[发明专利]一种可自动调控间隙的干气密封系统及其调控方法

说明书

本发明公开了一种可自动调控间隙的干气密封系统及其调控方法，系统包括静环、动环、弹簧、传感器、数据采集器、计算机和分段式隔板；所述传感器设置在静环密封端面，传感器连接至数据采集器输入端，数据采集器输出端与计算机输入端连接，计算机输出端连接控制分段式隔板，分段式隔板与静环非密封端面之间固定设置有若干弹簧；动环的密封端面沿周向均匀布置有若干动压槽；静环密封端面与动环密封端面配合形成干气密封。传感器将采集数据传递到计算机处理，得到密封端面气膜间隙值，并给出信号驱动分段式隔板移动，压缩各弹簧，静环弯曲偏转，补偿端面变形，使得密封端面趋于平行，以减小变形对密封的影响，维持密封稳定运行，降低密封失效的风险。

技术领域

本发明属于干气密封系统领域，特别涉及一种用于旋转机械的密封的干气密封系统。

背景技术

基于气体润滑轴承理论而发展起来的干气密封，通过在动环表面加工出各种类型的动压槽，在密封端面形成流体动压效应，使得动静环之间处于非接触状态，实现密封效果。干气密封具有功耗小、泄漏量低、磨损少、寿命长等诸多优点，已广泛应用在各行各业的机械设备的密封中。

随着工业的高速发展，现代机械和装备大多工作在高参数如高温、高压、高速等工况下，机械密封的工作也趋于高温、高速和高压，这对机械密封提出了更高的要求。

然而在实际应用中，不可避免的出现密封失效，其中端面变形是最主要的原因之一。密封端面受到离心载荷、热载荷和气动载荷的共同作用，将形成不等深的间隙如收敛间隙、发散间隙等。不等深间隙破坏了干气密封的稳定运行，造成端面磨损，增加了密封失效的风险。因此，有必要研究可自动调控间隙的干气密封系统，使干气密封端面保持平行间隙，稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可自动调控间隙的干气密封系统及其调控方法，用于旋转机械的密封，以减小端面变形对密封的影响，维持密封稳定运行，降低密封失效的风险。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

一种可自动调控间隙的干气密封系统，包括静环、动环、弹簧、传感器、数据采集器、计算机和分段式隔板；所述传感器设置在静环密封端面，传感器连接至数据采集器输入端，数据采集器输出端与计算机输入端连接，计算机输出端连接控制分段式隔板，分段式隔板与静环非密封端面之间固定设置有若干弹簧；动环的密封端面沿周向均匀布置有若干动压槽；静环密封端面与动环密封端面配合形成干气密封。

进一步的，所述传感器沿不同径向位置周向均匀布置在静环密封端面。

进一步的，所述弹簧沿不同径向位置周向均匀布置在静环非密封端面与分段式隔板之间。

进一步的，每个弹簧的刚度和阻尼系数相同。

进一步的，每个弹簧的刚度和阻尼系数不同。

进一步的，分段式隔板包括若干块，每块分段式隔板与静环非密封端面之间固定设置一根弹簧。

进一步的，静环径向位置固定，轴向能够移动。

一种可自动调控间隙的干气密封系统的调控方法，包括以下步骤：干气密封运行，各传感器测量其对应位置处静环密封端面与动环密封端面之间的间隙，并将通过数据采集器将数据递到计算机进行处理；计算机控制分段式隔板各段分别沿静环轴向移动不同距离，压缩各弹簧，使得各弹簧提供不同的闭合力，使静环相对于动环弯曲偏转，补偿密封端面变形；在自动调控间隙的过程中，计算机(7)根据密封间隙测量结果实时控制分段式隔板移动，直至密封端面趋于平行，直至平行度处于设定范围内。

进一步的，静环密封端面在不同径向位置处分别沿周向均匀布置传感器，传感器用于测量密封气膜间隙，同一径向圆周传感器测量结果，取平均值可得到该径向位置处气膜间隙；

相对于现有技术，本发明具有以下优点：