一种高温高压多级泵用串联式机械密封制造技术

本发明专利技术提供了一种高温高压多级泵用串联式机械密封，包括第一级密封组件、第二级密封组件和第三级密封组件；所述第一级密封组件和第三级密封组件均为接触型机械密封结构；所述第二级密封组件包括第二动环和第二静环，所述第二动环安装在泵轴上，所述第二静环安装在密封壳体上，所述第二静环的非密封面与密封壳体之间沿轴向设有第二弹簧，通过第二弹簧将第二静环与第二动环压紧；所述第二动环的密封面上设有沿径向分布的凹槽，且凹槽与第一环形空间连通。本发明专利技术采用三组机械密封，两侧为接触式机械密封，中间为非接触式机械密封，以此用来提高使用寿命和减少泄漏损失。

A series of series mechanical seals for high temperature and high pressure multistage pumps

The invention provides a tandem mechanical seal with a high temperature and high pressure pump, which comprises a first class second grade sealing components, sealing components and third sealing components; the first sealing component and third seal components are contact type mechanical seal structure; the second stage sealing assembly comprises second ring and second the static ring, the movable ring second is installed on the pump shaft, the second static ring installed in the seal housing, the second non static ring sealing surface and seal between the shell along the axial direction is provided with second through second spring, spring will be second static ring and moving ring press second; the second ring sealing surface on a radial distribution along the groove, and the groove and the first annular space is communicated. The invention adopts three groups of mechanical seals, two sides are contact mechanical seals, and the other part is non-contact mechanical seals, which is used to improve service life and reduce leakage loss.

【技术实现步骤摘要】
一种高温高压多级泵用串联式机械密封
本专利技术涉及多级泵密封领域，特别涉及一种高温高压多级泵用串联式机械密封。
技术介绍
随着国内工业的快速发展，对电力的需求增大，就需要不断设计和建设大容量火电机组，以满足国家快速发展的需求。超临界机组具有效率高、单位投资省、建设周期短以及硫氮氧化物、二氧化碳和其他温室气体排放少等优点。因此在今后新建的火电机组中将广泛采用超临界机组。目前，国内超临界机组中使用的锅炉给水泵的工作温度和压力的范围分别为150～200℃和10～20MPa左右。因此在如此高的温度和压力下对多级泵所用的密封结构就提出了更高的要求。具有单个滑动接触表面的单个接触型机械密封(以下称为“现有技术1”)是最常用的常规轴封装置。然而，当用作高压流体的轴封装置时，单接触型机械密封件的问题是作用在滑动部分上的载荷大，滑动部分的磨损是相当大的，并且能够保持良好的密封性能的时间长度短。另外，由于机器内部的流体压力大于机器外部的压力，所以机器内的流体容易在机器外部泄漏。具有两个滑动接触面的双接触型机械密封(以下称为“现有技术2”)。双接触型机械密封件中将比机械内部的压力更高的高压密封流体被引入两个接触型机械密封之间的区域中，以防止机器内的流体泄漏。在双接触式机械密封件中，作用在机器内侧的滑动部分上的负载等于密封流体和机器内部的流体之间的压力差，但是作用于机器外侧的滑动部分上的负载大于现有技术1的滑动部分。因此机器外侧的滑动部分的存在有磨损大并且能够保持良好的密封性能的时间短的问题。此外，存在将大量密封流体排放到机器外部的可能性，所以这种构造不太优选。具有两个滑动接触面的串联接触型机械密封(以下称为“现有技术3”)，串联接触型机械密封中每个滑动接触面的密封面朝向相同的方向。串联接触式机械密封通常用于高压流体的密封，机器内部的流体压力分配在每个密封件上，因此作用在每个滑动部分上的负载减小。然而，由于机器内部的流体压力被设定为最高，所以在使用机器内部的流体作为密封液的情况下，机器内部的流体容易泄露，因此必须回收泄漏的机器内部的流体。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种高温高压多级泵用串联式机械密封，采用三组机械密封，两侧为接触式机械密封，中间为非接触式机械密封，以此用来提高使用寿命和减少泄漏损失。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种高温高压多级泵用串联式机械密封，包括第一级密封组件、第二级密封组件和第三级密封组件；泵轴上固定有轴套，所述第一级密封组件、第二级密封组件和第三级密封组件依次安装在轴套和密封壳体之间；所述第一级密封组件和第三级密封组件均为接触型机械密封结构；所述第一级密封组件、第二级密封组件和密封壳体组成的区域为第一环形空间；所述第二级密封组件包括第二动环和第二静环，所述第二动环安装在泵轴上，所述第二静环安装在密封壳体上，所述第二静环的非密封面与密封壳体之间沿轴向设有第二弹簧，通过第二弹簧将第二静环与第二动环压紧；所述第二动环的密封面上设有沿径向分布的凹槽，且凹槽与第一环形空间连通。进一步，所述凹槽呈L型，L型凹槽数量优选为12～16个。进一步，所述L型凹槽包括引水槽和动压槽，所述引水槽和动压槽连通，且引水槽和动压槽深度相同；所述引水槽的方向为沿所述第二动环的直径方向，所述动压槽的方向为沿所述第二动环的圆周方向。进一步，所述密封壳体上设有高压水进水通道和高压水出水通道，所述高压水进水通道和高压水出水通道分别与第一环形空间连通，用于连通高压水的进入。进一步，所述第三级密封组件、第二级密封组件和密封壳体组成的区域为第二环形空间；所述密封壳体上设有冷却水进水通道和冷却水出水通道，所述冷却水进水通道和冷却水出水通道分别与第二环形空间连通，用于连通冷却水的进入。进一步，所述第二环形空间内冷却水的压力P3大小范围为0.1MPa<P3<0.2MPa。进一步，所述第一环形空间内高压水的压力p2大小范围为p1+0.05MPa<p2<p1+0.5MPa，p1为泵内压力。进一步，所述密封壳体上设有第一导流环，正对第一级密封组件的密封面；所述密封壳体上设有第二导流环，正对第三级密封组件的密封面。进一步，所述轴套设有阶梯通孔，且阶梯通孔与第一环形空间连通，通过阶梯通孔使第一环形空间与泵轴外表面连通；所述阶梯通孔的大孔端位于泵轴的外表面处。进一步，所述轴套与泵轴外表面上设有第一密封圈和第二密封圈，且所述第一密封圈和第二密封圈位于阶梯通孔两侧。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术所述的高温高压多级泵用串联式机械密封，在第一级密封组件和第二级密封组件的第一环形空间引入高压水，防止多级泵内液体通过第一级密封组件泄漏。在第三级密封组件的外周环形空间引入冷却水，以便冷却密封件。2.本专利技术所述的高温高压多级泵用串联式机械密封，通过设有阶梯通孔，将第一环形空间与泵轴外表面之间区域连通，轴套处的阶梯通孔两侧分别设置有O型圈，将高压水引入泵轴外表面和第一轴套内周面之间区域，从而防止多级泵内的液体沿轴向外泄漏。3.本专利技术所述的高温高压多级泵用串联式机械密封，通过设有第一导流环和第二导流环，能够将高压水和冷却水直接地引入第一级和第三级的两个接触式机械密封的密封面之间，能够有效的提高密封能力，防止泄漏。4.本专利技术所述的高温高压多级泵用串联式机械密封，通过设定第二环形空间内冷却水的压力P3大小范围为0.1MPa<P3<0.2Mpa和第一环形空间内高压水的压力p2大小范围为p1+0.05MPa<p2<p1+0.5MPa，这样可以使得第一级密封组件和第三级密封组件上的滑动部分的负载较小，即第一级密封组件和第三级密封组件的滑动部分磨损小，能够长期有效的运行。其中，前后压差最大的部分在第二级密封组件上，但是第二级密封组件为非接触机械密封，因此第二级密封组件的滑动部分同样磨损小。另外引入的冷却水能够有效的回收通过第二级密封组件泄漏的流体。附图说明图1为本专利技术所述的高温高压多级泵用串联式机械密封结构图。图2为本专利技术所述的凹槽结构图图中：10-泵体；11-泵轴；12-第一密封壳体；13-第二密封壳体；14-第三密封壳体；15-第一轴套；17-阶梯通孔；18第一密封圈；19-第二密封圈；20-第一级密封组件；21-第一动环；22-第一静环；23-第一弹簧；24-第一销杆；30-第二级密封组件；31-第二动环；32-第二静环；33-第二弹簧；40-第三级密封组件；41-第三动环；42-第三静环；43-第三弹簧；44-第三销杆；50-高压水进水通道；51-高压水出水通道；52-冷却水进水通道；53-冷却水出水通道；60-第一环形空间；61-第二环形空间；62-第一导流环；63-第二导流环；311-引水槽；312-动压槽。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。图1示出了本专利技术的一种适用于高温高压多级泵的串联式密封结构的实施例，一种高温高压多级泵用串联式机械密封，包括第一级密封组件20、第二级密封组件30和第三级密封组件40；第一密封壳体12、第二密封壳体13和第三密封壳体14通过螺栓和螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温高压多级泵用串联式机械密封，其特征在于，包括第一级密封组件(20)、第二级密封组件(30)和第三级密封组件(40)；泵轴(11)上固定有轴套(15)，所述第一级密封组件(20)、第二级密封组件(30)和第三级密封组件(40)依次安装在轴套(15)和密封壳体(12、13、14)之间；所述第一级密封组件(20)和第三级密封组件(40)均为接触型机械密封结构；所述第一级密封组件(20)、第二级密封组件(30)和密封壳体(12、13、14)组成的区域为第一环形空间(60)；所述第二级密封组件(30)包括第二动环(31)和第二静环(32)，所述第二动环(31)安装在泵轴(11)上，所述第二静环(32)安装在密封壳体(13)上，所述第二静环(32)的非密封面与密封壳体(13)之间沿轴向设有第二弹簧(33)，通过第二弹簧(33)将第二静环(32)与第二动环(31)压紧；所述第二动环(31)的密封面上设有沿径向分布的凹槽，且凹槽与第一环形空间(60)连通。

【技术特征摘要】
1.一种高温高压多级泵用串联式机械密封，其特征在于，包括第一级密封组件(20)、第二级密封组件(30)和第三级密封组件(40)；泵轴(11)上固定有轴套(15)，所述第一级密封组件(20)、第二级密封组件(30)和第三级密封组件(40)依次安装在轴套(15)和密封壳体(12、13、14)之间；所述第一级密封组件(20)和第三级密封组件(40)均为接触型机械密封结构；所述第一级密封组件(20)、第二级密封组件(30)和密封壳体(12、13、14)组成的区域为第一环形空间(60)；所述第二级密封组件(30)包括第二动环(31)和第二静环(32)，所述第二动环(31)安装在泵轴(11)上，所述第二静环(32)安装在密封壳体(13)上，所述第二静环(32)的非密封面与密封壳体(13)之间沿轴向设有第二弹簧(33)，通过第二弹簧(33)将第二静环(32)与第二动环(31)压紧；所述第二动环(31)的密封面上设有沿径向分布的凹槽，且凹槽与第一环形空间(60)连通。2.根据权利要求1所述的高温高压多级泵用串联式机械密封，其特征在于，所述凹槽呈L型，L型凹槽数量优选为12～16个。3.根据权利要求2所述的高温高压多级泵用串联式机械密封，其特征在于，所述L型凹槽包括引水槽(311)和动压槽(312)，所述引水槽(311)和动压槽(312)连通，且引水槽(311)和动压槽(312)深度相同；所述引水槽(311)的方向为沿所述第二动环(31)的直径方向，所述动压槽(312)的方向为沿所述第二动环(31)的圆周方向。4.根据权利要求1所述的高温高压多级泵用串联式机械密封，其特征在于，所述密封壳体(12、13、14)上设有高压水进水通道(50)和高压水出水通道(51)，所述高压水进水通道(50)和高压水出水通道(51)分别与第一环形空间(60)连通，用于连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：付强，刘刚，朱荣生，李梦圆，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32