用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及深冷低溫泵機械密封領域，尤其是一種用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置。本實用新型所要解決的技術問題是提供一種波紋管不會斷裂的用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置，包括靜環座、波紋管組件、旋轉環，所述波紋管組件由固定座、波紋管、波紋管環座、密封環順序焊接、鑲嵌組合而成，所述固定座焊接在靜環座內，所述波紋管環座的外表面上設置有凸臺A和凸臺B，所述靜環座內孔上有大于波紋管環座外徑的凹槽D；端面設置有貫通凹槽A和凹槽B；端面上另有貫通凹槽C。采用本實用新型帶來的效果是讓波紋管組件承受的扭矩傳遞到剛性的靜環座上，使得波紋管不會斷裂，在保護現場人員生命安全是有重要意義的。
【專利說明】用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及深冷低溫泵機械密封領域，尤其是一種用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置。
【背景技術】
[0002]深冷低溫泵是輸送液化石油天然氣、液態烴以及液態氧、液態氮的特殊深冷泵。隨著能源產業和石化工業的迅速發展，低溫液體在各種化學過程和工藝過程中獲得廣泛應用。深冷低溫泵作為流程裝置的關鍵設備，我們過去全部依靠進口。近年來，國內開始有企業涉足深冷低溫泵的開發，其中關鍵部件:焊接金屬波紋管機械密封絕大多數是法國、美國提供的。但是現有技術存在以下的缺點:由于深冷低溫泵輸送的介質是氣體通過物理手段相變的液體(在_190°C左右呈液態)，在_196°C的極低溫環境下，液態流體的潤滑性非常差，制作機械密封的金屬和非金屬材料硬度增大、摩擦系數增大。當深冷低溫泵工作時，密封面附近的液態流體因機械密封工作時產生的摩擦和攪拌而溫度增高，呈汽化趨勢，壓力增高，使金屬波紋管承受扭矩增大；當金屬波紋管高轉速時承受的扭矩超過該金屬在該溫度下的承受強度，波紋管可能發生斷裂，這種現象時有發生。出現上述現象會造成輸送介質直接進入環境并瞬時體積急劇膨脹為氣體引起爆炸，并伴有燃燒、劇毒等對安全和環境構成巨大的威脅。所以，機械密封的工作可靠性至關重要。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種波紋管不會斷裂的用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置，包括靜環座、波紋管組件、旋轉環，所述波紋管組件由固定座、波紋管、波紋管環座、密封環順序焊接、鑲嵌組合而成，所述固定座焊接在靜環座內，所述旋轉環緊貼密封環的端面，接觸面形成密封端面，所述波紋管環座的外表面上設置有凸臺A和凸臺B，所述靜環座上設置有凸臺A和凸臺B相對應的貫通凹槽A和凹槽B，端面上另設置有貫通凹槽C為組焊后波紋管組件上凸臺A的防轉槽，所述波紋管環座在靜環座內旋轉讓凸臺A與貫通凹槽C對準，靜環座內孔上設置有大于波紋管環座凸臺外徑的凹槽D，組焊時，波紋管環座上凸臺B位置在凹槽D內形成的波紋管軸向位移的封閉空間中。機械密封的閉合力靠安裝時在此空間尺寸內壓縮波紋管獲得。
[0004]進一步的是，所述靜環座、固定座、旋轉環、波紋管、波紋管環座的材質均為不銹鋼。
[0005]進一步的是，所述密封環為碳石墨密封環。
[0006]進一步的是，所述靜環座尾端面加工成50°C斜面，所述斜面上設置有橡膠密封圈。
[0007]進一步的是，所述靜環座的內孔內壓置入錫青銅套。
[0008]進一步的是，所述凸臺A為R型凸臺，凸臺B為長型圓弧凸臺，所述貫通凹槽A、貫通凹槽C均為R型凹槽，凹槽B、凹槽D均為長型圓弧凹槽。
[0009]進一步的是，所述凸臺A和凸臺B均有兩個且對稱分布，所述貫通凹槽A、貫通凹槽C、凹槽D和凹槽B均有兩個且對稱分布。
[0010]本實用新型的有益效果是:采用本實用新型的用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置，讓波紋管組件承受的扭矩傳遞到靜環座，使得波紋管不會斷裂，靜環座的內臺階兩側與凸臺B端面形成波紋管軸向位移空間，安裝時波紋管壓縮，提供了機械密封的閉合力，工作中凸臺B受靜環座臺階軸向限位來應對輸送液化流體受熱所致的抽空和阻塞；錫青銅套起熱傳導和波紋管組件工作時輔助支承作用；橡膠密封圈可在楔形空間中形成靜環的密封；上述特點確保了機械密封在深冷環境的可靠工作，在保護環境、保護現場人員生命安全和節省資源上是有重要意義的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構示意圖，
[0012]圖2是圖1中A-A剖面的結構示意圖。
[0013]圖中所示:1-靜環座，11-貫通凹槽A，111-貫通凹槽C，12-凹槽B，2_固定座，3-錫青銅套，4-橡膠密封圈，5-旋轉環，6-波紋管，7-波紋管環座，71-凸臺A，72-凸臺B，
8-密封環。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1、2所示，本實用新型的用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置，包括靜環座1、波紋管組件、旋轉環5，所述波紋管組件由固定座2、波紋管6、波紋管環座7、密封環8順序焊接、鑲嵌組合而成，所述固定座2焊接在靜環座I內，所述波紋管環座7的外表面上設置有凸臺A71和凸臺B72，所述靜環座I設置有與凸臺A71和凸臺B72相對應的貫通凹槽All和貫通凹槽B12，端面上還設置有與凸臺A71對準的貫通凹槽Cl 11，組合時所述波紋管壓縮，讓波紋管環座7在靜環座I內旋轉凸臺A71與貫通凹槽Clll對準，凸臺B72在靜環座I的波紋管6軸向位移空間中，所述旋轉環5緊貼密封環8的端面，接觸面形成密封端面。施焊靜環座I與波紋管組件尾端成機械密封靜止補償環。靜環座I孔上設置有大于波紋管環座7凸臺72外徑的凹槽D，組焊時，波紋管環座7上凸臺B72位置在凹槽D內形成的波紋管軸向位移的封閉空間中，這樣波紋管環座7上凸臺B在靜環座I內孔上凹槽D內形成波紋管6軸向位移的封閉空間，安裝時波紋管6再適度壓縮，提供了機械密封工作的閉合力。
[0015]該裝置安裝在低溫泵上時，靜環座I外表面上有螺紋(其旋向由泵軸轉動方向決定)，擰緊在泵靠大氣側端蓋，旋轉環5在工作中時端面有厚0.2毫米的錫青銅墊片壓緊在泵軸臺階上，與軸同步轉動。
[0016]該裝置在工作時，原由波紋管6承受的扭矩由凸臺A71傳遞于靜環座I上的貫通凹槽C111，讓靜環座I承擔工作時的扭矩，波紋管只承受液態流體的靜壓力，波紋管6在工作時不會斷裂。設計中的凸臺B72軸向位移受限，可防止摩擦面產生摩擦熱和旋轉環5轉動所致攪拌熱導致的液化流體相態變化帶來的抽空與阻塞。
[0017]該裝置中大多數結構為金屬材料，作為優選的實施方式，所述靜環座1、固定座2、旋轉環5、波紋管6、波紋管環座7的材質均為不銹鋼。不銹鋼有耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、較高強度等特點，這樣使得該裝置在_196°C極低溫度下工作正常，且使用壽命較長且安全。
[0018]密封環8可以采用人工合成高分子塑料、碳石墨密封環等等，作為優選的實施方式，所述密封環8為碳石墨密封環。碳石墨密封環具有較高材料強度、耐磨損、摩擦系數低等特點，在適宜的閉合力條件下該裝置在使用過程中碳石墨密封面產生較低的摩擦熱，低溫流體的壓力變化較小，波紋管6工作時發生斷裂的可能性降低，使用壽命長且安全。
[0019]一種優選的實施方式，如圖1所示，所述靜環座I尾端面加工成50°C斜面，所述斜面上設置有橡膠密封圈4。該裝置在工作時，螺紋間隙泄漏的少量液化流體，因溫度升高呈汽化，其體積膨脹產生壓力推動橡膠密封圈4在楔形空間形成靜環的密封。
[0020]一種優選的實施方式，所述靜環座I的內孔內設置錫青銅套3。錫青銅套3壓置入靜環座I內且與波紋管組件，裝置在工作時，錫青銅套3起熱傳導和波紋管組件的輔助支承作用。
[0021]凸臺A71與凸臺B72可有一個或多個，且有各種分布方式，如圖2所示，作為優選的實施方式，所述凸臺A71和凸臺B72均有兩個且對稱分布，所述貫通凹槽All、貫通凹槽C111、凹槽D和凹槽B12均有兩個且均對稱分布。這樣的設計使機械密封組合時變得簡單。
【權利要求】
1.用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置，包括靜環座(I)、波紋管組件、旋轉環(5)，所述波紋管組件由固定座(2)、波紋管(6)、波紋管環座(7)、密封環(8)順序焊接、鑲嵌組合而成，所述固定座(2 )焊接在靜環座(I)內，所述旋轉環(5 )緊貼密封環(8 )的端面，接觸面形成密封端面，其特征在于:所述波紋管環座(7)的外表面上設置有凸臺A (71)和凸臺B (72)，所述靜環座(I)上設置有凸臺A (71)和凸臺B (72)相對應的貫通凹槽A (11)和凹槽B (12)，端面上另設置有貫通凹槽C (111)為組焊后波紋管組件上凸臺A (71)的防轉槽，所述波紋管環座(7)在靜環座(I)內旋轉讓凸臺A (71)與貫通凹槽C (111)對準，靜環座(I)內孔上設置有大于波紋管環座(7)凸臺(72)外徑的凹槽D，組焊時，波紋管環座(7)上凸臺B (72)位置在凹槽D內形成的波紋管軸向位移的封閉空間中。
2.如權利要求1所述的用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置，其特征在于:所述靜環座(I)、固定座(2)、旋轉環(5)、波紋管(6)、波紋管環座(7)的材質均為不銹鋼。
3.如權利要求1或2所述的用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置，其特征在于:所述密封環(8)為碳石墨密封環。
4.如權利要求3所述的用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置，其特征在于:所述靜環座(I)尾端面加工成50°C斜面，所述斜面上設置有橡膠密封圈(4)。
5.如權利要求4所述的用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置，其特征在于:所述靜環座(O的內孔內壓置入錫青銅套(3)。
6.如權利要求5所述的用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置，其特征在于:所述凸臺A (71)為R型凸臺，凸臺B (72)為長型圓弧凸臺，所述貫通凹槽A (11)、貫通凹槽C (111)均為R型凹槽，貫通凹槽B (12)、凹槽D為長型圓弧凹槽。
7.如權利要求4?6中任意一項權利要求所述的用于極低溫泵的撥叉式波紋管機械密封裝置，其特征在于:所述凸臺A (71)和凸臺B (72)均有兩個且對稱分布，所述貫通凹槽A (11)、凹槽D、貫通凹槽C (111)和凹槽B (12)均有兩個且對稱分布。
【文檔編號】F16J15/52GK204187014SQ201420641328
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】袁幼谷 申請人:袁幼谷