[发明专利]高压可控滑阀式机械组合密封系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合式旋转轴密封，更具体的说是一种采用多级密封结构组成的组合式旋转轴密封，属于密封技术领域。

背景技术

组合密封系统广泛应用于流体机械等输运动力设备之中，以满足其不同运行工况的密封和维护检修的需要，目前应用较广的传统组合式密封主要有填料-机械密封、机械密封-充气密封、副叶轮-滑阀密封、机械密封-离心式停车密封等几种。

填料-机械密封组合式密封是由填料密封和旋转组合密封配合使用的组合密封，其中填料密封可作为机械密封的备用旋转密封和停车状态的应急密封，可实现对高压的密封。但其总体轴向长度较大，且在密封设备运转状态下摩擦阻力大，密封主轴或轴套磨损较大，并需配套专门的冷却润滑系统，所需附属设备较多；此外对于易磨损的机械密封摩擦副的在线更换能力较差。

机械密封-充气密封组合式密封是由机械密封和可充气膨胀的气囊组成，其中机械密封作为旋转机械运转过程中的动密封，采用不同的机械密封型式可满足具有不同压力介质的密封。充气密封由外部气压源进行控制，当向气囊内充入一定压力的气体时，气囊充气膨胀并抱紧密封主轴，从而堵塞泄露通道而实现旋转机械在静止状态下的停车密封。这种组合密封结构简单，气囊的操纵控制方便，可满足低压条件下的停车密封和机械密封易损件的维修更换操作，而在高压下气囊的密封性和可靠性较差。

副叶轮-液力解脱滑阀组合密封是由副叶轮动力密封和液力解脱滑阀密封组合而成的一种密封形式，在静止状态下，滑阀在弹簧或弹性密封圈的弹力作用下与安装于主轴上的密封面接触，形成端面密封，从而避免了停车状态密封介质的泄露；而当流体机械开始运转时，流体机械出口处高压流体引入滑阀液压缸内，在液压推力作用下滑阀克服弹簧推力和弹性密封圈的摩擦阻力而产生移动，从而与密封端面脱开，防止了密封端面的摩擦损坏，而副叶轮安装于流体机械设备驱动叶轮的后端，在流体机械运转时副叶轮随着主轴一同旋转，将泄露液体反输回流体机械内从而防止了介质的泄露。此种密封形式结构简单，且充分利用流体机械本身产生的压力源进行自动调节控制，不需外部辅助设备，但其可密封介质压力较低，在流体机械开车瞬间端面密封经历摩擦阶段，此外在停车状态不能保证很好的密封性能。

机械密封-离心式停车密封是由机械密封和离心式停车密封构成的一种组合密封，与上面几种密封形式类似，机械密封同样起到了旋转设备稳定运转状态下的压力介质的密封，具有密封压力高，密封性能好的优点；离心式停车密封受到弹簧推力的密封端面和与一密封端面相连的离心子组成，在停车状态下，密封端面在弹簧推力的作用下互相接触起到了密封作用，在设备运转时离心子在离心力的作用下将推动密封端面克服弹簧推力而与另一端面脱离，从而可避免较大的摩擦磨损。这种密封形式结构也较为简单，不需外界人为的干预，然而离心子的存在往往使得旋转主轴的动力学稳定性降低，因此在高速下不宜采用，并且在停车状态时的密封压力也不高。

综上所述，目前普遍应用的组合密封产品大多具有停车密封压力低、密封可靠性差、密封组件的检修维护可操作性差，均不能满足危险化学品介质的高压可靠密封和密封组件的在线带压拆装更换。

鉴于危险化学品的密封要求，并考虑密封组件的在线带压拆装更换的方便性，需在提高停车密封的密封压力、整体结构的密封性能、组合密封的可操纵性以及安装工艺技术等方面进行创新。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、密封压力高、密封性能好、可靠性佳的高压可控滑阀式机械组合密封系统，使用该密封系统可以大幅度减小和避免危险流体的泄露和重大事故的发生。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高压可控滑阀式机械组合密封系统，包括可控滑阀静密封组件和旋转机械密封组件；

可控滑阀静密封组件包括滑阀压盖、滑阀和套装于轴肩上的锥形轴套，锥形轴套位于滑阀压盖内，部分位于法兰内的滑阀与锥形轴套密封地滑动相连，法兰和滑阀压盖密封地固定相连，法兰上设有2个分别用于控制滑阀左滑和右滑的压力源通道I和压力源通道II；

旋转机械密封组件包括与第二轴套固定相连的动环座以及密封端面紧密贴合的动环和静环，动环与动环座密封地固定相连；位于密封压盖内的弹簧座与密封压盖固定相连，机械密封用弹簧的一端与弹簧座相连、另一端抵着静环；静环与密封压盖密封地滑动相连。

作为本发明的高压可控滑阀式机械组合密封系统的改进：组合密封系统还包括应急密封组件；

应急密封组件包括安全密封阀座，安全密封阀座与第二轴套密封地固定相连，位于密封压盖内的安全密封阀与密封压盖密封地滑动相连。