[实用新型]一种带轴向泄压阀的自适应静压干气密封结构

说明书

一种带轴向泄压阀的自适应静压干气密封结构，动环安装于密封端盖内，静环密封端面有密封腔和泄漏腔，静环的背面沿周向分布节流气环向锥形槽和泄漏气环向锥形槽；节流气泄压阀组件包括第一锥形泄压阀、第一弹簧和第一弹簧座，泄漏气泄压阀组件包括第二锥形泄压阀、第二弹簧和第二弹簧座，第一锥形泄压阀安装于节流气环向锥形槽内，第二锥形泄压阀安装于泄漏气环向锥形槽内；密封端盖上设有节流气压力调控腔和泄漏气压力调控腔，节流气压力调控腔与第一气源管路相连通，泄漏气压力调控腔与第二气源管路相连通；第一弹簧座安装于节流气压力调控腔内，第二弹簧座安装于泄漏气压力调控腔内；静环上设有连通密封腔和静环背压腔的通孔。

技术领域

本实用新型涉及一种旋转式流体机械密封的干气密封结构，特别涉及一种带轴向泄压阀的静压干气密封结构，可用于各种压缩机、泵和反应釜等旋转机械的旋转轴密封。

背景技术

在静压气体推力轴承技术的基础上，静压干气密封作为一种能提供额外静压承载力和气膜刚度的非接触式机械密封得到迅速发展。相较于常规动压型干气密封，静压干气密封能提供更大的气膜厚度和在低速条件下具有更稳定的气膜，故在低速反应釜和超高速航空发动机旋转轴密封中具有很大的应用潜力。在自加压式静压干气密封的基础上，中国专利CN101776152提出一种外加压式动静压干气密封结构，通过外部气源压力的调节以调控静压干气密封的运行状态，从而提高静压干气密封对工况环境的适应性。然而，现有静压干气密封作为旋转设备转轴密封的使用过程中，仍然存在着一些问题，这影响了静压干气密封对不同工况条件的适应能力。首先是外供节流气有时可能会出现压力波动，当节流气压力过高出现峰值时，容易使密封端面间隙突然增大，而随着节流气压力的迅速减小，密封端面间隙也随之减小，如此反复则容易造成气膜振荡而引起密封端面磨损；其次是当静压干气密封用于反应釜等具有封闭泄漏腔的旋转设备时，节流气向泄漏腔内泄漏的气体不断积聚而引起泄漏腔压力升高，当泄漏腔压力高于一定值时，甚至会出现泄漏腔的气体向密封腔泄漏的情况，这会使静压干气密封的运行工况逐渐偏离设计工况，影响干气密封的正常运行，同时也会使反应釜内的压力工况发生变化，影响釜内介质的正常反应。

发明内容

为改善现有静压干气密封所存在的对节流气压力波动适应能力不强以及可能引起泄漏腔压力过高的问题，本实用新型提供了一种带轴向泄压阀的自适应静压干气密封结构。

本实用新型的技术方案是：

一种带轴向泄压阀的自适应静压干气密封结构，包括干气密封的动环、静环、节流气泄压阀组件、泄漏气泄压阀组件、密封端盖和密封腔体；所述动环安装于密封端盖内，所述静环密封端面的一侧为密封腔即上游侧，所述静环密封端面的另一侧为泄漏腔即下游侧，所述静环的背面设有沿周向分布的节流气环向锥形槽和泄漏气环向锥形槽，节流气环向锥形槽26和泄漏气环向锥形槽27成对地沿径向分布，节流气环向锥形槽位于上游侧，泄漏气环向锥形槽位于下游侧；所述节流气泄压阀组件包括第一锥形泄压阀、第一弹簧和第一弹簧座，所述泄漏气泄压阀组件包括第二锥形泄压阀、第二弹簧和第二弹簧座，所述第一锥形泄压阀安装于节流气环向锥形槽内，所述第二锥形泄压阀安装于泄漏气环向锥形槽内；所述密封端盖上设有节流气压力调控腔和泄漏气压力调控腔，所述节流气压力调控腔通过第一进气孔与第一气源管路相连通，所述泄漏气压力调控腔通过第二进气孔与第二气源管路相连通；所述第一弹簧座安装于节流气压力调控腔内，所述第二弹簧座安装于泄漏气压力调控腔内，所述第一弹簧位于第一锥形泄压阀和第一弹簧座之间，所述第二弹簧位于第二锥形泄压阀和第二弹簧座之间；第一弹簧和第二弹簧以及第一锥形泄压阀的大端、第二锥形泄压阀的大端均设置在静环背压腔内，第一锥形泄压阀的小端位于节流气环向锥形槽内，第二锥形泄压阀的小端位于泄漏气环向锥形槽内，所述静环上设有连通密封腔和静环背压腔的通孔；所述静环密封端面上设有均压槽和集气槽，所述节流孔设于均压槽内，所述通气孔设于集气槽内。

进一步，所述节流气环向锥形槽通过节流孔和均压槽相连通，所述泄漏气环向锥形槽通过通气孔与集气槽相连通。

进一步，所述第一弹簧和第二弹簧为周向均布的多个小弹簧。