shù)存在的如因密封端面泵入，而造成密封端面磨粒磨損的固體顆粒，無端面摩擦磨損，提高密封穩(wěn)定性、解決使用壽命短等問題；
[0008]③沖洗使端面溫升低，能耗小，密封性和穩(wěn)定性好，故這種密封可靠性好且維護(hù)修理費(fèi)用減少；
[0009]④功耗低、壽命長，可實(shí)現(xiàn)密封介質(zhì)零泄漏；整體安裝準(zhǔn)確、便捷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的局部示意圖。
[0012]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中氣膜密封裝置示意圖。
[0013]圖中，1-洗液入口，2-機(jī)體椎體，3-結(jié)構(gòu)壓蓋，4-氣膜密封裝置，5-軸，6-洗液出口，7-內(nèi)六角圓柱頭螺釘，8-防轉(zhuǎn)銷，9-彈簧，10-推環(huán)，11-靜環(huán)，12-卡環(huán)，13-密封動(dòng)環(huán)，14-大氣側(cè)動(dòng)環(huán)座，15-大氣側(cè)迷宮密封，16-介質(zhì)側(cè)靜環(huán)座，17-鍵，18-動(dòng)環(huán)處O形圈，19-介質(zhì)側(cè)迷宮密封，20-軸套處O形圈，21-迷宮密封處內(nèi)六角圓柱頭螺釘，22-軸承，23-密封墊，24-鎖緊螺母。

【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型的自清洗機(jī)械密封腔結(jié)構(gòu)由機(jī)洗液入口 1、機(jī)體椎體2、結(jié)構(gòu)壓蓋3、氣膜密封裝置4、軸5和洗液出口 6組成的，其特征在于:所述機(jī)械密封裝置4安裝于所述軸5上，且整體套裝于所述機(jī)體椎體2內(nèi)，并通過所述結(jié)構(gòu)壓蓋3固定于所述機(jī)體椎體2上。其中所述機(jī)體椎體2的密封腔加工成椎體架構(gòu)，密封腔內(nèi)側(cè)直徑小，外側(cè)直徑大，形成一錐臺(tái)結(jié)構(gòu)。所述洗液入口 I切向進(jìn)入所述機(jī)體椎體2的內(nèi)側(cè)外徑，其切向方向與機(jī)械密封動(dòng)環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向一致。所述洗液出口 6與所述機(jī)體椎體2的外側(cè)大端外徑相切，其切向方向與機(jī)械密封動(dòng)環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向一致。清洗液從所述洗液入口 I切向進(jìn)入所述機(jī)體錐體2的密封腔形成旋流，使顆粒瞬間帶離了密封環(huán)，旋流流出密封腔及時(shí)分離顆粒也可以減少洗液的損耗。所述機(jī)體錐體內(nèi)小外大結(jié)構(gòu)使安裝有了更大的操作空間，尤其使集成式安裝更為方便；該新型結(jié)構(gòu)適用于石油、化工、煉油等行業(yè)，能夠使密封的使用壽命大大延長。
[0015]如圖3所示，所述氣膜密封裝置4包含推環(huán)10、靜環(huán)11、卡環(huán)12、密封動(dòng)環(huán)13、大氣側(cè)動(dòng)環(huán)座14、大氣側(cè)迷宮密封15、介質(zhì)側(cè)靜環(huán)座16和介質(zhì)側(cè)迷宮密封19，密封動(dòng)環(huán)13和靜環(huán)11含有動(dòng)靜環(huán)摩擦副，所述密封動(dòng)環(huán)13與旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸5相密封連接，所述靜環(huán)11則與旋轉(zhuǎn)機(jī)械機(jī)體密封連接，摩擦副動(dòng)環(huán)或靜環(huán)上開有流體動(dòng)壓槽，其運(yùn)行過程中動(dòng)壓槽會(huì)使動(dòng)靜環(huán)之間產(chǎn)生流體膜，并在動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間形成高壓區(qū)，高壓密封了機(jī)械內(nèi)戒指的外漏，同時(shí)使動(dòng)靜環(huán)摩擦副產(chǎn)生流體膜潤滑低摩擦系數(shù)非接觸式摩擦副，但在運(yùn)行過程中，隨著溫度的升高，在動(dòng)靜環(huán)流體膜潤滑的摩擦副之間，會(huì)產(chǎn)生聚合物顆粒。一級(jí)密封氣進(jìn)口 A處通入來自壓縮機(jī)出口的工藝氣，二級(jí)密封氣進(jìn)口 C處通入開啟密封端面和潤滑、冷卻作用的管網(wǎng)氮?dú)狻怏w進(jìn)入兩側(cè)密封動(dòng)環(huán)端面內(nèi)徑處所開設(shè)的流體動(dòng)壓螺旋槽，在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下所產(chǎn)生的液體動(dòng)、靜壓效應(yīng)，使兩端面被一穩(wěn)定的薄氣膜分隔開來而處于非接觸運(yùn)行狀態(tài)，保證了工藝介質(zhì)的零泄漏和零逸出，在流體動(dòng)壓螺旋槽型設(shè)計(jì)及離心力的作用下，能有效地防止工藝介質(zhì)中的固體顆粒進(jìn)入密封面。通過主密封泄漏出的工藝氣體被氮?dú)馊恳牖鹁嫒紵６ㄟ^二級(jí)密封漏入大氣的全部為氮?dú)?，?dāng)主密封失效時(shí)，副密封同樣起到輔助安全密封的作用。
[0016]所述氣膜密封裝置4的動(dòng)靜環(huán)摩擦副的流體動(dòng)壓槽將帶有一定壓力的潔凈封油泵入密封端面，隨著槽內(nèi)封油流量的增大，壓力增大，在密封端面間形成具有一定剛度的流體膜及時(shí)把兩密封面分開，避免端面摩擦磨損，實(shí)現(xiàn)油膜潤滑，降低了摩擦熱，并及時(shí)把端面顆?；蛱厥鈼l件下形成的自聚物清理掉，避免其積聚在密封端面而堵塞動(dòng)壓槽，具有獨(dú)特的“自清潔功能”。這個(gè)“自清潔功能”清潔出來的顆粒要立即帶走，如果不能夠帶走而是留在密封周圍，則同樣會(huì)造成聚合物的聚集，致使密封端面產(chǎn)生的顆粒物發(fā)在機(jī)械密封自清洗中實(shí)現(xiàn)，而是聚集越來越嚴(yán)重直至端面的顆粒聚集造成斷面摩擦，使密封失效。本密封腔正好是將這個(gè)“自清潔功能”清潔出來的顆粒立即帶走，防止聚合物顆粒留在密封周圍，防止了密封失效。同時(shí)，沖洗液不僅帶走了這個(gè)“自清潔功能”清潔出來的顆粒，而且還帶走了機(jī)械密封運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量，減少了這個(gè)“自清潔功能”清潔出來的顆粒。
[0017]所述介質(zhì)側(cè)靜環(huán)座16外側(cè)設(shè)置一錐形齒片，與所述機(jī)體錐體2配合，所述錐形齒片優(yōu)選為直形或螺旋形，起到增加散熱面積的作用。
[0018]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【權(quán)利要求】
1.一種自清洗式聚丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)氣膜密封結(jié)構(gòu)，其包括機(jī)洗液入口(I)、機(jī)體錐體(2)、結(jié)構(gòu)壓蓋(3)、軸(5)、洗液出口(6)、推環(huán)(10)、靜環(huán)(11)、卡環(huán)(12)、密封動(dòng)環(huán)(13)、大氣側(cè)動(dòng)環(huán)座(14)、大氣側(cè)迷宮密封(15)、介質(zhì)側(cè)靜環(huán)座(16)和介質(zhì)側(cè)迷宮密封(19)，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括介質(zhì)側(cè)主密封、軸承側(cè)副密封和迷宮密封三部分，所述介質(zhì)側(cè)主密封和軸承側(cè)副密封均為氣膜密封，所述機(jī)體錐體(2)的密封腔成椎體架構(gòu)，密封腔內(nèi)側(cè)直徑小，外側(cè)直徑大，所述洗液入口( I)切向進(jìn)入所述錐體(2)的內(nèi)側(cè)外徑，其切向方向與所述密封動(dòng)環(huán)(13)的旋轉(zhuǎn)方向一致，所述洗液出口(6)與所述機(jī)體錐體(2)的外側(cè)大端徑相切，其切向與所述密封動(dòng)環(huán)(13)的旋轉(zhuǎn)方向一致，清洗液從所述洗液入口( I)切向進(jìn)入所述機(jī)體錐體(2 )的密封腔形成旋流，使顆粒帶離密封結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的氣膜密封結(jié)構(gòu)，其中所述介質(zhì)側(cè)主密封承受全部介質(zhì)壓力，一級(jí)密封氣進(jìn)口 A處通入來自壓縮機(jī)出口的工藝氣，二級(jí)密封氣進(jìn)口 C處通入開啟密封端面和潤滑、冷卻作用的管網(wǎng)氮?dú)猓瑲怏w進(jìn)入兩側(cè)密封動(dòng)環(huán)端面槽內(nèi)，使兩端面被一穩(wěn)定的薄氣膜分隔開來而處于非接觸運(yùn)行狀態(tài)，起到氣膜密封作用；通過所述介質(zhì)側(cè)主密封泄漏出的工藝氣體被氮?dú)馊恳牖鹁嫒紵?，而通過二級(jí)密封漏入大氣的全部為氮?dú)?，?dāng)所述介質(zhì)側(cè)主密封失效時(shí)，副密封同樣起到輔助安全密封的作用。
3.如權(quán)利要求2所述的氣膜密封結(jié)構(gòu)，其中所述密封動(dòng)環(huán)(13)端面采用外徑開槽，槽型線采用螺旋線、圓弧線或直線。
4.如權(quán)利要求1所述的氣膜密封結(jié)構(gòu)，其中所述介質(zhì)側(cè)靜環(huán)座(16)外側(cè)設(shè)置一錐形齒片，與所述機(jī)體錐體(2 )配合，所述錐形齒片為直形或螺旋形。
【文檔編號(hào)】F16J15/40GK204099605SQ201420324963
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】郝木明, 王選盈, 李振濤, 任寶杰, 郭崇斌 申請(qǐng)人:東營海森密封技術(shù)有限責(zé)任公司