[发明专利]一种新型液压干气密封稳定性结构

说明书

本发明公开了一种新型干气密封结构，包括外壳、转子、能够随转子做旋转运动的动环组件、与动环组件相匹配的静环组件、与静环组件相匹配的推静组件，动环组件包括动环，静环组件包括静环，推静组件包括位于外壳内的液压系统，液压系统包括受液压驱动的输出轴，输出轴的运动方向沿外壳轴线方向，输出轴的端面与静环端面之间安装箔片。本发明提供一种新型干气密封结构，以解决现有技术中干气密封技术在高压、超高速复杂工况以及大轴径机械应用方面存在的端面间距不可调、通用性低、受力不均等问题，实现使气膜厚度可控可调、提高密封性能、扩大干气密封结构通用性，同时使补偿力以面载荷方式施加以避免受力不均的目的。

技术领域

本发明涉及干气密封领域，具体涉及一种新型液压干气密封稳定性结构。

背景技术

干气密封是一种非接触式机械密封技术，是因动环端面螺旋槽在旋转过程中使得端面膜压增加，使得所形成的开启力大于作用在密封环上的闭合力，在摩擦副之间形成一层很薄的气膜，所形成的气膜完全阻止了相对低压的密封介质向外泄漏，从而实现密封介质的“零泄漏”。

随着现代工业发展水平提高，传统干气密封技术在高压、超高速复杂工况以及大轴径机械方面的应用却受到了限制，其主要有如下几个方面原因：第一，高压工况下，传统补偿环的弹簧会发生塑性变形，导致弹力不够，造成动、静环密封端面膜厚刚度不够，密封介质泄漏等现象；第二，在超高速干气密封装置中，由于旋转速度过高，开启力保持非线性增长，严重影响密封端面的开启力变化，动、静环端面气膜刚度无法满足所需要求，导致密封泄漏量过大；第三，当密封端面使用一段时间后，由于密封端面磨损，泄漏量会增大，长时间会损坏密封端面甚至出现密封失效，导致密封不能够稳定的长周期运行。上述问题严重限制了干气密封技术在高压、超高速复杂工况下以及大轴径机械领域的进一步发展。为了克服上述问题，本案申请人在先申请了一种磁力耦合式干气密封结构(CN 112923063 B)，该结构通过磁力耦合方式替代传统弹簧补偿，实现了干气密封技术在大轴径机械领域的突破；然而，随着研究的不断深入，该现有技术逐渐暴露出动静环端面间距不可调导致通用性低、磁斥力等效于点载荷导致受力不均等问题，因此该现有技术中的静环追随性依然具有较大提升空间。

发明内容

本发明提供一种新型液压干气密封稳定性结构，以解决现有技术中干气密封技术在高压、超高速复杂工况以及大轴径机械应用方面存在的端面间距不可调、通用性低、受力不均等问题，实现使气膜厚度可控可调、提高密封性能、扩大干气密封结构通用性，同时使补偿力以面载荷方式施加以避免受力不均的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种新型液压干气密封稳定性结构，包括外壳、转子、能够随转子做旋转运动的动环组件、与所述动环组件相匹配的静环组件、与所述静环组件相匹配的推静组件，所述动环组件包括动环，所述静环组件包括静环，所述推静组件包括位于外壳内的液压系统，所述液压系统包括受液压驱动的输出轴，所述输出轴的运动方向沿外壳轴线方向，所述输出轴的端面与静环端面之间安装箔片。

针对现有技术中干气密封技术在高压、超高速复杂工况以及大轴径机械应用方面存在的端面间距不可调、通用性低、受力不均等问题，本发明提出一种新型液压干气密封稳定性结构，其中外壳、转子、动环、静环等均为现有技术，推静组件用于对静环进行补偿。现有技术中，无论是传统的弹簧补偿方式，还是采用磁力耦合的补偿方式，均存在气膜开度不可调的缺陷，若要改变气膜开度，需更换不同刚度的弹簧或更换不同磁场大小的磁铁，这显然导致了密封装置的适用性较差。基于此，本申请对推静组件进行改进，采用液压系统作为推静组件，其输出轴受液压驱动可沿外壳轴线进行直线运动，从而可以带动静环移动，以此实现对动环与静环端面间距的调节，即是可以灵活调节气膜开度大小，根据实际应用工况将气膜开度的大小调节至合适位置，达到控制干气密封气膜刚度需求，实现最终密封效果。