一种大型挖泥泵用机械密封装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大型挖泥泵机械密封装置，包括密封箱、静密封环、动环座、动密封环；动密封环和动环座、静密封环与密封箱之间设有防止动密封环和静密封环转动的动密封环防转销和静密封环防转销、密封端盖；所述动密封环或静密封环的密封环本体摩擦面上设有降低磨损的微织构组织，微织构组织占比为1％

A mechanical sealing device for large dredging pump

【技术实现步骤摘要】
一种大型挖泥泵用机械密封装置


[0001]本专利技术属于机械密封
，尤其涉及一种适用于泥沙环境下改善两摩擦副摩擦磨损性能，提高动、静环使用寿命的大型挖泥泵用机械密封装置。

技术介绍

[0002]我国幅员辽阔江河湖海众多，依赖水运的物流业发展迅猛，但长期困扰航运业的江河湖海航道淤积问题在近年显得尤为突出，航道清淤工作被各航道局所重视。每年我国众多的航道清淤中因为挖泥船用密封泄漏造成停工而产生的经济损失是天文数字，所以挖泥船用挖泥泵上的密封是整个清淤工作的节点。大型设备的维修拆装耗时多、周期长，降低了设备的利用率、不但耗费大量的维修资金，还浪费掉很多宝贵时间，每台挖泥泵每停机一天所带来的直接经济损失就是几百万元，而间接所造成的经济损失更是无法估量的。
[0003]国外一些航运国家也存在同样的问题，目前国外挖泥泵的密封装置普遍采用L型橡胶密封结构形式，如：荷兰、德国等公司生产的挖泥泵，此类泵轴密封均使用L型橡胶密封结构。该密封在工程应用中有一定的使用要求，如压力要求低于3MPa，线速度低于10m/s等，一般进口L型橡胶密封能使用在半年以上。如泵的输送浆液工况恶劣，密封泄漏量急剧加大，频繁发生剧烈磨料磨损，同时对轴套也产生严重磨蚀磨损，使得密封失效，特别在高压工况 (P＞3MPa)下，其使用寿命一般在几天至十几天之间，使用效果非常不理想，严重影响施工进度。
[0004]国产自航绞吸挖泥船
××
号舱内2号泥泵(进口荷兰生产
××
型号泥泵)，轴径大于φ 400mm，泵腔工作压力≥4MPa。轴封在泵出口压力1.0MPa以上时，其进口L型橡胶密封在很短时间很快失效，严重影响了施工进度和工期，泵的工作扬程被迫降低25％以下使用(低于3MPa)，造成泵性能浪费和降低施工效率。
[0005]另外，申请人组织研发前，在国家知识产权局专利检索咨询中心对相关产品进行了国内外的专题检索，案件编号G2005965，检索到国外专利文献共计34篇，具体检索内容摘录如下：
[0006][0007][0008][0009][0010]分析后无类似密封技术方案；检索到国内专利文献共计12篇，经分析其中6篇是挖泥泵结构和泵轴承组件的专利，与轴密封无关，另外6篇是轴密封的专利，均未见到类似密封要求工况。
[0011]此外，申请人组织相关人员进行关于织构应用在机械密封上进行检索查询，发现如下现有技术，专利号为CN200910154418.7的一种具有跨尺度表面织构特征的液体润滑端面密封结构，包括机械密封的动环、静环，所述动环和静环的端面的一侧为高压侧即上游，所述动环和静环的端面的另一侧为低压侧即下游，其特征在于：在机械密封的动环或静环端面上加工有数个跨尺度织构型面孔槽，所述跨尺度织构型面孔槽由具有毫米级的深槽和微米级的微孔组成，所述深槽位于端面上游，所述微孔分布于深槽周边；所述跨尺度织构型面孔槽之间设有密封堰，在所述跨尺度织构型面孔槽的下游设有未开型面孔槽的环形密封坝。本专利技术的效果主要有：改善密封润滑、提高流体膜刚度，提高机械密封的耐压和耐热能力，大大增强了密封的运行可靠性、稳定性和密封性，延长了密封使用寿命。
[0012]专利号为CN201410191186.3的螺旋分布收敛型微孔织构机械密封，包括密封动环和静环，在动环和静环中至少一个的密封端面上设置螺旋分布的收敛型微孔织构；织构遍布整个密封端面，或者在靠近低压侧设置环形坝区，微孔织构的各列微孔的中心分布线为螺旋线，微孔织构为收敛型织构，当密封环外侧为高压时，微孔收敛方向与螺旋线展开方向相反；当密封环内侧为高压时，微孔收敛方向与螺旋线展开方向相同；本专利技术有效提高了密
封端面的承载能力，使得密封在更低的转速下打开，并且保证在小膜厚、小压差的情况下润滑膜具有更大的刚度，从而减少启停阶段的碰摩；本专利技术适用于气体和液体介质，实现密封件的减摩，延长密封的使用寿命，提高密封的可靠性。
[0013]以上两篇现有技术已经公开了织构可以实现降低机械密封端面磨损效率；但对于复杂的泥沙环境工况下，并没有给出技术启示现有技术中织构的设计和分布是否同样具有预期的效果；由于大型挖泥泵所处在的工作环境中存在有大量的泥沙，在实际工作中处自身磨损外，还有外界的泥沙进入摩擦面而加快磨损的风险；结合现有技术织构的形状以及布置方式对织构是否能够达到预期降低磨损效率至关重要；基于上述研发背景专利技术涉及一种大型挖泥泵机械密封装置。

技术实现思路

[0014]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种适用于泥沙环境下改善两摩擦副摩擦磨损性能，提高动、静环使用寿命的大型挖泥泵用机械密封装置。
[0015]本专利技术是这样实现的，一种大型挖泥泵用机械密封装置，该机械密封装置安装于泵轴上，包括与泥泵后护板连接的密封箱，位于密封箱内安装在泥泵轴上的弹簧座与轴套，位于密封箱与轴套之间安装有静密封环；密封箱与弹簧座之间安装有动环座，所述动环座滑动套装在弹簧座上，并且在动环座和弹簧座的滑动配合面上设有O型密封圈；所述动环座上安装有与静密封环密封贴合的动密封环；动密封环和动环座、静密封环与密封箱之间设有防止动密封环和静密封环转动的动密封环防转销和静密封环防转销；所述弹簧座上设有平行于泵轴的弹簧，所述弹簧的右端抵接动环座；所述动环座与弹簧座的相对面之间设有浮动空间；所述密封箱安装有密封端盖，所述密封端盖套装的泵轴上；其特征在于：所述动密封环或静密封环的密封环本体摩擦面的粗糙度Ra不大于0.2μm；所述密封环本体的摩擦面上设有降低磨损的微织构组织，微织构组织占比为1％
‑
20％；所述微织构组织由若干个类圆形或圆形微织构凹坑构成；上述微织构凹坑等间隔分布在与动密封环或静密封环同心圆或者不同心的基准圆上，在同一基准圆上相邻的微织构凹坑间隔相等，所述微织构凹坑的深度范围1μm
‑
50μm，直径范围5
‑
200μm。
[0016]优选的，所述微织构凹坑每间隔一个基准圆错位0.01
°‑
0.5
°
。
[0017]优选的，微织构组织占比为5％
‑
20％；微织构凹坑直径为10
‑
200μm，织构深度为10
‑
30μm。
[0018]优选的，微织构组织占比为12％；微织构凹坑直径为150μm，织构深度为16μm。
[0019]优选的，所述微织构组织分布在密封环本体摩擦面的外边缘、内边缘或者中间位置，依据介质的粘度、介质中固体颗粒物的浓度、硬度、规格等不同情况综合考虑不同的分布形式，以满足不同的工况需求。
[0020]所述密封环摩擦面的外边缘设有弧形动压槽，所述动压槽为一个贯通的通槽；在密封环的摩擦面上开槽区形成动压承受密封载荷区和密封面液膜润滑区。
[0021]优选的，所述动压槽的开槽半径R：10mm≤R≤30mm，开槽宽度：0.5mm
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6mm，开槽深度：0.01mm
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1.5mm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型挖泥泵用机械密封装置，该机械密封装置安装于泵轴上，包括与泥泵后护板连接的密封箱，位于密封箱内安装在泥泵轴上的弹簧座与轴套，位于密封箱与轴套之间安装有静密封环；密封箱与弹簧座之间安装有动环座，所述动环座滑动套装在弹簧座上，并且在动环座和弹簧座的滑动配合面上设有O型密封圈；所述动环座上安装有与静密封环密封贴合的动密封环；动密封环和动环座、静密封环与密封箱之间设有防止动密封环和静密封环转动的动密封环防转销和静密封环防转销；所述弹簧座上设有平行于泵轴的弹簧，所述弹簧的右端抵接动环座；所述动环座与弹簧座的相对面之间设有浮动空间；所述密封箱安装有密封端盖，所述密封端盖套装在泵轴上；其特征在于：所述动密封环或静密封环的密封环本体摩擦面的粗糙度Ra不大于0.2μm；所述密封环本体的摩擦面上设有降低磨损的微织构组织，微织构组织占比为1％
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20％；所述微织构组织由若干个类圆形或圆形微织构凹坑构成；上述微织构凹坑等间隔分布在与动密封环或静密封环同心圆或者不同心的基准圆上，在同一基准圆上相邻的微织构凹坑间隔相等，所述微织构凹坑的深度范围1μm
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50μm，直径范围5
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200μm。2.根据权利要求1所述大型挖泥泵用机械密封装置，其特征在于：所述微织构凹坑每间隔一个基准圆错位0.01
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【专利技术属性】
技术研发人员：于建军，张军清，柴志建，王健，蔡建军，柴桂军，郑广民，张洪书，王东，高芹，张梓原，白海洋，
申请(专利权)人：天津市合润科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：