[发明专利]一种压力适应型机械密封装置

说明书

一种压力适应型机械密封装置，动环固定于动环座上并随轴旋转，静环安装于静环座上，静环与静环座之间设有封闭腔体；A引压管下端与密封腔相通，左端与压差开关M相通，右端与压差开关N相通，B引压管下端与封闭腔体相通，左端与M压差开关相通，右端与N压差开关相通；E进/排气管下端与封闭腔体相通，上端与电磁阀相通，F进气管一端与电磁阀相通，另一端与高压气体相通，G排气管一端与电磁阀相通，另一端与大气侧相通；M压差开关通过控制左线圈是否通电从而控制电磁阀的换向，N压差开关通过控制右线圈是否通电从而控制电磁阀的换向。本发明可以实时、自动、连续调节闭合力，代替多级密封，节省潜航器中密封所占空间。

技术领域

本发明涉及液体润滑普通机械密封装置设计领域，具体涉及一种压力适应型机械密封装置，特别适用于密封介质压力变化比较剧烈且变化幅值大的旋转设备的轴端用机械密封装置。

背景技术

在江河、湖泊及海洋等水域环境中，潜航器的压力并不是恒定不变的，每下潜100m，压力就增加1MPa，所以水域环境中水压随潜航器潜深不断变化也是该环境中的一大特点。对于现有的液体密封装置而言，其弹性元件提供的弹力和机械密封的平衡比是固定的，在潜航器的下潜和上浮过程中，随着装备外压的不断变化，机械密封在运行过程中将面临端面比压急剧变化、液膜易破裂和稳定性变差等问题，从而影响机械密封使用的性能和寿命。

目前国内外涉及变压机械密封的专利很少，专利CN201510271206.2(一种闭合力在线可调的气体润滑机械密封装置)存在的缺陷是需要人为调节闭合力，同时由于弹簧弹力的调节范围有限，并不能适合深海的高压环境；专利CN207333716U(一种适用于变压环境的液体机械密封装置)虽然适合用于深海高压环境，但是其结构较为复杂，同时当潜航器上浮时，有部分仍需要人为调控，因此降低了装置的可靠性和变潜深带来的变压响应与适应能力；中国全国船舶标准化技术委员会于1988年专门制定了相关专业标准《船用泵轴的变压力机械密封》，但是该份标准中所涉及的变压力机械密封主要由主密封(单端面、内装、平衡型)和应急密封(填料混合组装压盖型)两部分组成，这里涉及的主密封实际上仍然是普通机械密封，对变压的适应能力是非常有限的，必将面临上述问题而无法避免变压带来的麻烦。此外，在主密封无法避免上述问题产生失效的情况下，应急密封是混合组装压盖型填料密封，在长时间运行状态下无法避免与转轴之间的磨损、径向间隙增大、泄漏上升等问题，因此安全可靠性低。特别是对下潜深度较大的潜航器如潜艇、深潜器，作为普通机械密封的主密封，则必将面临更严重的端面液膜破裂、端面液膜汽化、端面快速磨损等问题，而在运行状态调整填料密封必将带来更大泄漏的潜在威胁，是一种无法适应深潜需求的变压力机械密封，迫切需要改进。

发明内容

针对现有的机械密封结构对海工装备或潜航器在海洋或江河等水域环境下变深潜航适应性较差的问题，本发明提供一种适用于水域环境下变深自适应液体机械密封装置，随着下潜深度的增加，其闭合力实时自动发生相应的变化，从而增加机械密封适应环境的能力，提高机械密封的性能和使用寿命。

因此，针对海洋等水域环境中压力随深度不断变化这一挑战，发明一种通过实时改变机械密封的闭合力，以提高机械密封在水域压力波动环境下的端面液膜稳定性，解决困扰有关海工装备艉轴密封无法适应海洋环境的问题，具有重要的实际意义。

本发明的技术方案是：