本发明专利技术提出了一种非接触式高温机械密封装置，包括轴套、动环、静环、泵送环、泵送叶片I、泵送叶片Ⅱ和二级压盖，轴套上设有泵送孔I和泵送孔Ⅱ，利用轴旋转运动，采用泵送孔I、泵送孔Ⅱ、泵送叶片I和泵送叶片Ⅱ等4泵串联的结构，使冷却液围绕动静环内部腔体依次流动，带走高温介质和密封面摩擦施加到密封环和润滑膜上的热量，降低密封环及润滑膜温度，抑制润滑膜汽化，提高了机械密封的效果。泵串联形成较强的冷却液输送驱动力，可实现冷却液的自循环流动冷却，同时泵送孔I、Ⅱ及泵送叶片I、Ⅱ的泵送能力与密封转速成正相关，在转速提高导致密封端面摩擦温升升高时，能够自动提升泵送能力，加大冷却力度，起到自动调节冷却强度的效果。果。果。
【技术实现步骤摘要】
一种非接触式高温机械密封装置
[0001]本专利技术属于机械密封领域，尤其涉及一种非接触式高温机械密封。
技术介绍
[0002]由于上游泵送机械密封摩擦功耗小、工作稳定、使用寿命长、适用范围广、泄漏量小甚至可实现“零泄漏”等优点，已成为旋转流体输送设备轴封的最佳选择之一，拥有日益广泛的应用前景。机械密封的工作温度超过150℃时视为高温机械密封，高温密封介质和密封副摩擦温升极易导致密封端面液膜汽化、密封环变形等问题，严重时使密封失效甚至密封件损坏。因此，如何对密封装置进行有效冷却降温是确保密封可靠、稳定运行的关键问题。
[0003]对于高温介质的密封，目前的冷却方式主要有两种，一是来自辅助系统的冷却液直接进入密封腔对密封介质及接触密封介质的密封件外侧局部表面进行冷却；二是在密封腔外部壳体内设置冷却夹套并连接辅助系统对密封腔高温介质进行冷却。现有技术公开了一种高温泵机械密封冷却保护装置，在外部壳体内设置有绕密封腔一周的冷却水腔，在冷却水腔内部设置有若干带缺口的隔离筋板；现有技术公开的一种高温冷却卧式机械动密封结构，采用壳体设置双冷却水腔结构加大对机械密封的冷却效果，这两个专利的冷却方式均会使密封腔体体积增大，且无法解决端面摩擦温升问题，对密封端面冷却效果有限。现有技术公开了一种强制循环冷却高温机械密封，通过压盖与静环接触面设置的冷却槽对静环外侧进行直接冷却，以及动环外侧设置低温换热腔和高温换热腔的方法对密封介质进行冷却，结构复杂、对外部辅助系统要求高且由于冷却液与密封介质的直接接触，需要考虑二者的相融性问题。现有技术公开了一种高温泥浆机械密封，冷却液通过壳体上设置的通道直接进入密封腔对密封件外侧局部表面进行冷却，并通过压盖上开设的冷却通道对密封件内侧表面进行冷却，进一步提升了对密封件的冷却效果，但是仍需依赖外部系统保证冷却循环，存在冷却液与密封介质的相融性问题，对密封端面的冷却也有限。现有技术公开了一种耐高温的机械密封装置，该装置在轴套内部开设有水平方向的第二通孔，第二通孔一端与静环座内部开设的第一通孔连通，另一端与密封腔相通，密封介质在密封腔、第一通孔和第二通孔内循环流动，该专利技术没有说明冷却冲洗装置，且密封介质通过轴套内流道流动仅仅能够带走轴套热量，对密封件的冷却效果很有限，无法解决高温下密封件的汽化及摩擦升温等问题。现有技术公开了一种高温流体机械密封件，在密封壳体上开设冷却孔，并与静环组件构成冷却腔，对静环组件上的O形密封圈进行冷却，防止O形密封圈高温变形而失效，该结构仅冷却了O型密封圈，不涉及机械密封环及密封端面的冷却问题。现有技术公开了一种改进串联式机械密封冷却效果的方案，通过中间隔板将串联机械密封之间的隔离腔分成两部分，并与两端开设内部相互连通通孔的轴套构成更长的冷却液通道，以提升冷却效果，该结构只是在原有的隔离腔冷却基础上对冷却液通道进行延长和流动定向，仍需要主要依靠外部辅助系统保证冷却循环，且中间隔板与轴套间存在间隙，冷却液无法完全实现定向导流，对密封面的冷却仍缺乏针对性措施。
[0004]综上所述，现有高温机械密封的冷却结构仍存在结构复杂占据空间大、对外部辅助系统及冷却液特性要求高、冷却效果有限等不足，常见的两种冷却方式的冷却对象均局限于密封腔或隔离腔，对密封环自身的冷却明显不足，无法兼顾密封副摩擦温升问题，密封面液膜汽化难于得到有效抑制，此外，冷却的效果严重依赖于辅助系统的稳定性，给密封控制带来复杂性。
技术实现思路
[0005]针对以上技术问题，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种非接触式高温机械密封装置，利用轴旋转运动，采用泵送孔Ⅱ、泵送孔I、泵送叶片I和泵送叶片Ⅱ等4泵串联的结构，使冷却液围绕动静环内部腔体依次流动，带走高温介质和密封面摩擦施加到密封环和端面润滑膜上的热量，以降低密封环及润滑膜温度，达到了抑制润滑膜汽化的目的，提高了机械密封的效果。本专利技术的一个方式的目的之一是泵送孔I、Ⅱ及泵送叶片I、Ⅱ的泵送能力与密封转速成正相关，在转速提高导致密封端面摩擦温度升高时，能够自动提升泵送能力，加大冷却力度，起到自动调节冷却强度的效果。
[0006]注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
[0007]本专利技术的技术方案是：
[0008]一种非接触式高温机械密封装置，包括轴套、弹性部件、动环座、动环、静环、泵送环和二级压盖；
[0009]所述弹性部件、动环座、动环、静环、泵送环和二级压盖依次安装在轴套上；
[0010]所述轴套内壁与轴之间设有环状流动通道，轴套一端设有泵送孔I，另一端设有泵送孔Ⅱ；
[0011]所述动环随轴转动，所述动环外端面设有泵送槽，动环内端面设有泵送叶片I，动环与轴套之间形成泵送腔I；
[0012]所述静环与二级压盖连接，静环内端面、泵送环与轴套形成泵送腔Ⅱ；
[0013]所述动环和静环与轴套之间设有间隙形成过流通道；
[0014]所述泵送环的一侧设有泵送叶片Ⅱ，另一侧与二级压盖形成空腔Ⅱ；
[0015]所述二级压盖设有冷却液进出口I和冷却液进出口Ⅱ；
[0016]所述冷却液进出口I、空腔Ⅱ、泵送腔Ⅱ、过流通道、泵送腔I、泵送孔I、环状流动通道、泵送孔Ⅱ和冷却液进出口Ⅱ依次连通。
[0017]上述方案中，所述环状流动通道槽深1.5～2.0mm。
[0018]上述方案中，所述泵送叶片I和泵送叶片Ⅱ的叶片数量为8～20个；所述泵送孔I和泵送孔Ⅱ数量为8～12个。
[0019]上述方案中，所述泵送槽形状为螺旋线型、圆弧线型、斜线型、T字型或人字型。
[0020]进一步的，所述泵送槽的槽深为3
‑
10μm，槽数为8～16个。
[0021]上述方案中，所述弹性部件为金属波纹管；所述金属波纹管与波纹管座连接并安装在轴套上。
[0022]进一步的，所述金属波纹管与动环座、波纹管座和轴套之间形成空腔I，空腔I与泵送腔I连通。
[0023]上述方案中，所述动环和静环为薄壁壳体状；静环内端面设置加强筋；动环和静环的过流通道间隙为1.5～2.0mm。
[0024]上述方案中，所述轴套在泵送孔I处形成台阶；动环座与泵送孔I处的轴套台阶形成挡板结构。
[0025]上述方案中，所述泵送孔I与泵送孔Ⅱ均为周向倾斜孔，旋转方向相反，组成一对反对称的泵送孔组；所述泵送叶片I与泵送叶片Ⅱ旋转方向相反，组成一对反对称的泵送叶片组；所述的泵送孔I与泵送叶片I旋转方向相反。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027]根据本专利技术的一个方式，可以通过泵送孔I、Ⅱ及泵送叶片I、Ⅱ的4泵串联形成较强的冷却液输送驱动力，可实现冷却液的自循环流动冷却，对外部冷却液循环系统的流动参数要求低，降低了整个装置的功耗和复杂程度；
[0028]根据本专利技术的一个方式，泵送孔I、Ⅱ及泵送叶片I、Ⅱ的泵送能力与密封转速成正相关，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种非接触式高温机械密封装置，其特征在于，包括轴套(14)、弹性部件、动环座(503)、动环(5)、静环(6)、泵送环(7)和二级压盖(9)；所述弹性部件、动环座(503)、动环(5)、静环(6)、泵送环(7)和二级压盖(9)依次安装在轴套(14)上；所述轴套(14)内壁与轴(13)之间设有环状流动通道(12)，轴套(14)一端设有泵送孔I(141)，另一端设有泵送孔Ⅱ(142)；所述动环(5)随轴(13)转动，所述动环(5)外端面设有泵送槽(502)，动环(5)内端面设有泵送叶片I(501)，动环(5)与轴套(14)之间形成泵送腔I(4)；所述静环(6)与二级压盖(9)连接，静环(6)内端面、泵送环(7)与轴套(14)形成泵送腔Ⅱ(10)；所述动环(5)和静环(6)与轴套(14)之间设有间隙形成过流通道(11)；所述泵送环(7)的一侧设有泵送叶片Ⅱ(701)，另一侧与二级压盖(9)形成空腔Ⅱ(8)；所述二级压盖(9)设有冷却液进出口I(901)和冷却液进出口Ⅱ(902)；所述冷却液进出口I(901)、空腔Ⅱ(8)、泵送腔Ⅱ(10)、过流通道(11)、泵送腔I(4)、泵送孔I(141)、环状流动通道(12)、泵送孔Ⅱ(142)和冷却液进出口Ⅱ(902)依次连通。2.根据权利要求1所述的非接触式高温机械密封装置，其特征在于，所述环状流动通道(12)槽深1.5～2.0mm。3.根据权利要求1所述的非接触式高温机械密封装置，其特征在于，所述泵送叶片I(501)和泵送叶片Ⅱ(701)的叶片数量为8～20个；所述泵送孔I(141)和泵送...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈汇龙，刘瑞睿，史迪超，陈英健，卫泽鹏，程谦，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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