[发明专利]一种基于铰链结构的间隙可控机械密封装置

说明书

一种基于铰链结构的间隙可控机械密封装置，包括机械密封装置和端面间隙调控装置；机械密封装置包括外壳组件、静环组件、动环组件和转轴；外壳组件间隙套设于转轴上；静环组件包括静环座、静环，静环座间隙套设在转轴上；静环面向动环组件设有静环密封面，在静环密封面与静环的后端部之间形成一铰链结构；动环组件包括从高压侧往低压侧依次同轴套在转轴上的弹簧座、推环和动环，动环面向静环设有动环密封面，动环密封面与静环密封面之间形成密封间隙；端面间隙调控装置包括监测机构和控制机构，监测机构包括超声波换能器和流量计；控制机构包括压电驱动器、信号调理器以及微处理器。本发明的有益效果是：能控制密封间隙大小，密封端面稳定润滑。

技术领域

本发明属于流体输送设备轴端动密封技术领域，具体涉及一种基于铰链结构的间隙可控机械密封装置，能够实现密封端面间隙的可控性，以保证密封端面液膜稳定润滑和低泄漏性能。

背景技术

装备智能化发展是未来的发展趋势，而机械密封的智能化是装备智能化中不可或缺的关键环节之一，也是有效解决高端装备机械密封现有问题、发展机械密封新功能的迫切需要和战略性发展方向。

随着工业的快速发展，机械密封装置往往工作于非最佳膜厚下，且时常经历瞬态工况，比如启停导致的压力、温度波动和速度变化等。这些工况条件通常会造成密封端面接触磨损，造成泄漏。在这种问题的困扰下，可控机械密封技术应运而生，它通过先进的控制、监测技术弥补上述不足，提高了安全可靠性，对于工程实际来说具有重要的现实意义。

对于可控型机械密封的研究，上世纪七十年代美国专利US3628799公布了一种可有效控制泄漏的机械密封装置。将密封间隙中的流体引入静环后的腔室，与被密封介质压力在静环内外形成压力差，从而改变密封间隙的形状，控制泄漏率。但是其腔室的压力变化范围较小，只能被动变化，自适应能力较差。

目前为止，可控机械密封虽已发展了数十年，但却迟迟没有大规模的使用。现今国内外研究的可控密封集中于对单一结构参数的监测与控制，系统只能在特定工况下运行，自适应能力较差，还需要人工操作；此外控制系统过于复杂，安全可靠性差，导致整个装置难以持续稳定运行。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提供一种基于铰链结构的间隙可控机械密封装置，结构简单，能够实现密封间隙大小可控，且可保证密封端面稳定润滑和低泄漏实现。

本发明由以下技术方案实现：

一种基于铰链结构的间隙可控机械密封装置，其特征在于：包括机械密封装置和端面间隙调控装置；

所述机械密封装置包括外壳组件、静环组件、与静环组件相配合并用于密封的动环组件以及用于带动动环组件周向转动的转轴；所述外壳组件间隙套设于所述转轴上，并在外壳组件和转轴之间形成安装腔；所述静环组件和所述动环组件设置于所述外壳组件与所述转轴之间的安装腔中；所述静环组件设置于安装腔的低压侧，包括静环座、密封装在静环座内的静环，所述静环座间隙套设在所述转轴上；所述静环通过静环座密封固装于所述外壳组件的低压侧，所述静环面向动环组件设有静环密封面，所述静环的前端部沿静环径向设有一连通静环外环面的静环凹槽，在所述静环密封面与静环的后端部之间形成一铰链结构；所述动环组件设置于安装腔的高压侧，包括从高压侧往低压侧依次同轴套在转轴上的弹簧座、推环和动环，所述弹簧座与所述转轴紧固连接；所述推环密封套接于所述转轴上，并通过传动销钉与所述弹簧座相连接；在弹簧座和推环之间的所述传动销钉上套设弹簧，弹簧的两端分别与弹簧座和推环抵接；所述动环密封固装在所述推环中，所述动环面向静环设有可与静环密封面对应的动环密封面，动环密封面与静环密封面之间形成密封间隙；