[发明专利]一种动静耦合密封控制方法及其装置

权利要求书

1.一种动静耦合密封控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在泵上安装动静耦合密封装置，所述动静耦合密封装置包括安装在轴套(7)的套管部且靠近叶轮(1)后盖板的静态动密封环(8)与靠近静态动密封环(8)并固定于压盖(6)内腔中的静态静密封环(9)所组成的静态密封装置，以及固定于轴套(7)末端上的动态动密封环(11)与靠近动态动密封环(11)环并固定于压盖(6)内腔中的动态静密封环(10)所组成的动态密封装置；所述静态密封装置和动态密封装置根据泵的工况分离与闭合，在泵正常运转工况下进行动密封，在泵停机工况下进行静密封；所述动静耦合密封装置，将泵运转时由于轴向不平衡而产生的轴向力作为预紧力F，预紧力F施加在静态密封装置和动态密封装置上；

所述动静耦合密封装置的分离与闭合是由对泵叶轮轴向力T的控制下作用的，通过泵的平衡孔(15)、动口环(14)和静口环(13)配合调整预紧力F，当泵达到正常运转工况时，满足下列关系式：

当泵处于停机工况时，满足下列关系式：

F＝T＝0式二

所述泵的叶轮出口直径R₂，叶轮动口环径向半径R_m，泄漏量q，叶轮有效轮毂半径R_h，比转速n_s与泵设计工况点性能参数之间适合以下关系：

式一、式二和式三中，

F—预紧力，N，其数值的±表示方向，+指向叶轮吸入口，-则相反方向；

T—叶轮轴向力，N，其数值的±表示方向，+指向叶轮吸入口，-则相反方向；

R_m—叶轮动口环径向半径，m；

R_h—叶轮有效轮毂半径，m；

R₂—叶轮出口直径，m；

ρ—介质密度，g/m³；

g—重力加速度，m/s²；

H—扬程，m；

Q—实际流量，m³/s；

b—动口环与静口环间隙径向长度，m；

L—动口环与静口环间隙轴向长度，m；

d—平衡孔直径，m；

R_B—平衡孔的中心距半径，m；

z—平衡孔个数，个；

q—泄漏量，m³/s；

π—圆周率常数；

n—转速，r/min；

n_s—比转速；

η—泵总效率。

2.根据权利要求1所述的动静耦合密封控制方法，其特征在于，所述动静耦合密封装置的分离与闭合具体包括以下步骤：

当泵在正常停机状态下，所述静态动密封环(8)与静态静密封环(9)所组成的静态密封装置处于闭合密封状态，而动态动密封环(11)与动态静密封环(10)所组成的动态密封装置完全分离；

当泵由停机工况向正常运转工况过渡时，对应的静态动密封环(8)与静态静密封环(9)所组成的静态密封装置逐渐分离，而对应动态动密封环(11)与动态静密封环(10)所组成的动态密封装置逐渐闭合；

当泵达到正常运转工况时，对应的静态动密封环(8)与静态静密封环(9)所组成的静态密封装置完全分离，而对应的动态动密封环(11)与动态静密封环(10)所组成的动态密封装置完全闭合进行密封工况；

当泵由正常运转工况转向停机时，对应的静态动密封环(8)与静态静密封环(9)所组成的静态密封装置开始闭合进行密封工况，而对应的动态动密封环(11)与动态静密封环(10)所组成的动态密封装置开始分离。