【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及密封，特别涉及一种轴用密封装置。
技术介绍
1、目前化工行业适用于高温动密封装置不多，主要由密封环（动、静环）、缓冲补偿机构、辅助密封圈、传动机构四部分组成，动环与动环座固定连接并套接在转轴上随转轴运动，动环的一端面为动环密封面，动环密封面与静环的密封面相互抵接，形成转动的密封连接；动环的另一端抵接推环，推环与弹簧套接并抵接在弹簧座内，弹簧顶推动环与静环保持抵接的压力。虽可实现轴向密封效果，但仍然存在泄漏后会逐渐恶化，直至大面积泄露的情况发生、且使用寿命受工况影响尤为明显，尤其在腐蚀的环境下使用时，漏液可能对本体设备结构和周围环境造成不可逆转的损害，使机械密封的结构降低使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种轴用密封装置，从而解决现有技术中由于单端面机械密封结构的弹簧补偿作用减弱或旋转轴径向摆动过大而导致密封面压溃引起的大面积泄露问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种轴用密封装置，用于储液罐在旋转轴处的轴向密封，包括沿着所述旋转轴的中心轴方向依次设置的：单端面机械密封结构、安装法兰、填料密封结构，单端面机械密封结构设置于储液罐内侧，填料密封结构设置于储液罐外侧；其中，所述单端面机械密封结构包括：动环座、推环组件、动环组件、静环组件、静环座、隔离环、螺栓连接组件、以及若干压缩弹簧，所述动环组件套接于所述动环座上并与旋转轴同步旋转，所述静环组件套接于所述静环座上，所述若干压缩弹簧沿周向均匀
4、优选地，所述压缩弹簧的一端与所述推环组件抵接，另一端与所述动环座抵接，确保所述压缩弹簧始终以压缩状态被可靠固定和顶推，并利于弹簧的安装定位。
5、优选地，所述动环座与所述旋转轴之间设有动环座密封圈，所述动环组件与所述动环座之间设有动环密封圈，所述轴套与所述旋转轴之间设有轴套密封圈，所述静环组件与所述静环座之间设有静环密封圈，根据本专利技术的一个优选方案，这些密封圈都是o型密封圈，通过上述密封圈的设置防止液体经配合间隙泄露，实现了辅助密封功能。
6、优选地，所述动环座与所述旋转轴通过紧定螺钉连接，可根据需求灵活调整动静环接触压力。
7、优选地，机械密封连接法兰、填料盒、衬板、法兰本体通过焊接形成为一体，保证所述安装法兰与旋转轴的同轴度。
8、优选地，所述动环组件和所述静环组件均为碳化硅硬质摩擦环材质，二者组成的摩擦副与所述动环座和所述静环座共同围成第一密封腔，形成第一道密封。
9、优选地，所述填料密封环上还增设有润滑脂加注口，在旋转轴与编织密封填料相对旋转时发挥辅助密封和润滑的作用，在编织密封填料与轴套之间形成第二密封腔，形成第二道密封。
10、优选地，所述静环组件与所述静环座之间通过防转销固定，防止所述静环组件径向转动。
11、优选地，所述螺栓连接组件包括：丝杆、螺母、以及弹性垫圈。
12、优选地，所述法兰本体内设置可通冷却水路的冷却腔，以防止所述轴用密封装置在该处温度过高。
13、根据本专利技术的一个优选方案，所述旋转轴的直径优选为35~40mm，最优选为38mm，所述旋转轴的材质优选为c276哈氏合金。如果过于缩小轴径（小于32mm）则高温时旋转轴有可能发生弯曲，过度加大轴径（超过50mm）则又会造成整体密封结构成本增加。
14、根据本专利技术的一个优选方案，该新型轴用密封装置还可用于高温熔盐的过滤设备。具体可参见申请号为“202010905020.9”公开的一种滤芯装置、过滤器及其应用，该新型轴用密封装置用于高温熔盐的过滤设备时，可满足高温熔盐过滤中200℃~480℃的高温工况下的设备密封需求。该新型轴用密封装置可保证高温工况时旋转轴无偏摆，耐熔盐蒸汽腐蚀，作为顶杆压紧高温熔盐过滤器中的滤芯。
15、根据专利技术人的研究发现，高温熔盐过滤时（550℃），转轴底部与熔盐接触，整个轴会因为热传导和热辐射呈现温度梯度变化，根据计算和实测验证，密封结构处温度＞200℃，要保证持续高温下的密封寿命，就必须增设强制冷却功能，因此，安装法兰内设置可通冷却水路的冷却腔可实现单端面密封和填料密封的降温需求，还避免了高温工况密封失效的问题。
16、本轴用密封装置的专利技术点之一还在于，为使该轴用密封装置在高温熔盐输运和过滤过程中更好地隔绝容器与外界环境，安装法兰的法兰本体内置冷却腔，通冷却水路，从而有效防止密封结构温度过高，既满足低温时滤芯更换中轴可以转动的要求，又满足温度上升后容器内惰性气体的隔离密封，该集成式设计实现了频繁拆装不影响密封性能的效果。
17、与现有技术相比，本专利技术的优点主要在于组合机械密封结构和填料密封，可适用于特殊工况的密封要求，特别是可适用于温度变化范围较大的工况，如高温熔盐过滤中200℃~480℃，高温工况时锁紧编织石墨填料，实现轴与容器间的完全密封，低温有转动需求时，单端面机械密封起作用。
18、与现有技术相比，根据本专利技术提供的轴用密封装置的有益效果如下：
19、1）在单端面机械密封结构和安装法兰的基础上进一步增加填料密封结构，通过单端面机械密封结构形成第一道密封，通过填料密封结构形成第二道密封，一旦储罐发生漏液或压力泄漏，则可直接判断内部第一道动静环密封结构失效，及时锁紧填料密封压盖，直至运行停机检修，排出罐内液体后进行单端面机械密封结构更换，避免了大面积泄露造成的损失；
20、2）密封效果好，旋转轴振动变形小，动环和静环受力均衡便于拆卸维护、可在线监测密封状况，从而延长了该轴用密封装置以及储液罐的使用寿命；
21、3）在所有可能的泄漏点，即配合间隙处加装密封圈，保证了密封效果；
22、4）安装法兰内设置可通冷却水路的冷却腔实现了单端面密封和填料密封的降温需求，避免了高温工况密封失效的问题，特别适用于温度变化范围较大的工况；
23、5）结构设计合理、操作简单、节省了检修维护时间。
24、综上所述，本专利技术提供了一种可监控密封的泄露状况的同时、又可以对泄漏点进行二次密封、有效防止密封结构温度过高、具有延长的使用寿命的轴用密封装置。
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1.一种轴用密封装置，其特征在于，用于储液罐在旋转轴（5）处的轴向密封，包括沿着所述旋转轴（5）的中心轴方向依次设置的单端面机械密封结构（1）、安装法兰（2）、以及填料密封结构（3），单端面机械密封结构（1）设置于储液罐内侧，填料密封结构（3）设置于储液罐外侧，安装法兰（2）用于和储液罐上对接法兰的连接；其中，
2.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，所述压缩弹簧（1.12）的一端与所述推环组件（1.3）抵接，另一端与所述动环座（1.1）抵接，确保所述压缩弹簧（1.12）始终以压缩状态被可靠固定和顶推。
3.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，所述动环座（1.1）与所述旋转轴（5）之间设有动环座密封圈（1.2），所述动环组件（1.5）与所述动环座（1.1）之间设有动环密封圈（1.4），所述轴套（3.2）与所述旋转轴（5）之间设有轴套密封圈，所述静环组件（1.6）与所述静环座（1.7）之间设有静环密封圈（1.8），通过上述密封圈的设置防止液体经配合间隙泄露，实现辅助密封功能。
4.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，机械密封连接法兰（2.1）、填料盒（2.2）、衬板（2.3）、法兰本体（2.4）通过焊接形成为一体，保证所述安装法兰（2）与所述旋转轴（5）的同轴度。
6.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，所述动环组件（1.5）和所述静环组件（1.6）组成的摩擦副与所述动环座（1.1）和所述静环座（1.7）共同围成第一密封腔。
7.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，所述填料密封环（3.1）上还增设有润滑脂加注口，在旋转轴（5）与编织密封填料（3.3）相对旋转时发挥辅助密封和润滑的作用，在编织密封填料（3.3）与轴套（3.2）之间形成第二密封腔。
8.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，所述静环组件（1.6）与所述静环座（1.7）之间通过所述防转销（1.9）固定，防止所述静环组件（1.6）径向转动。
9.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，所述旋转轴（5）的直径为35~40mm，所述旋转轴（5）的材质为C276哈氏合金。
10.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，所述法兰本体（2.4）内设置可通冷却水路的冷却腔，以防止所述轴用密封装置温度过高。
...【技术特征摘要】
1.一种轴用密封装置，其特征在于，用于储液罐在旋转轴（5）处的轴向密封，包括沿着所述旋转轴（5）的中心轴方向依次设置的单端面机械密封结构（1）、安装法兰（2）、以及填料密封结构（3），单端面机械密封结构（1）设置于储液罐内侧，填料密封结构（3）设置于储液罐外侧，安装法兰（2）用于和储液罐上对接法兰的连接；其中，
2.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，所述压缩弹簧（1.12）的一端与所述推环组件（1.3）抵接，另一端与所述动环座（1.1）抵接，确保所述压缩弹簧（1.12）始终以压缩状态被可靠固定和顶推。
3.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，所述动环座（1.1）与所述旋转轴（5）之间设有动环座密封圈（1.2），所述动环组件（1.5）与所述动环座（1.1）之间设有动环密封圈（1.4），所述轴套（3.2）与所述旋转轴（5）之间设有轴套密封圈，所述静环组件（1.6）与所述静环座（1.7）之间设有静环密封圈（1.8），通过上述密封圈的设置防止液体经配合间隙泄露，实现辅助密封功能。
4.根据权利要求1所述的轴用密封装置，其特征在于，所述动环座（1.1）与所述旋转轴（5）通过紧定螺钉连接，可根据需求灵活调整动静环接触压力。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，钱渊，汤睿，姚剑，姜迪，侯蓓蓓，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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