本实用新型涉及深冷低温泵用机械密封装置,具体涉及-196℃低温离心泵机械密封装置。
背景技术:
深冷低温离心泵是空分、石化、冶金、清洁能源等行业输送液态气体的极低温设备。
法国法孚(fives)公司是成立于1959年的专业低温设备制造公司。改革开放以来,国内的不少中、外资空分企业,进口了该公司的离心泵,用于液化空气传输、地面装卸和运输槽车上。
法孚(fives)离心泵机械密封结构如图1所示,从图可知,这是典型的静止型补偿结构的机械密封。设计原则是工作时,降低静环组件对入泵液化气体形成的搅拌热。
静环组件由件①300型不锈钢静环座+镍合金焊接波纹管+[300型不锈钢环座+碳石墨(静环)镶嵌]。
从图2所示:件①座外径凸台,螺旋压紧套(300型不锈钢),静环组件与青铜泵头之间用铜垫密封,靠轴向力压紧。静环镶嵌在300型不锈钢的静环座上。
机封动环为铜+纯碳石墨,镶嵌组合而成,装于泵轴,动环非密封面侧端面用压套靠泵轴端机械力压紧限位于泵轴台阶并传递工作扭矩。动环、泵轴台阶用调整铜垫密封,调整铜垫(静密封)长度,让动环、静环密封面贴合并让波纹管压缩提供静态时的闭合力。
工作时,动环与轴同步高速旋转,密封面间摩擦热和旋转件产生的搅拌热,被水平入泵的液态气体带出,泵内液体维持平衡的工温饱和蒸汽压,并在整个工作期间保持这种热平衡;
法孚离心泵cryomecnll中机械密封的设计缺陷:
1、存在不安全性
从图1结构可知,其静环组件中的焊接金属波纹管用薄片焊接而成,是机封中金属材料强度最薄弱的部分,承担了机械密封工作时的全部扭矩。这类泵转速在4000~7000转/分,考虑低温状态下金属脆化趋势,这类泵用接触型机械密封属于高pv值机械密封。液态气体粘度极小,不存在润滑性,工作时高速流动的液体与波纹管发生摩擦,磨损并降低着波片厚度,使波纹管承受载荷的能力减弱,一旦破裂,逸出的液化气体,尤其是液氧、lng或液化碳氢化合物,会造成危险的安全事故和环境污染。
2、安装时,由于压紧套,静环组件分离,装配误差大,静环组件与泵轴的同轴精度无法保证。
3、密封环材料选材陈旧
由于液态气体没有润滑性,密封环(动环、静环材料)必须选择低温环境下具有优良自润性的材料。图示结构的密封碳石墨对纯碳石墨,是api682标准中机械密封面配对材料没有的,api682标准的机械密封工作温度下
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