干式气体密封装置的总体布局制造方法及图纸

一种干式气体密封装置的总体布局，包括公知的原有干式气体密封，该原有干式气体密封的总体布局包括单端面密封、双端面密封、两级串联端面密封以及在这些端面密封外侧即轴承侧的后置隔离气密封，该后置隔离气密封包括碳环密封和迷宫密封，其特征是：在公知的干式气体密封总体布局的基础上，在靠近被密封工艺介质的一侧，即在原有的压缩机迷宫（Ⅳ）与原有的第一级端面密封（Ⅰ）之间增加前置密封，该前置密封可以由单一型式的密封组成，也可以由两种或两种以上型式的密封组成，每种密封可以是一级或一级以上，其密封型式包括端面密封、碳环密封、迷宫密封、直筒密封。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于流体机械中旋转轴密封装置的总体布局，特别是涉及一种用于各种型式压缩机、膨胀机、分离机、泵、反应釜搅拌器等流体机械的旋转轴端部的干式气体密封装置的总体布局。
技术介绍
目前公知的用于各种型式压缩机、膨胀机、分离机、泵、反应釜搅拌器等流体机械的旋转轴端部的干式气体密封装置的总体布局，有多种型式。首先，请参阅图1和图2，图1和图2所示的是公知技术中最为典型的两种两级串联干式气体密封装置的总体布局。其中，在图1所示的总体布局中，它的工作原理是，经过过滤等净化处理的缓冲气(一般为压缩机出口的工艺气)由第一级端面密封I的进气腔B进入第一级端面密封，其压力PB应高于工艺气侧的压缩机迷宫IV平衡腔A的压力PA，该缓冲气绝大部分通过迷宫IV的右半部分IV-1进入压缩机的平衡腔A，很少一部分则通过第一级端面密封I进入到放火炬腔C；第一级端面密封I的进气腔B的压力PB必须大于放火炬腔C的压力PC，即PB＞PC。由第一级端面密封I与第二级端面密封II之间的中性缓冲气进气腔D引进其压力PD大于放火炬腔C的压力PC的中性缓冲气体(一般为N2)，该气体通过第二级端面密封II的动环II-1外圆处的迷宫L的节流后进入放火炬腔C，与第一级端面密封I泄漏出来的缓冲气(一般为工艺气)混合后进入放火炬腔C。由D腔引进的中性缓冲气通过第二级端面密封II少量地泄漏到放空腔E放空。由此可见，由第二级端面密封II泄漏到放空腔E的气体是基本上不含工艺气体的中性缓冲气(例如N2)。由后置的一组隔离气密封III的进气腔F引进的洁净隔离气体(一般为N2或净化空气)进入到后置的一组隔离气密封III的中间后，一部分通过左边的一个碳环密封III-1进入到放空腔E放空，另一部分则通过右边的碳环密封III-2进入到轴承侧的腔室放空，以防止轴承油进入第二级端面密封II。此种密封装置的总体布局有以下两个主要优点，第一，供给第一级端面密封I的缓冲气(一般为净化的工艺气)只能泄漏到放火炬腔C而不能泄漏到放空腔E，不污染环境；而供给第二级端面密封II的中性缓冲气(一般为N2)只能漏到放火炬腔C和放空腔E而不能漏到压缩机机内，不影响工艺气体的组分。第二，从安全性来说，如果第一级端面密封I失效了，第二级端面密封II还可以维持运行，工艺气不致于漏到厂房中去，安全性好。但是这种总体布局仍然存在不足之处有些离心压缩机入口的气体压力很低，近似等于大气压力，即PA≈0MpaG，当其轴端的干式气体密封采用图1或者图2所示的总体布局时，为了保证第一级端面密封I的进气腔B的压力始终高于其背后的放火炬腔C的压力(该放火炬腔的压力有时甚至高达0.1MpaG左右)，就必须通过调节阀将第一级端面密封I的进气腔B的压力提高。这样通过压缩机迷宫IV-1返回压缩机的气体流量就会很大，造成了第一级端面密封I的进气量的增加和能源的浪费；特别是当放火炬腔E的压力波动较大而调节系统动作滞后时，第一级端面密封就可能出现反压差，即PB＜PC，其中PB为第一级端面密封I的进气腔B的压力，PC为放火炬腔C的压力。第一级端面密封I出现反压差的情况会导致该级密封的失效。为了保证第一级端面密封I的压差为正压差即PB＞PC，同时又要保证PB＞PA，其中PA为工艺气侧的压缩机迷宫IV平衡腔A的压力，进气腔B的压力PB必须通过调节阀来加以控制，使其同时满足上述两个不等式，而该调节阀的控制信号必须同时来源于反映ΔPB-A(＝PB-PA)的差压变送器和反映ΔPB-C(＝PB-PC)的差压变送器。这样控制的主要缺点有两个第一，控制系统复杂，容易出现差错，如果一旦控制失灵，第一级端面密封I出现反压差，即ΔPB-C＝PB-PC＜0的情况，则第一级端面密封I就会失效；第二，当火炬腔C的压力PC较高时，为了保证ΔPB-C＞0，进气腔B的压力必须调高，ΔPB-A＝PB-PA则加大，通过压缩机迷宫IV-1漏回机内的缓冲气量加大，即压缩机的无效回流增大，效率降低。图2表示的是公知技术中另一种两级串联式干式气体密封装置的总体布局。它与图1表示的总体布局有以下两点区别第一，在第一级端面密封I与第二级端面密封II之间没有中性缓冲气(一般为N2)进气腔D，从第一级端面密封I泄漏出来的缓冲气(一般为经过净化的工艺气)除了从放火炬腔C排出之外，继续从第二级端面密封II向外泄漏，泄漏出来的缓冲气再通过放空腔E放空；第二，位于第二级端面密封II外侧即轴承侧的后置隔离气密封由图1中的碳环密封III改为迷宫密封III＇。在该总体布局中，后置隔离气密封也可以是图1中所示的碳环密封，这里只不过是为了表示在公知技术中有两种常见的后置密封形式罢了。与图1所示总体布局相比，图2所示总体布局的优点是，减少了一个中性缓冲气进气腔D，结构简单一些，对于技术改造项目比较容易实现；但其缺点是，从第二级端面密封II泄漏出来的缓冲气(一般为工艺气)通过放空腔E放空，对环保很不利。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种在公知技术(无论是单端面式、双端面式或两级串联式)的基础上，在公知的总体布局的内侧即其工艺气侧增加前置密封的干式气体密封装置的总体布局。增加的前置密封可以是单一的或组合的端面密封、迷宫密封、直筒密封、碳环密封等，其中每种密封的级数可以是一级也可以是多级。本专利技术的干式气体密封装置的总体布局特别适用于压缩机入口压力接近于大气压力的低压工况和(或)被密封的工艺气体比较脏的工况，可防止端面密封因反压差或因被工艺气污染而失效，从而提高密封装置的可靠性；并可降低缓冲气的无效回流，从而提高效率。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是本专利技术包括公知的原有干式气体密封，该原有干式气体密封的总体布局包括单端面密封、双端面密封、两级串联端面密封以及在这些端面密封外侧即轴承侧的后置隔离气密封，该后置隔离气密封包括碳环密封和迷宫密封，其特征是在公知的干式气体密封总体布局的基础上，在靠近被密封工艺介质的一侧，即在原有的压缩机迷宫IV与原有的第一级端面密封I之间增加前置密封，该前置密封可以由单一型式的密封组成，也可以由两种或两种以上型式的密封组成，每种密封可以是一级或一级以上，其密封型式包括端面密封、碳环密封、迷宫密封、直筒密封。本专利技术还可以采用如下技术措施来实现所述在原有的压缩机迷宫IV与原有的第一级端面密封I之间增加前置密封，该前置密封是一级单端面密封V，它的具体结构是，在旋转轴的轴套上装有旋转环，在轴套与旋转环之间装有静密封圈，与旋转环端面相贴合的静止环通过副密封圈和推环以及弹簧装在静止环座上，在静止环座上装有静密封圈和防止静止环转动的防转销，在靠近防转销端头的静止环座上还装有卡环，静止环借助于弹簧、推环和副密封圈使其密封端面与旋转环的密封端面相贴合而形成一级新的单端面密封V。所述在原有的压缩机迷宫IV与原有的第一级端面密封I之间增加前置密封，该前置密封是一级单端面密封V，它与原有的第一级端面密封I共用一个旋转环I-1。所述在原有的压缩机迷宫IV与原有的第一级端面密封I之间增加前置密封，该前置密封是一级组合式密封，它是由一级端面密封和一级碳环密封所组成，即在原有的压缩机迷宫IV与原有的第一级端面密封I之间增加一级单端面密封V和一级碳环密封VI，单端面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉明，
申请(专利权)人：天津新技术产业园区鼎名密封有限公司，
类型：发明
国别省市：