具有熱穩(wěn)定接合環(huán)的機(jī)械密封件制造技術(shù)

一種用于在殼體部件（２０）與旋轉(zhuǎn)軸（６６）之間密封的密封組件（１０）。該密封組件包括限定密封交界面的一對(duì)相對(duì)旋轉(zhuǎn)環(huán)（３４，４４）。一個(gè)環(huán)（４４）相對(duì)于殼體部件固定。柔性壓縮密封件（４８）軸向壓縮在殼體部件與軸向移動(dòng)的偏置壓縮環(huán)（４６）之間，以緊壓其與所述固定環(huán)上的柱形表面相徑向壓縮密封接觸。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種^/L械端面密封組件。更具體地說，本專利技術(shù)涉及一種具有熱 穩(wěn)定接合環(huán)的高溫機(jī)械端面密封組件。
技術(shù)介紹
泵，尤其是那些精煉廠和化工廠中的泵，通常操作難以密封的、包括丙烷、 丁烷，以及其他不穩(wěn)定的、易燃燒的或有毒的液體。這些液體可導(dǎo)致短的密封 壽命和不希望的產(chǎn)品泄漏。機(jī)械端面密封組件是已知的，并為產(chǎn)品泄漏的成功解決方案。在具有殼體 和延伸的旋轉(zhuǎn)軸的泵中，機(jī)械端面密封組件;故廣泛運(yùn)用于密封液體。密封組件 通常包括一對(duì)環(huán)形密封環(huán)，該對(duì)環(huán)形密封環(huán)限定一對(duì)相對(duì)可旋轉(zhuǎn)的環(huán)形密封表 面，該對(duì)環(huán)形密封表面被緊壓在一起以限定密封交界面。這些密封環(huán)通過裝配 部件被支撐在軸和殼體上。 一個(gè)密封環(huán)，即主環(huán)，能在軸向移動(dòng)，并通過壓縮 彈簧或金屬波紋管被緊壓為與其它密封環(huán)，即接合環(huán)，的面對(duì)面接觸，該接合 環(huán)被固定以防止相對(duì)于殼體的軸向運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。密封組件可包括單一密封件，串列密封件或雙密封件，其中緩沖流體壓力 以高于被密封的過程流體的壓力被供應(yīng)，從而防止過程流體穿過密封環(huán)端面泄 漏。這種機(jī)械密封件可從伊利諾斯州莫頓格羅夫的約翰克蘭公司(John Crane Inc., Morton Grove, Illinois )獲取，并在公開號(hào)為5， 901, 965和5， 954, 341的 美國(guó)專利中公開，其公開內(nèi)容通過引用被合并于此。本專利技術(shù)為在對(duì)公開號(hào)為5， 901, 965和5， 954， 341的美國(guó)專利中類型的機(jī)械密封件的改進(jìn)。圖1示出傳統(tǒng)(現(xiàn)有技術(shù))的用于在殼體1020和旋轉(zhuǎn)軸1016之間密封的 固定高溫機(jī)械密封組件1010。盡管其它的密封結(jié)構(gòu)，例如雙密封、串列密封或 三密封結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有技術(shù)中也已知，但圖1的機(jī)械密封組件IOIO具有單一密封 結(jié)構(gòu)。機(jī)械密封組件1010包括連接至殼體1020的壓蓋板1022。機(jī)械密封組件 1010進(jìn)一步包括與旋轉(zhuǎn)軸1016旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)的主環(huán)1034，和被固定以防止錄: 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的接合環(huán)1044。主環(huán)1034和接合環(huán)1044限定了有互相嚙合關(guān)系的徑向延伸的密封端面 1040和1058。主環(huán)1034過盈配合在罩1036中。波紋管1038把罩1036和主環(huán) 1034推向接合環(huán)1044。接合環(huán)1044包括徑向向外延伸的盤部1046。接合環(huán)1044的盤部1046定 位于限定在壓蓋板1022上的環(huán)形槽1072內(nèi)。由不銹鋼和柔性石墨形成的螺旋纏繞的副密封件1048也定位于限定在壓 蓋板1022上的環(huán)形槽1072中。在安裝位置，螺旋纏繞的副密封件1048位于接 合環(huán)1044的盤部1046與殼體1020之間。一系列軸向延伸的緊固件1028將壓蓋板1022緊固至殼體1020。副密封件 1048和接合環(huán)1044的盤部1046在壓蓋板1022和殼體1020之間被軸向地定位。 收緊緊固件1028將副密封件1048和接合環(huán)1044的盤部1046軸向夾緊，以將 接合環(huán)1044軸向和徑向地緊固。盡管，這種配置能有效地將接合環(huán)1044緊固 至壓蓋板1022和殼體1020,但接合環(huán)1044的盤部1046上的夾緊力的施加可 使接合環(huán)1044的密封端面1058變形。圖2示出另一傳統(tǒng)(現(xiàn)有技術(shù))的用于殼體1120和旋轉(zhuǎn)軸1116之間密封 的固定高機(jī)械密封組件1110。機(jī)械密封組件1110包括連接至殼體1120的壓蓋 板1122。機(jī)械密封組件1110進(jìn)一步包括與旋轉(zhuǎn)軸1116旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)的主環(huán)1134, 和被固定以防止旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的4妄合環(huán)1144。主環(huán)1134和接合環(huán)1144限定了有互相嚙合關(guān)系的徑向延伸的密封端面 1140和1158。接合環(huán)1144包括徑向向外延伸的盤部1146。接合環(huán)1144的盤部1146定 位于限定在壓蓋板1122上的環(huán)形槽1172內(nèi)。兩個(gè)螺旋纏繞的副密封件1148和1149也定位于限定在壓蓋板1122上的環(huán) 形槽1172中。在安裝位置， 一螺旋纏繞的副密封件1148位于接合環(huán)1144的盤 部1146與殼體1120之間。另 一螺旋纏繞的副密封件1149位于接合環(huán)1144的 盤部1146與壓蓋板1122之間。軸向延伸的緊固件1128將壓蓋板1122緊固至殼體1120。兩個(gè)副密封件 1148和1149和接合環(huán)1144的盤部1146在壓蓋板1122與殼體1120之間被軸向 地定位，收緊緊固件1128將副密封件1148和接合環(huán)1144的盤部1146軸向夾 緊，以將接合環(huán)1144軸向和徑向地固定。類似于圖1中的片幾械密封組件1010, 接合環(huán)1144的盤部1146上的夾緊力的施加可使接合環(huán)1144的密封端面1158 變形。圖3示出傳統(tǒng)(現(xiàn)有技術(shù))的用于在殼體1220和旋轉(zhuǎn)軸1216之間密封、 并具有串列密封結(jié)構(gòu)的兩個(gè)密封件的固定高機(jī)械密封組件1210。機(jī)械密封組件1210包括暗藏于殼體1220中的內(nèi)側(cè)密封件1212,以及外側(cè)密封件1214，所 述內(nèi)向密封件和外側(cè)密封件共同作用以相對(duì)于殼體1220密封軸1216。機(jī)械密 封組件1210進(jìn)一步包括內(nèi)側(cè)壓蓋板1222、外側(cè)壓蓋板1224和壓蓋襯套1226。內(nèi)側(cè)密封件1212包括與旋轉(zhuǎn)軸1216旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)的主環(huán)1234，和被固定 以防止旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的接合環(huán)1244。主環(huán)1234和接合環(huán)1244限定了有互相嚙合關(guān) 系的徑向延伸的密封端面1240和1258。接合環(huán)1244包括徑向向外延伸的盤部 1246。接合環(huán)1244的盤部1246定位于限定在內(nèi)側(cè)壓蓋板1222上的環(huán)形槽1272 和限定在壓蓋村套1226中的環(huán)形槽1227中。兩個(gè)螺旋纏繞的副密封件1248和1249也定位于限定在內(nèi)側(cè)壓蓋板1222 和壓蓋襯套1226上的環(huán)形槽1272和1227中。在安裝位置， 一螺旋纏繞的副密 封件1248位于接合環(huán)的盤部1246與內(nèi)側(cè)壓蓋^反1222之間。另一螺;J走纏繞的副 密封件1249位于接合環(huán)1244的盤部1246與壓蓋襯套1226之間。一系列軸向延伸的緊固件1228將兩個(gè)壓蓋板1222和1224緊固在一起。兩個(gè)副密封件1248和1249和接合環(huán)1244的盤部1246軸向定位在內(nèi)側(cè)壓蓋板 1222與壓蓋襯套1226之間。收緊緊固件1228將副密封件1248和1249以及接 合環(huán)1244的盤部1246軸向夾緊，以將接合環(huán)1244軸向和徑向地緊固。類似于 圖1和圖2中的機(jī)械密封組件1010和1110，接合環(huán)1244的盤部1246上的夾 緊力的施加可使接合環(huán)1244的密封端面1258變形。從壓蓋板至接合環(huán)端面的變形傳遞問題是眾所周知。美國(guó)石油研究院 (API)在其第二版的標(biāo)準(zhǔn)682 (參見第36頁、第6丄4.1段和圖21)中禁止使 用夾緊的接合環(huán)。本專利技術(shù)消除了這種問題。機(jī)械密封組件中另一問題與系統(tǒng)的壓力反向相關(guān)。如果副密封件在徑向上 尺寸不合適，系統(tǒng)壓力反向?qū)?huì)導(dǎo)致副密封件泄漏。因此重要的是將副密封件 配置為保持密封關(guān)系。此外，API要求在加壓雙重密封應(yīng)用中配置3密封件應(yīng) 設(shè)計(jì)為在反向壓力操作過程中保持閉合(第49頁，第7.3丄2革爻)。附圖說明圖l是傳統(tǒng)(現(xiàn)有技術(shù))的機(jī)械密封組件的橫截面圖。圖2是另一傳統(tǒng)(現(xiàn)有技術(shù))的機(jī)械密封組件的橫截面圖。圖3是具有串列密封結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)(現(xiàn)有技術(shù))的機(jī)械密封組件的橫截面圖。圖4是體現(xiàn)本專利技術(shù)原理的機(jī)械密封組件的橫截面圖。圖5是圖4的機(jī)械密封組件本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種在殼體與旋轉(zhuǎn)軸之間提供流體緊密封的密封組件，所述密封組件包括：　殼體部件，其限定圍繞所述軸的環(huán)形密封腔，所述殼體部件限定徑向定向的環(huán)形壓縮表面，以及與所述徑向定向的環(huán)形壓縮表面隔開的徑向定向的環(huán)形偏置接觸表面；　能軸向移動(dòng)的 主環(huán)，其能與所述軸一起旋轉(zhuǎn)，并限定徑向定向的環(huán)形密封端面；　接合環(huán)，其被固定以防止相對(duì)于所述殼體部件旋轉(zhuǎn)，并限定徑向定向的環(huán)形密封端面，所述接合環(huán)的所述密封端面限定相對(duì)可旋轉(zhuǎn)的密封交界面，　所述接合環(huán)包括軸向延伸的環(huán)形部分，該環(huán) 形部分限定徑向設(shè)置在所述殼體部件的所述徑向定向表面以內(nèi)的外柱形表面；　環(huán)形壓縮環(huán)，其設(shè)置在所述殼體部件的所述徑向定向表面之間，并且所述環(huán)形壓縮環(huán)包括徑向定向的壓縮表面和徑向定向的偏置接觸表面；　環(huán)形柔性壓縮件，其設(shè)置在所述殼體部 件的所述徑向定向的環(huán)形壓縮表面與所述壓縮環(huán)構(gòu)件的所述徑向定向的環(huán)形壓縮表面之間；以及　偏置構(gòu)件，其設(shè)置在所述殼體部件的所述徑向定向的環(huán)形偏置接觸表面與所述壓縮環(huán)的所述徑向定向的環(huán)形偏置接觸表面之間；　所述偏置構(gòu)件朝向所述殼體部件 的所述徑向定向的環(huán)形壓縮表面緊壓所述壓縮環(huán)，以軸向地壓縮所述柔性壓縮件，并緊壓所述柔性壓縮件徑向地接觸所述接合環(huán)的所述軸向延伸的環(huán)形部分的所述外柱形密封表面。...

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：大衛(wèi)P卡蘇奇，丹尼爾菲舍爾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：約翰克蘭公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：US[美國(guó)]