[發明專利]氣體端面密封抗干擾裝置及抗干擾方法

有效

• 申請號: 201210359053.3
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102853085A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 蔡紀寧;李雙喜;張樹強;張秋翔;陳國軍
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: F16J15/34
• 分類號: F16J15/34;F16J15/40
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明屬于氣體端面密封裝置技術領域，適用于旋轉機械軸端的氣體端面密封，尤其是壓縮機、高速泵等高速工況下的軸端氣體端面密封。

背景技術

氣體端面密封以磨損量小、泄漏率低和壽命長等優點在石油、化工以及航空等領域的旋轉機械中有著廣泛的應用，密封運轉時密封端面間保持非接觸的狀態，為全氣膜潤滑，氣膜厚度為微米級。密封在實際運轉過程中，由于制造誤差、安裝誤差以及外界擾動等原因，會造成密封補償環(密封靜環)繞角向的擺動，輕則密封端面之間的間隙過大，泄漏率超標，重則密封動環和密封靜環相撞，發生端面磨損失效或者密封環破裂失效。氣體端面密封通常被應用在過程裝備的關鍵設備中，例如被應用在壓縮機的軸端密封中，密封一旦失效，就會造成整個生產過程停車的惡劣后果，這將帶來巨大的經濟損失。

在工程實際中，密封靜環繞角向擺動通常是不可避免的，在主機振動較大、操作條件(被密封介質壓力、轉軸速度)波動較大的情況下，密封靜環繞角向擺動又會被加劇，更容易導致密封失效。傳統的氣體端面密封裝置通常是采用提高密封氣膜剛度的方法，來提高密封抵抗外界干擾的能力，這種方法在一定程度上減小了密封失效的幾率，但是在外界干擾劇烈的情況下，密封還會發生失效，沒有從根本上解決密封靜環繞角向擺動帶來密封失效的問題。

基于此種情況，就必須尋求一種氣體端面密封抗干擾裝置，以解決因為密封靜環繞角向擺動而導致密封失效的問題。當然，所發明的氣體端面密封抗干擾裝置，必須滿足結構簡單、操作穩定以及具有自適應性等特點。

發明內容

本發明的目的是提供一種氣體端面密封抗干擾裝置及抗干擾方法，該裝置能夠有效地解決外界干擾引起密封補償環(密封靜環)繞角向擺動導致密封失效的問題。

本發明的氣體端面密封抗干擾裝置，其特征在于，是在包括有與轉軸1一起旋轉的密封動環4、密封靜環5、薄膜節流器13以及氣體供給裝置14的基本結構基礎上，在所說的密封靜環5上加工有周向均布互不連通的氣體供給通道，徑向相對的每一組氣體供給通道分別和薄膜節流器中的薄膜兩側的氣體供給通道相連通，所采用的技術方案如下：

氣體端面密封抗干擾裝置，包括與轉軸1一起旋轉的密封動環4、靜止的密封靜環5、薄膜節流器13以及氣體供給裝置14，密封動環4安裝在轉軸1的軸套2上且被動環壓蓋8壓緊，密封動環4和軸套2之間安裝有防轉銷3，密封靜環5安裝在靜環座7上，密封靜環5和靜環座7之間安裝有壓縮彈簧6，密封裝置的輔助密封由密封圈9、密封圈10、密封圈11以及密封圈12提供，所述的密封靜環5上加工有周向均布互不連通的氣體供給通道a₄，徑向相對的每一組氣體供給通道a₄通過氣體供給通道a₃分別和薄膜節流器13中的薄膜15兩側的氣體供給通道a₂相連通，氣體供給裝置14提供的氣體，通過氣體供給通道a₁輸送到薄膜節流器13中，氣體被節流后，依次通過氣體供給通道a₂、氣體供給通道a₃以及氣體供給通道a₄輸送到密封動環4和密封靜環5的端面之間。密封動環4和密封靜環5的端面之間通過氣體膜密封。

動環壓蓋8與軸套2固定在一起，靜環座7是靜止固定的。

所述的徑向相對的一組氣體供給通道a₄，分別和薄膜節流器13中的薄膜15兩側的氣體供給通道a₂相連通。

所述的薄膜節流器13的數量為n，周向均布互不連通的氣體供給通道a₄的數量為2n，通常n＝1-20個。