高压可控滑阀式机械组合密封系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高压可控滑阀式机械组合密封系统，包括可控滑阀静密封组件和旋转机械密封组件；可控滑阀静密封组件包括滑阀压盖（１３）、滑阀（１１）和套装于轴肩上的锥形轴套（１２），锥形轴套（１２）位于滑阀压盖（１３）内，部分位于法兰（１６）内的滑阀（１１）与锥形轴套（１２）密封地滑动相连，法兰（１６）上设有２个分别用于控制滑阀（１１）左滑和右滑的压力源通道Ⅰ（１６１）和压力源通道Ⅱ（１６２）；旋转机械密封组件包括与轴套（１０）固定相连的动环座（９）以及密封端面紧密贴合的动环（１７）和静环（７）等。使用本发明专利技术的密封系统，可以大幅度减小和避免危险流体的泄露和重大事故的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种组合式旋转轴密封，更具体的说是一种采用多级密封结构组成的组合 式旋转轴密封，属于密封

技术介绍
组合密封系统广泛应用于流体机械等输运动力设备之中，以满足其不同运行工况的密 封和维护检修的需要，目前应用较广的传统组合式密封主要有填料-机械密封、机械密封-充气密封、副叶轮-滑阀密封、机械密封-离心式停车密封等几种。填料-机械密封组合式密封是由填料密封和旋转组合密封配合使用的组合密封，其中填 料密封可作为机械密封的备用旋转密封和停车状态的应急密封，可实现对高压的密封。但 其总体轴向长度较大，且在密封设备运转状态下摩擦阻力大，密封主轴或轴套磨损较大， 并需配套专门的冷却润滑系统，所需附属设备较多；此外对于易磨损的机械密封摩擦副的 在线更换能力较差。机械密封-充气密封组合式密封是由机械密封和可充气膨胀的气囊组成，其中机械密封 作为旋转机械运转过程中的动密封，采用不同的机械密封型式可满足具有不同压力介质的 密封。充气密封由外部气压源进行控制，当向气囊内充入一定压力的气体时，气囊充气膨 胀并抱紧密封主轴，从而堵塞泄露通道而实现旋转机械在静止状态下的停车密封。这种组 合密封结构简单，气囊的操纵控制方便，可满足低压条件下的停车密封和机械密封易损件 的维修更换操作，而在高压下气囊的密封性和可靠性较差。副叶轮-液力解脱滑阀组合密封是由副叶轮动力密封和液力解脱滑阀密封组合而成的 一种密封形式，在静止状态下，滑阀在弹簧或弹性密封圈的弹力作用下与安装于主轴上的 密封面接触，形成端面密封，从而避免了停车状态密封介质的泄露；而当流体机械开始运 转时，流体机械出口处高压流体引入滑阀液压缸内，在液压推力作用下滑阀克服弹簧推力 和弹性密封圈的摩擦阻力而产生移动，从而与密封端面脱开，防止了密封端面的摩擦损坏， 而副叶轮安装于流体机械设备驱动叶轮的后端，在流体机械运转时副叶轮随着主轴一同旋 转，将泄露液体反输回流体机械内从而防止了介质的泄露。此种密封形式结构简单，且充分利用流体机械本身产生的压力源进行自动调节控制，不需外部辅助设备，但其可密封介 质压力较低，在流体机械开车瞬间端面密封经历摩擦阶段，此外在停车状态不能保证很好 的密封性能。机械密封-离心式停车密封是由机械密封和离心式停车密封构成的一种组合密封，与上 面几种密封形式类似，机械密封同样起到了旋转设备稳定运转状态下的压力介质的密封， 具有密封压力高，密封性能好的优点；离心式停车密封受到弹簧推力的密封端面和与一密 封端面相连的离心子组成，在停车状态下，密封端面在弹簧推力的作用下互相接触起到了 密封作用，在设备运转时离心子在离心力的作用下将推动密封端面克服弹簧推力而与另一 端面脱离，从而可避免较大的摩擦磨损。这种密封形式结构也较为简单，不需外界人为的 干预，然而离心子的存在往往使得旋转主轴的动力学稳定性降低，因此在高速下不宜采用， 并且在停车状态时的密封压力也不高。综上所述，目前普遍应用的组合密封产品大多具有停车密封压力低、密封可靠性差、 密封组件的检修维护可操作性差，均不能满足危险化学品介质的高压可靠密封和密封组件 的在线带压拆装更换。鉴于危险化学品的密封要求，并考虑密封组件的在线带压拆装更换的方便性，需在提 高停车密封的密封压力、整体结构的密封性能、组合密封的可操纵性以及安装工艺技术等 方面进行创新。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、密封压力高、密封性能好、可靠性佳 的高压可控滑阀式机械组合密封系统，使用该密封系统可以大幅度减小和避免危险流体的 泄露和重大事故的发生。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种高压可控滑阀式机械组合密封系统，包括可 控滑阀静密封组件和旋转机械密封组件；可控滑阀静密封组件包括滑阀压盖、滑阀和套装于轴肩上的锥形轴套，锥形轴套位于 滑阀压盖内，部分位于法兰内的滑阀与锥形轴套密封地滑动相连，法兰和滑阀压盖密封地 固定相连，法兰上设有2个分别用于控制滑阀左滑和右滑的压力源通道I和压力源通道II ;旋转机械密封组件包括与轴套固定相连的动环座以及密封端面紧密贴合的动环和静 环，动环与动环座密封地固定相连；位于密封压盖内的弹簧座与密封压盖固定相连，机械 密封用弹簧的一端与弹簧座相连、另一端抵着静环；静环与密封压盖密封地滑动相连。作为本专利技术的高压可控滑阀式机械组合密封系统的改进组合密封系统还包括应急密 封组件；应急密封组件包括安全密封阀座，安全密封阀座与轴套密封地固定相连，位于密封压 盖内的安全密封阀与密封压盖密封地滑动相连。作为本专利技术的高压可控滑阀式机械组合密封系统的进一步改进应急密封组件还包括设置在轴套上的应急调节螺母，挡环与安全密封阀固定相连，所述应急调节螺母和挡环相 接触。作为本专利技术的高压可控滑阀式机械组合密封系统的进一步改进滑阀与锥形轴套之间以锥面配合的形式滑动相连，锥形轴套的锥面上设有主密封圈，滑阀通过上述主密封圈与锥形轴套实现密封相连。作为本专利技术的高压可控滑阀式机械组合密封系统的进一步改进:在法兰内表面设置一个凹槽，在滑阀设有凸台，凸台与凹槽密封地滑动相连；滑阀分别与法兰和滑阀压盖密封 地滑动相连；位于凸台右侧的凹槽为空腔I ，空腔I与压力源通道I相连通；位于凸台左侧的凹槽为空腔n，空腔n与压力源通道n相连通。作为本专利技术的高压可控滑阀式机械组合密封系统的进一步改进锥形轴套上设有用于控制滑阔右行程的限位台阶面。作为本专利技术的高压可控滑阀式机械组合密封系统的进一步改进安全密封阀在与安全密封阀座对应的端面上设有密封圈。本专利技术是为了提高危险流体输送设备的密封要求所特别设置的一种不同于传统密封 元件的组合密封系统。本专利技术综合考虑各种因素，从提高密封可靠性着手，采用多级密封 结构，并将密封配件安装拆换便捷性纳入设计目的中，采用模块化设计、集成安装，可有 效解决其密封问题，经试验证明，该结构密封性能良好，可靠性较高。本专利技术的可控滑阀静密封组件其是完全依靠外部的油液压力实现对滑阀的开关控 制，而不是采用弹簧或流体设备自身产生的流体压力进行控制；这种措施可以实现设备在 极高压力下的静态密封，并能保证设备在线状态的旋转机械密封和备用应急密封的更换维 修。本专利技术的旋转机械密封组件，采用集装式多弹簧静止式内流平衡型接触式机械密封。 动环和辅助密封圈能在不拆除轴套和动环座的条件下方便快捷的拆装更换，因此可有效提 高维修保养时间，缩短了与有害物质的接触时间。本专利技术的应急密封组件，能在前两级密封失效时，为防止重大泄露事故发生，可在停 车后迅速调节应急密封，使之强制密封。综上所述，本专利技术的高压可控滑阀式机械组合密封系统，具有结构紧凑、密封压力高、 密封性能好、可靠性佳的优点，使用该密封系统可以大幅度减小和避免危险流体的泄露和 重大事故的发生。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。 图1是本专利技术的高压可控滑阀式机械组合密封系统的剖视结构示意图。 图l中紧固螺母l，安全密封弹簧座2，安全密封阀座3，应急密封用弹簧4，机械 密封用弹簧5， 0型密封圈6，静环7，辅助密封圈8，动环座9，轴套IO，滑阀ll，锥形 轴套12，滑阀压盖13，主密封圈14，滑阀密封圈15，法兰16，动环17，弹簧座18，密 封压盖19，密封圈20，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压可控滑阀式机械组合密封系统，其特征是：包括可控滑阀静密封组件和旋转机械密封组件；　所述可控滑阀静密封组件包括滑阀压盖（１３）、滑阀（１１）和套装于轴肩上的锥形轴套（１２），锥形轴套（１２）位于滑阀压盖（１３）内，部分位于法兰（１６）内的滑阀（１１）与锥形轴套（１２）密封地滑动相连，所述法兰（１６）和滑阀压盖（１３）密封地固定相连，法兰（１６）上设有２个分别用于控制滑阀（１１）左滑和右滑的压力源通道Ⅰ（１６１）和压力源通道Ⅱ（１６２）；　所述旋转机械密封组件包括与轴套（１０）固定相连的动环座（９）以及密封端面紧密贴合的动环（１７）和静环（７），动环（１７）与动环座（９）密封地固定相连；位于密封压盖（１９）内的弹簧座（１８）与密封压盖（１９）固定相连，机械密封用弹簧（５）的一端与弹簧座（１８）相连、另一端抵着静环（７）；所述静环（７）与密封压盖（１９）密封地滑动相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐勤，孟祥铠，戴维平，吴大转，郑水英，焦磊，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]