[发明专利]一种基于磁性液体密封与流体动压机械密封的组合型非接触式双端面密封

摘要

本专利提供一种基于磁性液体密封与流体动压机械密封的组合型非接触式双端面密封，以保证熔盐泵轴封的零泄漏和长周期安全稳定运行。它设置于旋转设备的壳体与转轴之间，该组合型非接触式双端面密封由“泵入式”流体动压机械密封和磁性液体密封组成，动环的上下两端面为动环密封端面，每一动环密封端面都设有槽台区和密封坝，槽台区开设有均布的螺旋槽；集流环槽位于密封端面外径侧，引流孔道将集流环槽与阻塞流体腔连通，磁力发生机构位于密封端面内径侧部位；动环与静环相对转动时，螺旋槽泵入阻塞流体，产生端面开启力，密封端面脱开，此时流体动压形成的端面开启距离δ加上极靴距静环端面的距离d，构成运转状态磁性液体密封间隙d+δ。

主权项

1.一种基于磁性液体密封与流体动压机械密封的组合型非接触式双端面密封，设置于旋转设备的壳体与转轴之间，包括动环(16)、静环(12、19)、动环用O形圈(15)、静环用磁性液体密封圈(11、20)、永磁体(13、17)、极靴(14、18)、弹簧(10、21)和端盖(9、22)、壳体(23)、轴套(6)、紧定螺钉(7)，其特征是：组合型非接触式双端面密封由“泵入式”流体动压机械密封和磁性液体密封组成，磁性液体密封设置于自泵送流体动压机械密封的密封坝的中部；动环(16)的上下两端面为动环密封端面，每一动环密封端面都设有槽台区和密封坝，槽台区分布在端面的外径侧，密封坝(30)分布在端面的内径侧部分，槽台区开设有均布的3组或3组以上的螺旋槽(28)，螺旋槽之间的密封面构成密封堰(29)，螺旋槽(28)的两侧槽壁，一侧为凸面(31)，另一侧为凹面(32)，动环(16)上下两端面结构以动环中截面M‑M对称布置；静环(12、19)密封端面具有集流环槽(34)和磁力发生机构，集流环槽(34)位于密封端面外径侧，引流孔道(33)将集流环槽(34)与阻塞流体腔连通，磁力发生机构位于密封端面内径侧部位；圆环形永磁体(13、17)嵌入极靴(14、18)内组合成磁力发生机构，磁力发生机构嵌入静环(12、19)密封端面开设的磁力机构安装环槽内与静环组成一体，极靴(14、18)端面开设有沿径向等间距分布的环形极齿和齿槽，极靴的所有极齿朝向静环(12、19)密封端面，并且装配后极靴(14、18)的极齿端面低于静环(12、19)密封端面0.05～0.2mm；极靴(14、18)的极齿处注有磁性液体，磁性液体在磁力作用下吸附在极靴的极齿端面及其周围，在极齿与动环密封坝的中部之间形成沿径向分布的不同直径的磁性液体密封圈；动环(16)与静环(12、19)相对静止时，在弹簧力作用下，动环(16)和静环(12、19)两密封端面紧密贴合，极靴(14、18)的极齿与静环(12、19)密封端面的初始间隙d＝0.05～0.2mm，即静止状态磁性液体密封间隙d；此时，静环密封端面与动环的密封坝面形成的接触密封与磁性液体密封共同作用阻止流体泄漏；动环(16)与静环(12、19)相对转动时，动环(16)端面的螺旋槽(28)泵入阻塞流体，产生端面开启力，密封端面脱开，此时流体动压形成的端面开启距离δ＝3～5μm加上极靴(14、18)距静环(12、19)端面的距离d＝0.05～0.2mm，构成运转状态磁性液体密封间隙d+δ；随着“泵入式”流体动压机械密封的运行，阻塞流体不断被泵送循环，带走端面摩擦热，有效冷却密封端面和降低磁性液体温度；在“泵入式”流体动压机械密封和磁性液体密封的共同作用下，保证密封端面零泄漏。