离心泵双端面集装式机械密封的制作方法

【技术领域】

本实用新型及一种双端面机械密封件，特别适用于一种用于离心泵的双端面腔体密封和轴向密封件。

背景技术：

机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。机械密封是一种旋转机械的轴封装置。由于传动轴贯穿在设备内外，这样，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄漏，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄漏，因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。轴封的种类很多，由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点，所以世界上机械密封是在这些设备最主要的轴密封方式。机械密封又叫端面密封。

氟塑料泵在市面上大部分采用一种单端面wb2形式的机械密封，该密封采用自润滑降温方式，对于高温物料，特别粘稠流动性差的物料，使用效果极差，甚至容易冒烟着火等危险事故的发生，且一旦有泄漏对周边环境和环保影响较大，本发明就是在物料运行环境极具恶劣的环境下产生的，具有较好的耐高温性，高粘度，耐微颗粒、耐酸碱、有机物等，也可与抽取的介质直接接触，且使用范围光，寿命长便于安装维修等特点。

然而，现有的wb2机械密封通常最高可耐温度为120℃，在实际工艺中不能有效的承受实际温度，极容易造成机械密封的四氟波纹管老化撕裂扭曲，弹簧断裂，喷料等缺点，导致物料的泄露。现需要克服温度过高，和物料循环量小等问题，提供一种与介质直接接触的结构的耐高温性强、使用寿命长的机械密封。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术缺点，提供一种密封性好、耐高温、耐腐蚀性、强度高、生产成本低、安装方便的离心泵双端面机械密封。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种离心泵双端面集装式机械密封，所述机械密封包括动环轴套10、设置在动环轴套10外侧面的动环座11、设置在动环座11中的动环和与所述动环接触的静环，动环轴套10与离心泵叶轮轴的外侧面紧密固定，其特征在于所述动环包括物料端动环8和冷却水端动环15，所述静环包括物料端静环2和冷却水端静环16；

动环座11中部设置弹簧孔，所述弹簧孔中设置涨紧弹簧21，冷却水端动环15和物料端动环8分别设置在动环座11的上部和下部并分别与涨紧弹簧21的两端抵接；由于冷却水端动环和物料端动环共用一套涨紧弹簧21，且都与涨紧弹簧21接触，因此它们能够相互根据涨紧间隙自动涨紧；

物料端静环2固定安装在泵盖上，物料端静环2的上端面与物料端动环8的下端面接触；物料端静环的内侧呈喇叭形，其上端内径小于下端内径；内侧呈喇叭形是物料端静环能有效的使静环内残存的结焦料和异物及时被旋出、剥离静环腔内，不受间隙挤压造成叶轮杆或静环损坏；

冷却水端静环16外端通过冷却水端静环o型圈22镶嵌在机封外壳6内，通过冷却水端静环16的下端面与冷却水端动环15的上端面接触使机封腔内的冷却水被密封；

通过轴套定位卡环18和定位卡块17将动环轴套10与机封外壳6固定连接；机封外壳6径向设置进水孔和出水孔；物料端机封壳体锁环5设置在机封外壳6下部内侧面，防止机封壳体内的动静环轴向窜动，以及轴向配合间隙的控制，达到集装的目的。

装配时，先把物料端静环安装在机泵后泵盖中心卡座内，通过机封外壳将冷物料端静环利用机封座固定的四条螺栓紧固在后泵盖上，然后将叶轮杆从泵盖背面插入机封轴套内，安装在轴承箱空心轴内并有拉杆固定，完成后再将机封动环轴套紧固在叶轮杆上，所有动静环配合间隙不用调整，安装简单快捷。

在本实用新型中，动环座具有径向设置的动环定位镶套固定，能够直接使动静环和轴套通过镶套牢牢的固定在机封座内，达到集装的目的。

根据一种优选的实施方式，冷却水端动环8是石墨材料制成的，且与涨紧弹簧21之间设置冷却水端动环支撑板12，防止受力不均造成损坏。

冷却水端静环由合金制成，由于本实用新型的机器密封集装空间小，静环较薄，没有较大的扭力，故采用o型圈涨紧密封。考虑到静环应当具有较高强度，故采用了合金材质。

根据另一种优选的实施方式，物料端动环8和物料端静环2是碳化硅材料制成的，与涨紧弹簧之间无需设置垫片，可直接作用在碳化硅动环上。

在本实用新型中，动环座11通过卡销与物料端动环8和冷却水端动环15配合。

优选的，动环座11与动环轴套10过盈镶配。

根据一种优选的实施方式，轴套定位卡环18由聚四氟乙烯制成。o型圈采用氟胶o型圈。

定位卡环为安装前定位固定动静环和轴套防止活动造成损坏，等安装完成后需取消，为一次性配件，为降低制造成本故采用由聚四氟乙烯制成。

本实用新型的机械密封具有双端面冷却功能，配合摩擦副的预紧能够免于后续调整，具有较好耐高温，耐腐蚀性，强度高，安装方便，如若端面磨损或损坏可及时在冷却水的水质和酸碱度上发现等特点，大大的提高了机械密封的耐高温和耐腐蚀性，提高了本机械密封的使用寿命，有效的减少了物料的泄露事件。

由于双端面的机械密封结构，在流体压力和弹性元件的弹力等引起的合力作用下，在密封环的端面上产生一个适当的比压，使两个接触端面动环、静环端面相互紧密贴合，并在两端面间极小的间隙中维持一层极薄的液膜，达到密封的效果。并且双端面机械密封有两道端面密封，若一级密封失效，二级密封仍然可密封，防止喷料造成环境污染和事故发生。

【附图说明】

图1为机械密封件的主视剖视示意图；

图2为机械密封件的动环座结构示意图；

图3为机械密封件的动环座排水孔示意图；

图4为机械密封件的机封座弹簧安装孔、冷却水孔示意图；

图5为机封动环结构图；

图6为机封动环轴套图；

图7为机封静环结构图；

图8为机械密封件与泵体的结构示意图。

其中，1、物料端静环垫片；2、物料端静环；4、o型圈；5、物料端机封壳体锁环；6、机封外壳；7、物料端动环卡簧；8、物料端动环；9、物料端动环o型圈；10、动环轴套；11、动环座；12、冷却水端动环支撑板；13、冷却端动环o型圈；14、冷却水端动环卡簧；15、冷却水端动环；16、冷却水端静环；17、定位卡块；18、轴套定位卡环；19、冷却水端静环柔性密封套；20、轴套o型圈；21、涨紧弹簧；22、冷却水端静环o型圈；26、卡销；27、卡簧槽；28、冷却水孔；29、卡环固定孔；30、叶轮；31、壳体；32、静环外扩口；

【具体实施方式】

以下实施例用于非限制性地解释本实用新型的技术方案。

如图1所示的机械密封，包括安装在泵体上的物料端静环2和冷却水端静环16，物料端动环8和冷却水端动环15，对应的动环与静环分别在磨面处接触。

物料端静环2固定在泵盖上，物料端静环两端有物料端静环垫片1，物料端静环为喇叭口形状，便于物料本身对物料端静环的冷却接触面，避免由于物料的高粘度、结晶、结块料堆积在机封静环和叶轮杆中间造成对氟塑料叶轮杆的割伤或磨损，摩擦系数极小。冷却水端静环16由冷却水端静环密封o型圈22固定在机封外壳6上，o型圈用于紧固定位冷却水端静环并保证介质无泄漏。为降低摩擦温升和制造成本，冷却水端动环为石墨环15，为了避免石墨环背后弹簧的点支撑力，造成石墨损坏，故在石墨环和弹簧中间增加了不锈钢的冷却水端动环支撑板12。

物料端动环8和冷却水端动环使用钢丝挡圈卡簧7集装在动环座11上，两动环分别与同一套涨紧弹簧抵接，涨紧间隙提前计算并定位，因此无需二次调整，安装检修方便；其中，物料端动环8采用碳化硅材质烧结制成。动环座两端都开有径向设置的冷却水流通孔便于及时传导降温动环摩擦产生的热量。此外，动环座的冷却水端开有弹簧安装孔，并安装高强弹簧涨紧调节动静环张紧力；物料端动环座考虑到泵腔的压力，开有和背面错位分布的弹簧安装孔，并安装高强弹簧涨紧调节动静环张紧力。

为了密封和牢靠性，动环座11与动环轴套10采用过盈镶配连接；轴套末端开有四个定位孔便于与轴套定位卡环配合，并通过螺钉锁固在叶轮杆轴上。

动环座物料端和冷却水端都开有平均分布的冲压定位块，和动环周边开的定位槽相对应，便于防止动环高扭矩下的转动或跑位造成损坏；

机封壳6径向方向开有一个进水孔冷却水由进水孔进入机封腔内，充满动静环外部，从机封外壳顶部排水孔流出，及时带走有动静环磨擦产生的热量，已达到冷却降温的效果。轴向开有四个孔，起固定作用。

在机封壳物料端设有物料端机封壳体锁环5，便于定位固定动环便于集装，并且在对应位置嵌有o型圈，对定位环起到了紧固密封作用；

轴套定位卡环18与轴套用四个内六角紧定平头螺钉串接固定，起到增加定位作用，在定位卡环外用定位卡块17，用六角螺栓固定在机封壳上方，防止动环来回窜动造成动静环损坏。

使用时，通过物料端和冷却水端的双端面冷却，借助从机封外壳流入的冷却水，配合摩擦副的预紧能够免于后续调整，使得本实用新型的机封具有更好耐高温、耐腐蚀性，其强度更高，安装方便。

通过双端面的机械密封结构，在流体压力和弹性元件的弹力等引起的合力作用下，本实用新型在密封环的端面上具有更适当的比压，使物料端和冷却水端的动静环磨面相互紧密贴合，并在两端面间极小的间隙中维持一层极薄的液膜，达到密封的效果。若一级密封失效，二级密封仍然可密封，因此能够有效防止喷料造成环境污染和事故发生。