一种防反压端面密封结构的制作方法

1.本实用新型属于端面密封技术领域，具体涉及一种防反压端面密封结构。


背景技术：

2.随着石油、石化等工业向着无污染、长周期、低能耗、高效益等方向发展，要求离心泵的机械密封实现密封介质的零泄漏、无污染、长寿命，并且运行维护费用低，特别是石油、石化工业中泵送流体大多具有易燃、易爆、剧毒、污染严重等特点，普通的接触式机械密封难以达到上述要求，泵用干气密封采用“以气封气”或者“以气封液”的思想来实现工艺介质的零逸出和零泄漏，随着干气密封技术的日益成熟，其应用范围也越来越宽阔，但是一般干气密封对输送的介质纯度要求比较高，才能保证形成稳定气膜，环面打开实现非接触运转。
3.但是，现实的石油、石化行业中很多离心泵的介质并不能达到很高的纯度，往往含有固体悬浮颗粒，同时有毒、易燃易爆，而且泵送介质压力还不稳定。正常情况下大气侧阻塞气压力高于介质压力，但是因为介质压力不稳定等原因，会出现介质的压力高于大气侧阻塞气压力，此时轴端密封的受力方向改变，会导致轴端密封失效。
4.现有的泵用干气密封装置大部分都不能适应含悬浮固体的危险介质工况，也很少考虑反压情况，目前现场密封装置在这种苛刻工况条件下运行工作寿命都很短，严重影响了工作效率，提高了用户成本。
5.本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本技术背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。


技术实现要素：

6.本实用新型针对现有技术中上述的问题，提出一种防反压端面密封结构，通过设置波纹管组件，在受到正向压力或反向压力时均可正常工作，避免了压力差导致的波纹管密封失效，有利于保证密封性。
7.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：
8.一种防反压端面密封结构，包括：设置在轴套和端盖之间的主密封，所述主密封具有：
9.静环，其设在所述端盖上；
10.动环，其设在所述轴套上；
11.波纹管组件，其用于推动所述动环与所述静环之间实现密封、且在受到正向压力或反向压力时均可正常工作；
12.所述波纹管组件具有第一波纹管、第二波纹管、以及位于所述第一波纹管和第二波纹管之间的且可承接内外压力差的承压套。
13.在本技术的一些实施例中，所述第一波纹管和第二波纹管在轴向串联设置，所述第一波纹管在所述承压套远离所述动环的一侧。
14.在本技术的一些实施例中，所述第一波纹管的平衡直径小于第二波纹管的平衡直
径。
15.在本技术的一些实施例中，在所述轴套上设有沿径向向外延伸设置的传动台，所述波纹管组件设在所述传动台上；当所述波纹管组件内侧密封流体压力大于外侧的介质压力时，所述承压套可抵靠在所述传动台上承接内外压力差。
16.在本技术的一些实施例中，所述传动台具有传动台本体、沿所述传动台本体的外径侧向所述承压套方向延伸设置的延伸套筒，所述延伸套筒位于所述第一波纹管的外侧，在所述承压套的外径侧设有用于与所述延伸套筒的端部相匹配的承台槽口。
17.在本技术的一些实施例中，还包括设在所述波纹管组件和所述动环之间的推环；当所述波纹管组件外侧的介质压力大于内侧的密封流体压力时，所述承压套可抵靠在所述推环上承接内外压力差。
18.在本技术的一些实施例中，所述承压套具有径向延伸设置的承压本体、沿所述承压本体的内径侧沿轴向向靠近所述推环的方向延伸设置的承压套筒，在所述承压套筒靠近所述推环的一端的端面为承压面。
19.在本技术的一些实施例中，所述承压套筒位于所述第二波纹管的内侧。
20.在本技术的一些实施例中，所述第二波纹管与所述推环密封焊接固定。
21.在本技术的一些实施例中，在所述承压套与所述第二波纹管之间还设有第一连接环，所述第一连接环与所述承压套密封固定。
22.在本技术的一些实施例中，所述波纹管组件还具有设置在所述第一波纹管和轴套之间的第二连接环，所述第一波纹管的一端密封连接在所述第二连接环上、另一端密封连接在所述承压套上。
23.在本技术的一些实施例中，还包括设置在所述端盖和轴套之间的安全密封，所述安全密封靠近大气侧，所述主密封靠近介质侧，所述防反压端面密封结构与所述轴套之间围设形成流体密封腔。
24.在本技术的一些实施例中，在所述流体密封腔内通入密封气体。
25.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：通过设置波纹管组件，在受到正向压力或反向压力时均可正常工作，通过可承接内外压力差的承压套，可以在正向压力过大或者反向压力过大时，将部分压力作用到承压套上；使得了第一波纹管和第二波纹管在适当的压力差范围内移动，保证所述波纹管组件的有效性，实现对于动环的推动，保证密封结构的密封性。
26.结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1 为本实用新型所提出的防反压端面密封结构的一个实施例的结构示意图；
29.图2为图1中部分放大示意图。
30.其中，轴套100；传动台110；传动台本体111；延伸套筒112；
31.端盖200；
32.主密封300；动环310；静环320；波纹管组件330；第一波纹管331；第二波纹管332；承压套333；承压本体3330；承台槽口3331；承压套筒3332；第一连接环334；第二连接环335；推环340；
33.安全密封400。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，以靠近旋转轴线的方向为“内”，反之为“外”。术语仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
39.参见图1和图2，是本实用新型所提出的防反压端面密封结构的一个实施例，一种防反压端面密封结构包括：设置在轴套100和端盖200之间的主密封300和安全密封400，主密封300靠近介质侧，安全密封400靠近大气侧；本实施例中主密封300为干气密封，在主密封300的动环310和静环320之间形成气膜实现密封，正常情况下主密封300外侧的介质压力小于主密封300内侧的密封气体压力；在介质压力不稳定时，会出现主密封300外侧的介质
压力大于主密封300内侧的密封气体压力。
40.在其他实施例中，主密封300也可以考虑采用液膜密封，正常情况下主密封300外侧的介质压力小于主密封300内侧的密封液体的压力。
41.主密封300包括动环310、静环320和波纹管组件330，动环310设在轴套100上，静环320设在端盖200上；波纹管组件330用于推动动环310与静环320之间实现密封，波纹管组件330在受到正向压力或反向压力时均可正常工作。在防反压端面密封结构工作的正常情况下，波纹管组件330受到的压力为正向压力，也就是波纹管组件330内侧密封气体的压力大于外侧介质的压力，也就是波纹管组件330受到的压力差为密封气体给予的向介质侧移动的推动力。反向压力为介质压力大于密封气体压力时，波纹管组件330受到的压力差为介质给予的向大气侧移动的推动力。
42.为了保证波纹管组件330在受到正向压力或反向压力时均可正常工作，设置波纹管组件330具有第一波纹管331、第二波纹管332、以及位于第一波纹管331和第二波纹管332之间的承压套333，承压套333可承接主密封300内外压力差。在主密封300的内外压力差小时，压力差直接作用在波纹管组件330上，推动波纹管组件330的移动；波纹管组件330的轴向移动量达到设定值后，如主密封300的内外压力差继续增大，承压套333承接继续增大的压力差，避免较大的压力差作用在波纹管组件330上，导致波纹管组件330的失效。
43.在本实施例中，通过设置波纹管组件330，在受到正向压力或反向压力时均可正常工作，通过可承接内外压力差的承压套333，可以在正向压力过大或者反向压力过大时，将部分压力作用到承压套333上；使得了第一波纹管331和第二波纹管332在适当的压力差范围内移动，保证波纹管组件330的有效性，实现对于动环的推动，保证密封结构的密封性。
44.在本技术的一些实施例中，第一波纹管331和第二波纹管332在轴向串联设置，第一波纹管331在承压套333远离动环310的一侧。第一波纹管331的平衡直径小于第二波纹管332的平衡直径，第一波纹管331的平衡直径为第一波纹管331内径和外径的平均值。
45.在本技术的一些实施例中，在轴套100上设有沿径向向外延伸设置的传动台110，波纹管组件330设在传动台110上；当波纹管组件330内侧密封流体压力大于外侧的介质压力时，承压套333可抵靠在传动台110上承接内外压力差。
46.在本技术的一些实施例中，传动台110具有传动台本体111、沿传动台本体111的外径侧向承压套333方向延伸设置的延伸套筒112，延伸套筒112位于第一波纹管331的外侧，在承压套333的外径侧设有用于与延伸套筒112的端部相匹配的承台槽口3331。延伸套筒112和承压套333间隔设置，当波纹管组件330内侧密封流体压力大于外侧的介质压力时，且推动波纹管组件330向动环310的方向移动，使得延伸套筒112和承压套333相抵靠；此时第一波纹管331在轴向处于失效状态，不能在轴向移动，也不能给动环310提供推力；且再增大的压力差大部分可以被承压套333承接；且第二波纹管332可在轴向移动、处于工作状态，可为动环310提供推动力。
47.在本技术的一些实施例中，还包括设在波纹管组件330和动环310之间的推环340；当波纹管组件330外侧介质压力大于内侧密封流体压力时，也就是反压状态时，承压套333可抵靠在推环340上承接内外压力差。
48.在本技术的一些实施例中，承压套333具有径向延伸设置的承压本体3330、沿承压本体3330的内径侧沿轴向向靠近推环340的方向延伸设置的承压套筒3332，在承压套筒
3332靠近推环340的一端的端面为承压面。当波纹管组件330外侧介质压力大于内侧密封流体压力时，波纹管组件330内外的压力差推动波纹管组件330向动环310方向移动，使得承压套筒3332与推环340之间的间距变小；当承压套筒3332抵靠到推环340上后，内外压力差之间的推动力被通过承压套筒3332直接传递到推环340上。此时第二波纹管332不能在轴向移动，处于失效状态；第一波纹管310处于正常工作状态。
49.在本技术的一些实施例中，承压套筒3332位于第二波纹管332的内侧，第二波纹管332与推环340密封焊接固定。在承压套333与第二波纹管332之间还设有第一连接环334，第一连接环334与承压套333密封固定。
50.在本技术的一些实施例中，波纹管组件330还具有设置在第一波纹管331和轴套100之间的第二连接环335，第一波纹管331的一端密封连接在第二连接环335上、另一端密封连接在承压套333上。
51.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。