本發(fā)明涉及密封技術領域，特別涉及一種密封裝置。

背景技術：

密封裝置是指用于防止工作介質從機器(或設備)中向外泄漏或外界雜質侵入其內部的一種裝置。

現(xiàn)有一種密封裝置，該密封裝置包括套裝在轉動軸的軸套上的一級機械密封組件和二級機械密封組件、設于二級機械密封組件的彈簧座上的泵送環(huán)、套裝在轉動軸上且圍繞兩級機械密封組件布置的左端蓋和右端蓋、以及設于左端蓋和右端蓋之間的內壓蓋，其中，彈簧座套裝在轉動軸上，進而帶動泵送環(huán)轉動。右端蓋上分別設有進液口和出液口；泵送環(huán)的泵環(huán)部設有多個通孔、以及與該多個通孔相對應的向左開通的凹槽，泵送環(huán)的泵環(huán)部與右端蓋之間滑動配合且通孔對應出液口布置。泵送環(huán)、右端蓋、內壓蓋、一級機械密封組件和軸套之間形成左側密封腔，泵送環(huán)、右端蓋和二級機械密封組件之間形成右側密封腔。實現(xiàn)時，通過泵送環(huán)轉動，配合泵送環(huán)上設有的與出液口對應布置的通孔和凹槽，使得左側密封腔和右側密封腔內的隔離液均能經過泵送作用充分循環(huán)后經出液口流出，從而帶走一級機械密封組件和二級機械密封組件工作產生的熱量，進而提高密封的可靠性。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題：

現(xiàn)有技術中采用隔離液作為沖洗介質，需要大量的隔離液，容易造成資源浪費，且現(xiàn)有技術中根據實際工況需外設循環(huán)泵，需要增加外部動力源。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明實施例提供了一種密封裝置。所述技術方案如下：

本發(fā)明實施例提供了一種密封裝置，適用于安裝在轉動軸上，所述密封裝置包括套裝在所述轉動軸上的雙端面機械密封組件，所述雙端面機械密封組件包括一級機械密封組件和二級機械密封組件，所述一級機械密封組件和所述二級機械密封組件均包括動環(huán)和靜環(huán)，所述密封裝置還包括固定套裝在所述轉動軸上且位于所述雙端面機械密封組件兩側的第一法蘭和第二法蘭、設置于所述第一法蘭和第二法蘭之間且圍繞所述雙端面機械密封組件布置的密封座、以及設置在所述密封座外壁上的散熱片，其中，所述雙端面機械密封組件、第一法蘭、第二法蘭和密封座之間形成密封腔；

所述一級機械密封組件的靜環(huán)安裝在所述第一法蘭上，所述二級機械密封組件的靜環(huán)安裝在所述第二法蘭上，所述一級機械密封組件和所述二級機械密封組件的動環(huán)均套裝在所述轉動軸上；

所述密封裝置還包括套裝在所述轉動軸上且設于所述一級機械密封組件和所述二級機械密封組件之間的泵送環(huán)，所述泵送環(huán)分別與所述一級機械密封組件和所述二級機械密封組件的動環(huán)傳動連接，所述泵送環(huán)位于所述密封腔內；

所述密封腔內設有液體介質和導熱體，所述導熱體位于所述泵送環(huán)和所述密封座之間。

進一步地，所述一級機械密封組件和所述二級機械密封組件均還包括彈簧座，所述彈簧座內設有彈簧，所述動環(huán)安裝在對應的所述彈簧座內；所述泵送環(huán)的兩端分別通過傳動銷與所述一級機械密封組件和所述二級機械密封組件的所述彈簧座連接。

可選地，所述泵送環(huán)與所述轉動軸通過鍵槽連接。

優(yōu)選地，所述第一法蘭上設有安裝槽，所述一級機械密封組件的所述靜環(huán)安裝在所述安裝槽內，所述第一法蘭上還設有將所述一級機械密封組件的所述靜環(huán)固定在所述安裝槽內的壓板。

進一步地，所述密封腔的側壁上設有液體入口，所述液體入口的一端與所述密封腔相連接，所述液體入口的另一端與穩(wěn)壓器相連接。

優(yōu)選地，所述液體介質壓力大于所述密封裝置所密封的工作介質壓力。

可選地，所述穩(wěn)壓器為彈簧式蓄能器。

具體地，所述密封座與所述第一法蘭和所述第二法蘭之間分別設有密封圈。

可選地，所述導熱體為圍繞所述雙端面機械密封組件布置的導熱套筒。

可選地，所述第二法蘭的側壁上設有排氣通道，所述排氣通道設有堵頭。

本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

本發(fā)明實施例提供了一種密封裝置，該密封裝置包括雙端面機械密封組件、第一法蘭、第二法蘭、密封座、泵送環(huán)、以及散熱片，其中，雙端面機械密封組件、第一法蘭、第二法蘭和密封座之間形成密封腔，密封腔內設有導熱體和液體介質。通過套裝在轉動軸上且位于密封腔內的泵送環(huán)轉動，密封腔內的液體介質循環(huán)流動，可以將雙端面機械密封組件工作產生的熱量經導熱體傳遞至密封腔外后經散熱片散發(fā)，實現(xiàn)雙端面機械密封組件的散熱冷卻，進而提高密封的可靠性。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種密封裝置的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的一種密封裝置的雙端面機械密封組件的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的一種密封裝置的二級機械密封組件的動環(huán)和動環(huán)密封圈的安裝結構示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的一種密封裝置的穩(wěn)壓器的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

本發(fā)明實施例提供了一種密封裝置，適用于安裝在轉動軸上，在本發(fā)明實施例中，該密封裝置可以用于密封電動深井泵，從而防止電動深井泵的集液器內的工作介質向外泄露，其中，電動深井泵的工作介質常為易燃易爆的危險液體介質，例如液化石油氣、液化天然氣等低溫液體介質。由于工作介質的特殊性，因此不能存在工作介質的外泄現(xiàn)象，從而對密封要求極高，通過本發(fā)明實施例提供的密封裝置可以實現(xiàn)密封裝置的散熱冷卻，從而提高密封裝置的可靠性，進而提高設備的安全性。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種密封裝置的結構示意圖，如圖1所示，該密封裝置包括套裝在轉動軸10上的雙端面機械密封組件，雙端面機械密封組件包括一級機械密封組件21和二級機械密封組件22，其中，一級機械密封組件21和二級機械密封組件22均包括靜環(huán)和動環(huán)；該密封裝置還包括固定套裝在轉動軸10上且位于雙端面機械密封組件兩側的第一法蘭23和第二法蘭24、設置于第一法蘭23和第二法蘭24之間且圍繞雙端面機械密封組件布置的密封座25、以及設置在密封座25外壁上的散熱片26，其中，雙端面機械密封組件、第一法蘭23、第二法蘭24和密封座25之間形成密封腔27；一級機械密封組件21的靜環(huán)21a安裝在第一法蘭23上，二級機械密封組件22的靜環(huán)22a安裝在第二法蘭24上，一級機械密封組件21的動環(huán)21b和二級機械密封組件22的動環(huán)22b均套裝在轉動軸10上；該密封裝置還包括套裝在轉動軸10上且設于一級機械密封組件21和二級機械密封組件22之間的泵送環(huán)28，泵送環(huán)28分別與一級機械密封組件21的動環(huán)21b和二級機械密封組件22的動環(huán)22b傳動連接，泵送環(huán)28位于密封腔27內；密封腔27內設有液體介質和導熱體29，導熱體29位于泵送環(huán)28和密封座25之間。實現(xiàn)時，通過轉動軸10轉動帶動泵送環(huán)28轉動，液體介質在密封腔27內循環(huán)運行從而將雙端面機械密封組件工作產生的熱量充分傳遞給導熱體29，經導熱體29傳遞到密封腔27外，然后經散熱片26散發(fā)，進而實現(xiàn)雙端面機械密封組件的散熱冷卻，提高密封裝置的可靠性。

在本發(fā)明實施例中，泵送環(huán)28可以根據雙端面機械密封組件工作產生的熱量以及傳遞該熱量所需的液體介質流速具體設計，使得液體介質在密封腔27內有效的循環(huán)流動。另外，密封座25的外壁上周向均勻布置有多片散熱片26，在本實施例中，密封座25的外壁上設有40片散熱片26，其中，散熱片26的數(shù)量和尺寸可以根據實際機械密封組件工作產生的熱量具體設計。

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種密封裝置的雙端面機械密封組件的結構示意圖。在圖2所示實施例中，該密封裝置采用雙端面機械密封組件，當一級機械密封組件21發(fā)生泄漏時，二級機械密封組件22可以用于密封，進而提高密封的可靠性；另外，一級機械密封組件21與二級機械密封組件22的組成、結構、以及尺寸相同，安裝時可以替換進而便于安裝。在本實施例中，一級機械密封組件21和二級機械密封組件22均可以根據機械密封標準進行設計。由于一級機械密封組件21與二級機械密封組件22的組成、結構、以及尺寸相同，下面以二級機械密封組件22為例詳細介紹。二級機械密封組件22包括靜環(huán)22a、動環(huán)22b、彈簧22c、彈簧座22d、靜環(huán)密封圈21f、以及動環(huán)密封圈21g。靜環(huán)22a安裝在第二法蘭24的安裝槽24a中且該靜環(huán)22a通過銷22e與第二法蘭24固定連接，銷22e可以避免靜環(huán)22a轉動；動環(huán)22b套裝在轉動軸10上且安裝在對應的彈簧座22d內，彈簧22c設置在彈簧座22d內；靜環(huán)密封圈22f安裝在靜環(huán)22a與第二法蘭24之間，用于靜環(huán)22a和第二法蘭24之間的間隙密封，動環(huán)密封圈22g安裝在動環(huán)22b與轉動軸10之間，用于轉動軸10與動環(huán)22b之間的間隙密封。實現(xiàn)時，動環(huán)22b轉動與固定的靜環(huán)22a之間形成相對運動，在液體介質壓力和彈簧22c彈力共同作用下，靜環(huán)22a和動環(huán)22b端面緊密貼合且在接觸端面間形成液膜，配合靜環(huán)密封圈22f和動環(huán)密封圈22g，進而二級機械密封組件22實現(xiàn)密封功能。

在本發(fā)明實施例中，動環(huán)22b與靜環(huán)22a的接觸端面精度設計可以根據機械密封標準進行。靜環(huán)22a、動環(huán)22b、靜環(huán)密封圈22f、以及動環(huán)密封圈22g可以采用耐低溫耐腐蝕的材料制成，例如柔性石墨、聚四氟乙烯等，可以避免電動深井泵的低溫工作介質的腐蝕，確保靜環(huán)22a、動環(huán)22b、靜環(huán)密封圈22f、以及動環(huán)密封圈22g的使用性能，進而確保二級機械密封組件22的密封性能。

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種密封裝置的二級機械密封組件的動環(huán)與動環(huán)密封圈的安裝結構示意圖，在圖3所示實施例中，動環(huán)22b與動環(huán)密封圈22g之間設計有配合錐度22h，安裝時，可以將動環(huán)22b略微壓向彈簧座22d一側(對應圖3所示a位置)，可以使得動環(huán)密封圈22g與轉動軸10之間存在一定的間隙，進而便于安裝；安裝完成后，動環(huán)22b在彈簧22c彈力作用下向靜環(huán)22a方向移動(對應圖3所示b位置)，此時動環(huán)密封圈22g所在位置的動環(huán)22b與轉動軸10之間的距離減小，可以使得動環(huán)密封圈22g與轉動軸10、以及動環(huán)22b之間存在一定的過盈量，該過盈量可以為動環(huán)密封圈22g提供初始壓力使得動環(huán)密封圈22g與轉動軸10、以及動環(huán)22b之間緊密接觸，從而動環(huán)密封圈22g實現(xiàn)密封功能，同時，該過盈量不宜太大，可以用于防止因動環(huán)22b與動環(huán)密封圈22g太緊而增大動環(huán)22b軸向調整移動的阻力從而影響動環(huán)22b與靜環(huán)22a之間的相對運動進而影響二級側機械密封組件22的密封性能。

具體地，一級機械密封組件21和二級機械密封組件22均還包括彈簧座，其中，彈簧座21d中設有彈簧21c，彈簧座22d中設有彈簧22c，動環(huán)21b安裝在彈簧座21d中，動環(huán)22b安裝在彈簧座22d中，泵送環(huán)28的兩端分別通過傳動銷28b與一級機械密封組件21的彈簧座21d和二級機械密封組件22的彈簧座22d連接，從而使得泵送環(huán)28與一級機械密封組件21的動環(huán)21b和二級機械密封組件22的動環(huán)22b之間實現(xiàn)傳動連接，進而動環(huán)21b和動環(huán)22b均可以隨著泵送環(huán)28一起轉動。

具體地，泵送環(huán)28與轉動軸10通過鍵槽連接。轉動軸10的外壁與泵送環(huán)28的內壁對應設有鍵槽(圖中未示出)，該鍵槽內設有鍵28a，從而使得轉動軸10與泵送環(huán)28之間實現(xiàn)傳動連接，進而泵送環(huán)28可以隨著轉動軸10一起轉動。

優(yōu)選地，第一法蘭23上設有安裝槽23a，靜環(huán)21a安裝在安裝槽23a內，第一法蘭23上還設有將靜環(huán)21a固定在安裝槽23a內的壓板30。壓板30可以使得靜環(huán)21a與第一法蘭23固定連接，進而可以在密封腔27內液體介質壓力小于電動深井泵的集液器40內工作介質壓力時，防止一級機械密封組件21的靜環(huán)21a被工作介質擠出造成一級機械密封組件21失效進而影響密封。在本發(fā)明實施例中，壓板30通過螺釘30a與第一法蘭23固定連接，螺釘30a和壓板30之間設有墊圈30b，該墊圈30b可以加強螺釘30a固定壓板30的效果。

進一步地，密封腔27的側壁上設有液體入口24b，液體入口24b的一端與密封腔27相連接，液體入口24b的另一端與穩(wěn)壓器50相連接。通過穩(wěn)壓器50可以向密封腔27內注入液體介質，在圖1所示實施例中，液體入口24b可以設置在第二法蘭24的側壁上。

在本發(fā)明實施例中，穩(wěn)壓器50可以用于確保密封腔27內液體介質的壓力大于電動深井泵的集液器40內工作介質的壓力。在密封腔27內的液體介質壓力大于電動深井泵的集液器40內的工作介質壓力的情況下，當雙端面機械密封組件損壞時，液體介質向外泄露而不會導致工作介質外泄，極大的提高了設備的安全性。

具體地，穩(wěn)壓器50可以為彈簧式蓄能器。

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種密封裝置的穩(wěn)壓器的結構示意圖，如圖4所示，穩(wěn)壓器50包括殼體51、活塞52、活塞桿53、彈簧54、液位觀察鏡55、第一連接管56、以及第二連接管57，其中，活塞52位于殼體51內部且將殼體51內的腔體分為第一腔體58a、以及第二腔體58b，彈簧54位于第二腔體58b中且彈簧54的一端位于殼體51的底蓋上，彈簧54的另一端與活塞52固定連接，活塞桿53的一端安裝在活塞52上，活塞桿53的另一端穿過殼體51的頂蓋位于液位觀察鏡55內。

在本發(fā)明實施例中，第一腔體58a通過第一連接管56經液體入口24b與密封腔27相通，第二腔體58b通過第二連接管57與電動深井泵的集液器40相通；殼體51的側壁上設有注液口51a，通過注液口51a可以向第一腔體58a內注入液體介質，液體介質經第一連接管56、液體入口24b進入密封腔27。具體地，液位觀察鏡55上設有與活塞桿53端部位置相對應的最大刻度值(對應圖4中a位置)和最小刻度值(對應圖4中b位置)，由于穩(wěn)壓器50具有可允許泄漏量，從而會出現(xiàn)液體介質不足的現(xiàn)象，可以定期通過液位觀察鏡55檢查活塞桿53的位置判斷液體介質是否充足，當活塞桿53的一端接近a位置表明液體介質不足，可以通過注液口51a向第一腔體58a內注入液體介質直至活塞桿53端部達到b位置。

在本發(fā)明實施例中，穩(wěn)壓器50的工作原理具體為：

第一腔體58a內介質壓力可以通過彈簧54的彈力補償較第二腔體58b內的介質壓力高，進而使得活塞52兩端受力平衡，其中，第二腔體58b內介質壓力即集液器40內工作介質壓力，第一腔體58a內液體介質壓力即密封腔27內液體介質壓力，因此，通過穩(wěn)壓器50可以使得密封腔27內液體介質壓力大于集液器40內工作介質壓力。

進一步地，穩(wěn)壓器50還可以包括壓力表一(圖中未示出)和壓力表二(圖中未示出)，其中，壓力表一用于檢測第一腔體58a的壓力，壓力表二用于檢測的第二腔體58b壓力。通過壓力表一和壓力表二可以得到密封腔27內液體介質和集液器40內工作介質的壓力差。壓力表一還可以用于判斷液體介質是否充足。在本發(fā)明實施例中，集液器40內的工作介質壓力小于2MPa，密封腔27內液體介質壓力大于工作介質壓力的范圍可以為0.04-0.15MPa。另外，壓力表一和壓力表二還可以用于監(jiān)測密封裝置的密封泄漏情況，具體地，當監(jiān)測到壓力表一與壓力表二壓力差值異常降低說明該密封裝置發(fā)生了泄露現(xiàn)象。

具體地，密封座25與第一法蘭23和第二法蘭24之間分別設有密封圈25a，可以用于密封座25與第一法蘭23、以及第二法蘭24之間的間隙密封，進而可以避免密封腔27內的液體介質向外泄露。密封圈25a可以為O型密封圈，對應第一法蘭23和第二法蘭24上用于安裝O型密封圈的凹槽尺寸可以根據O型密封圈溝槽標準具體設計。

可選地，第二法蘭24的側壁上設有排氣通道24c且該排氣通道24c設有堵頭。排氣通道24c可以在向密封腔27注入液體介質時將密封腔27內的氣體排出，便于液體介質充滿密封腔27。另外，第一法蘭23的側壁上可以設有排液通道23b且該排液通道23b設有堵頭。排液通道23b可用于后續(xù)檢修時將密封腔27內的液體介質排盡，便于檢修。

可選地，導熱體29可以是圍繞雙端面機械密封組件布置的導熱套筒。將導熱體29設計成套筒結構可以使得雙端面機械密封組件工作產生的熱量傳導更為充分，進而提高散熱冷卻效果。

可選地，導熱體29可以通過螺釘29a分別與第一法蘭23、第二法蘭24和密封座25固定連接，從而將導熱體29固定在密封腔27內，避免轉動軸10轉動時因導熱體29位置變化而影響其他組件，同時在導熱體29和第一法蘭23、第二法蘭24、以及密封座25之間設置螺釘29a可以使得導熱體29和第一法蘭23、第二法蘭24、以及密封座25之間存在間隙，可以為液體介質在密封腔27內的循環(huán)流動提供通道。

可選地，導熱體29可以采用鋁材料制成。由于鋁具有較高的導熱率，從而可以將更多的熱量傳遞到密封腔27外，加強雙端面機械密封組件的散熱冷卻效果；另外，鋁質輕，可以減小密封裝置的整體質量。當然，導熱體29還可以采用其他材料制成，例如鋁合金等，本發(fā)明實施例對此不做限制。

優(yōu)選地，液體介質可以為耐低溫液體介質，例如航空液壓油、甲醇、以及乙醇等。采用耐低溫液體介質可以防止一級機械密封組件21中靜環(huán)21a與動環(huán)21b之間由液體介質形成的液膜凝固從而導致動環(huán)21b與靜環(huán)21a之間的接觸界面嚴重磨損進而導致一級機械密封組件21失去密封功能。

可選地，第一法蘭23、第二法蘭24、以及密封座25可以采用不銹鋼材料制成。不銹鋼材料具有較好的耐腐蝕性能，可避免低溫工作介質的腐蝕。

以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。