一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置

技术领域

本发明属于泵密封技术领域，具体涉及一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置。

背景技术

在海油石油的开发中，石油的输送设备是必不可少的，一般可以根据海域石油的深度和特性来选用合适的输送设备。以YD型多级离心油泵为例，其中YD210-150×10是适合较深海域原油输送的离心油泵，其扬程最高可达1725米。

接触式机械密封是通过弹性元件提供弹力和介质压力使得补偿环与非补偿环的密封端面紧密贴合，达到轴向的密封效果。泵用机械密封是指安装运行在泵类设备中起动态密封作用的装置，避免泵蜗壳中的流体介质通过泵轴流出泵外的一种部件，由于泵多为输送流体介质，具有水平安装、高转速、高压力、带固体颗粒、腐蚀性强等特点，所以泵用机械密封主体材质往往需要抵御固体颗粒的冲刷撞击、高转速带来的密封面高温磨蚀、高压力带来的密封参数不稳定、基体结构件被腐蚀等不利因素的影响，对机械密封密封材质要求较高。

设计满足深海工况的机械密封装置，能增加原油输送泵的使用寿命，提高其可靠性和独立性，延长维修周期，并减少海洋平台的人力物力资源的投入，避免因机械密封泄漏而造成的海域污染和经济损失，实现最大化的经济效益。所以开发一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，能增加原油输送泵的使用寿命，提高其可靠性和独立性，延长维修周期，并减少海洋平台的人力物力资源的投入，避免因机械密封泄漏而造成的海域污染和经济损失，实现最大化的经济效益。

本发明提供如下技术方案：一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，包括泵轴；所述泵轴的外部套设有轴套；其特征在于：所述轴套上套设有介质侧密封体和与介质侧密封体相配合的大气侧密封体，介质侧密封体的内侧壁与轴套的外侧壁之间形成介质侧密封空间，大气侧密封体的内侧壁与轴套的外侧壁之间形成大气侧密封空间，所述介质侧密封空间和大气侧密封空间组合形成密封腔体；

所述轴套上在位于介质侧密封空间内设有介质侧密封组件，在位于大气侧密封空间内设有大气侧密封组件。

所述的一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，其特征在于所述介质侧密封组件包括从左到右依次套设在轴套上的大气侧静环、第一大气侧动环和大气侧弹簧座，所述大气侧弹簧座的内侧壁与轴套的外侧壁之间形成第一安装空间，轴套上在位于第一安装空间内套设有大气侧推环，所述大气侧静环的一端与大气侧密封体相连接，另一端与大气侧动环的一端相抵，大气侧动环的另一端插入第一安装空间内，大气侧推环的一端插入大气侧动环插入端内侧壁与轴套外侧壁之间，大气侧推环的另一端与大气侧弹簧座的内部底端面之间设有大气侧密封弹簧。

所述的一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，其特征在于所述大气侧密封组件包括从右到左依次套设在轴套上的介质侧静环、介质侧动环和介质侧弹簧座，介质侧弹簧座的内侧壁与轴套的外侧壁之间形成第二安装空间，轴套上在位于第二安装空间内套设有介质侧推环，所述介质侧静环的一端与介质侧密封体相连接，另一端与介质侧动环的一端相抵，介质侧动环的另一端插入第二安装空间内，所述介质侧推环的一端插入介质侧动环插入端内侧壁与轴套外侧壁之间，另一端与介质侧密封体的内部底端面之间设有介质侧密封弹簧。

所述的一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，其特征在于所述轴套与泵轴之间、大气侧弹簧座与轴套之间、介质侧弹簧座与轴套之间均为间隙配合。

所述的一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，其特征在于所述大气侧密封体的外端安装有偏心垫片，便于大气侧密封体与轴套之间安装定位。

所述的一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，其特征在于所述介质侧密封体与大气侧密封体之间通过螺钉固定形成一个整体结构，所述整体结构通过螺钉固定安装在泵体上。

所述的一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，其特征在于所述大气侧静环与大气侧密封体之间、大气侧动环与轴套之间、介质侧静环与介质侧密封体之间、介质侧密封体与泵体之间、介质侧密封体与大气侧密封体之间、轴套与泵轴之间均设有密封圈。

所述的一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，其特征在于所述大气侧静环与大气侧密封体之间、介质侧静环与介质侧密封体之间均通过定位销定位连接。

所述的一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，其特征在于所述介质侧弹簧座、大气侧弹簧座均螺钉紧固安装在轴套上。

所述的一种海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，其特征在于所述轴套上在位于大气侧密封体的外侧套设有轴套传动环，所述轴套传动环与轴套之间间隙配合。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明采用内装的背靠背双端面集装式机械密封，靠介质侧补偿元件采用单个大弹簧且弹簧旋转，以避免固体颗粒的沉积和克服高粘度原油引起的额外应力，其结构为非平衡、外流型密封结构，靠大气侧补偿元件采用多弹簧结构，使得装置轴向力均匀，其结构为平衡、内流型密封结构，并且通过隔离流体隔离密封介质，可避免密封介质和其伴生气体的泄漏。能增加原油输送泵的使用寿命，提高其可靠性和独立性，延长维修周期，并减少海洋平台的人力物力资源的投入，避免因机械密封泄漏而造成的海域污染和经济损失，实现最大化的经济效益。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为图2中A-A截面的剖视结构示意图；

图4为图3中A处的放大结构示意图；

图5为本发明图3中B处的放大结构示意图。

图中：1、轴套；2、大气侧动环；3、大气侧密封弹簧；4、介质侧弹簧座；5、介质侧密封弹簧；6、介质侧动环；7、介质侧静环；8、介质侧推环；9、介质侧密封体；10、大气侧弹簧座；11、大气侧推环；12、大气侧密封体；13、大气侧静环；14、偏心垫片；15、轴套传动环。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

请参阅图1-5，海洋化工用背靠背双端面集装式机械密封装置，包括泵轴，泵轴的外部套设有轴套1，轴套1通过两个紧固螺钉M4×10 固定在泵轴上，轴套1的外部套设有介质侧密封体9和大气侧密封体12，介质侧密封体9与大气侧密封体12之间通过角对称分布的三个M20×170螺栓固定，介质侧密封体9、大气侧密封体12通过角对称分布的三个M20×290螺栓固定在泵体上。

介质侧密封体9的内侧壁与轴套1外侧壁之间形成介质侧密封空间，大气侧密封体12的内侧壁与轴套1外侧壁之间形成大气侧密封空间，所述介质侧密封空间和大气侧密封空间组合形成密封腔体；轴套1上在位于介质侧密封空间内套设有介质侧密封组件，位于大气侧密封空间内套设有大气侧密封组件。

介质侧密封组件包括从左到右依次套设在轴套1上的大气侧静环13、第一大气侧动环2和大气侧弹簧座10，大气侧弹簧座10通过两个对称设置的M8×16 紧固螺钉固定在轴套上。

所述大气侧弹簧座10的内侧壁与轴套1的外侧壁之间形成第一安装空间，轴套1上在位于第一安装空间内套设有大气侧推环11，所述大气侧静环13的一端通过两个M4×8的定位圆销与大气侧密封体12定位连接，另一端与大气侧动环2的一端相抵，大气侧动环2的另一端插入第一安装空间内，大气侧推环11的一端插入大气侧动环2插入端的内侧壁与轴套1外侧壁之间，另一端与大气侧弹簧座10的内部底端面之间设有大气侧密封弹簧3，弹簧圈数数量为18个，间隔20度均匀分布。

大气侧密封组件包括从右到左依次套设在轴套1上的介质侧静环7、介质侧动环6和介质侧弹簧座4，介质侧弹簧座4通过两个对称的M8×18紧固螺钉固定在轴套1上。

介质侧弹簧座4的内侧壁与轴套1的外侧壁之间形成第二安装空间，轴套1的外部位于第二安装空间内套设有介质侧推环8，所述介质侧静环7的一端与介质侧密封体9相连接，另一端与介质侧动环6的一端相抵，介质侧动环6的另一端插入第二安装空间内，所述介质侧推环8的一端插入介质侧动环6插入端内侧壁与轴套1外侧壁之间，另一端与介质侧密封体9的内部底端面之间设有介质侧密封弹簧5，介质侧密封弹簧5的工作高度为87.16mm，大气侧密封弹簧3的工作高度为28.03mm。

装置中的轴套1与泵轴之间、大气侧弹簧座10与轴套1之间、介质侧弹簧座4与轴套1之间均为间隙配合。

大气侧密封体（12）的外端安装有偏心垫片（14）

大气侧静环13与大气侧密封体12之间轴对称设有两个规格为122×5.3的O形圈，大气侧动环2与轴套1之间轴对称设有两个规格为109×5.3的O形圈，介质侧静环7与介质侧密封体9之间轴对称设有两个规格为125×5.3的O形圈，介质侧密封体9与泵体之间轴对称设有两个规格为190×5.3的O形圈、介质侧密封体9与大气侧密封体12之间、轴套1与泵轴之间均设有密封圈。

该装置在进行静压试验时，其试验压力为产品最高作用压力的1.25倍，持续时间为15min，其指标为折算泄漏量不大于20ml/h。

本装置采用内装的背靠背双端面集装式机械密封，靠介质侧补偿元件采用单个大弹簧且弹簧旋转，以避免固体颗粒的沉积和克服高粘度原油引起的额外应力，其结构为非平衡、外流型密封结构，靠大气侧补偿元件采用多弹簧结构，使得装置轴向力均匀，其结构为平衡、内流型密封结构，并且通过隔离流体隔离密封介质，可避免密封介质和其伴生气体的泄漏。能增加原油输送泵的使用寿命，提高其可靠性和独立性，延长维修周期，并减少海洋平台的人力物力资源的投入，避免因机械密封泄漏而造成的海域污染和经济损失，实现最大化的经济效益。

本发明装置在机械密封安装前，必须将内部的零件动环、静环、弹簧等清洗干净后再安装，防止带入杂质。机械密封安装时，先将两侧密封的动环、静环、弹簧等主要零件装到轴套1上，再将两密封端盖装上，然后将整个密封装置与泵体组装，最后用长螺栓固定密封装置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。