温度触发式非能动停车安全密封装置制造方法及图纸

温度触发式非能动停车安全密封装置，在间隙配合在旋转轴或轴套外并经防转结构定位连接于固定结构的静止密封环与旋转轴或轴套之间，设置有至少与旋转轴或轴套相邻并间隙配合有具U形轴向截面的可由温度触发变形的环槽型密封结构，其中包括有以U形面相对叠置、并在其U形截面开口部相互固定的两个线膨胀系数不等的内外结构层，其中内结构层的线膨胀系数大于外结构层。至少在环槽型密封结构的U形截面开口部设有变形后能与其所邻结构相抵触的密封结构，在U形开口与旋转轴或轴套的相邻部位处保持有允许泄漏介质在该U形腔中进出的流动间隙。该结构在停机期间能可靠实现停车密封功能，是阻止流体泄漏的有效安全屏障，在输送高温有害介质的设备上应用具有更突出的优势。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】温度触发式非能动停车安全密封装置，在间隙配合在旋转轴或轴套外并经防转结构定位连接于固定结构的静止密封环与旋转轴或轴套之间，设置有至少与旋转轴或轴套相邻并间隙配合有具U形轴向截面的可由温度触发变形的环槽型密封结构，其中包括有以U形面相对叠置、并在其U形截面开口部相互固定的两个线膨胀系数不等的内外结构层，其中内结构层的线膨胀系数大于外结构层。至少在环槽型密封结构的U形截面开口部设有变形后能与其所邻结构相抵触的密封结构，在U形开口与旋转轴或轴套的相邻部位处保持有允许泄漏介质在该U形腔中进出的流动间隙。该结构在停机期间能可靠实现停车密封功能，是阻止流体泄漏的有效安全屏障，在输送高温有害介质的设备上应用具有更突出的优势。【专利说明】温度触发式非能动停车安全密封装置
本专利技术涉及一种可用于各种流体旋转设备的机械密封的停车安全密封装置，特别是一种温度触发式非能动停车安全密封装置，在机械密封系统出现故障，密封腔温度上升导致密封失效或部分功能失效，需要保护性停车并阻断泄漏时，用于阻止流体泄漏和保证安全。
技术介绍
在现代工业应用中，为了减少对环境的污染以及保证生产安全，对密封的性能及可靠性要求越来越高，特别是输送高温、高压或有害介质时，尤其要求高温、有害介质不能进入下级密封腔或使其与大气完全阻隔。否则，输送高温、有毒流体设备的机械密封一旦失效，这些介质进入到二级密封腔会对二级密封能力造成损害；泄漏到大气中将对环境造成灾难性的影响。目前主要的解决方法是在机械密封外侧增加一道停车安全密封，设备正常运转时，停车安全密封处于开启状态；当系统出现某种故障，导致密封腔温度升高，机械密封失效，设备停机并立即使停车安全密封闭合。目前，停车密封的结构型式很多，其中应用最广的是离心式停车密封、压力调节式停车密封及胀胎式停车密封等，均为能动性停车密封，但其一般都不能完全杜绝介质向外泄漏，有失去动力后停止工作的危险，无法保证绝对的安全。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术提供了一种温度触发式的非能动停车安全密封装置，能根据密封介质的工况状态，在正常工况条件下能使机械密封保证正常工作状态，而在出现故障导致密封部位的温度/压力异常增高时，无需外加动力即可通过自身的结构变化实现停车密封，防止在停机期间密封腔中的高温、高压、有毒等介质向大气或另外多级密封泄漏，以靠保证安全。本专利技术的温度触发式非能动停车安全密封装置的基本结构，是在间隙配合在旋转轴或轴套外并经防转结构定位连接于固定结构的静止密封环与旋转轴或轴套之间，设置有至少与旋转轴或轴套相邻、并间隙配合有具U形轴向截面的可由温度触发变形的环槽型密封结构。该环槽型密封结构中，包括有以U形面相对叠置、并在其U形截面开口部相互固定的两个线膨胀系数不等的内外结构层，其中内结构层的线膨胀系数大于外结构层。所说的该线膨胀系数不等的内外结构层，可优选采用目前在自动温度控制结构中已十分成熟和常用的不同线膨胀系数双金属片/层形式的双金属环片结构形式，并可根据所输送介质的温度、压力等特点，确定所选择的相应材料种类、线胀系数差及结构参数(例如，外结构层可选择线胀系数很小的如镍铁合金等材料片；内结构层则可选择线胀系数较大的铜制或钢制材料片等)。至少在所说该环槽型密封结构的U形截面开口部，设有变形后能与其所邻结构相抵触的密封结构，如常用的密封橡胶、塑料或塑胶等具有柔韧性的密封材料/结构。在环槽型密封结构的U形开口与旋转轴或轴套的相邻部位处，还应保持有允许泄漏介质在环槽型密封结构的U形腔中进出的流动间隙(此间隙可以采用相应的结构保证，也可为在介质压力作用下由环槽型密封结构内结构层的端部变形所产生)，以保持环槽型密封结构的U形腔内外压力的平衡，以及在非正常情况下能对温度、压力的变化迅速反应。上述设置在静止密封环与旋转轴或轴套之间的该具U形轴向截面的可由温度触发变形的环槽型密封结构，根据情况和需要可以分别采用不同的方式。例如，所说的环槽型密封结构可以直接设置在与旋转轴或轴套相邻的静止密封环侧开设的适当形式的台阶孔中；或可以采用设置在与旋转轴或轴套相邻、并经连接结构固定于静止密封环和固定结构间的适当过渡结构中开设的相应形式台阶孔中的方式，或是其它适当的方式。在上述结构基础上，为进一步提高在非正常工况下该环槽型密封结构实现密封的可靠性，所说的该环槽型密封结构中U形开口部的密封结构，可采用为还具有在所说U形开口部向开口外周面扩展的延伸覆盖结构的形式，以增大实现密封时该密封结构有更大的密封接触贴合范围。在所说该U形开口部外周面的扩展延伸覆盖结构的外周密封配合部位处还可以再进一步设置有凸起的环状密封线，无疑将更有利于提高密封的效果。为避免上述环槽型密封结构中所说内结构层的U形腔的内表面因长时间接触所输送的高温、高压和/或有毒流体介质位受损，根据所输送流体介质的类型和/或温度、压力、腐蚀性或辐射量等毒害性质的特点，在该环槽型密封结构内结构层的U形腔内表面可按目前常规方式被覆有常用的PTFE、PEEK或乙丙橡胶等工程塑料或橡胶材料等相应材料/形式的防护结构层。在此基础上，进一步使环槽型密封结构的U形腔内表面被覆的该防护结构层，与上述在U形开口部的密封结构成为一连续的整体形式结构，是一种更为有利的优选方式。更进一步，在上述环槽型密封结构中已为在U形开口部外周面的所说扩展延伸覆盖结构覆盖区域范围内的具有不同线膨胀系数的内外结构层中，还可设置有用于使所说的U形腔内表面被覆的防护结构层，与在U形开口部外周面的扩展延伸覆盖结构能相互贯穿融合的通孔，使其进一步相互融合成为一结构整体，对于提高上述环槽型密封结构的整体牢固性和强度将是更为理想的。如上述，在正常工况状态下应允许有泄漏介质经所说环槽型密封结构的流动间隙进出环槽型密封结构的U形腔，其中该流动间隙采用适当形式的结构保证将是更为可靠的。为此，该流动间隙可以采用为在与旋转轴或轴套相邻的环槽型密封结构侧壁的U形开口内侧缘部(例如在环槽型密封结构中的该内结构层的端部等)设置的适当形式的间隙结构，如可以实现特定配合方式的间隙平面、沟槽等形式的结构(如在一个可供参考的具体实施例中即采用的是可以实现特定配合方式的间隙平面方式)。可以理解，为更有利于上述环槽型密封结构在非正常况下需启动密封时，能被高温或高压泄漏介质迅速触发启动，该环槽型密封结构的置放方式，宜采用使其U形开口宜朝向密封的高温介质方向。本专利技术上述温度触发式非能动停车安全密封装置的工作过程和原理是，在机械密封装置正常运行工况状态下，该停安全车密封结构的各结构部分均与旋转轴或轴套保持有足够的正常配合间隙，既保证了密封的正常运行，也使密封泄漏介质能正常流动，包括进出该停安全车密封结构中所说该环槽型密封结构中的U形腔，并保持环槽型密封结构中的U形腔内外压力的平衡。当出现故障等异常工况使介质的温度非正常升高，致使流体旋转机械保护性停机时，该环槽型密封结构中线膨胀系数较大的内结构层(如采用双金属环片结构中的内层金属环片)膨胀变形大并压迫外结构层发生变形，将环槽型密封结构的U形截面开口部的密封结构挤压后，抵触、贴合在旋转轴或轴套及所邻结构的侧壁上，实现对泄漏介质的节流；并且，继续进入环槽型密封结构的U形腔内腔的泄漏介质还同时使U形腔内的压本文档来自技高网...

【技术保护点】
温度触发式非能动停车安全密封装置，其特征是在间隙配合在旋转轴或轴套（9）外并经防转结构（7）定位连接于固定结构（1）的静止密封环（8）与旋转轴或轴套（9）之间，设置有至少与旋转轴或轴套（9）相邻并间隙配合有具U形轴向截面的可由温度触发变形的环槽型密封结构（4），该环槽型密封结构（4）中包括有以U形面相对叠置、并在其U形截面开口部相互固定的两个线膨胀系数不等的内外结构层（42，41），其中内结构层（42）的线膨胀系数大于外结构层（41），至少在环槽型密封结构（4）的U形截面开口部设有变形后能与其所邻结构相抵触的密封结构（47），在环槽型密封结构（4）的U形开口与旋转轴或轴套（9）的相邻部位处，保持有允许泄漏介质在环槽型密封结构（4）的U形腔中进出的流动间隙（10）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张君凯，王旭，李志山，刘伟，吴希曦，黄美，李龙，
申请(专利权)人：四川日机密封件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：