[發明專利]一種動靜耦合密封控制方法及其裝置

有效

• 申請號: 201711025110.3
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107882768B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 王秀禮;朱榮生;付強;方杰
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D29/08
• 分類號: F04D29/08;F04D29/041
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種動靜耦合密封控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

在泵上安裝動靜耦合密封裝置，所述動靜耦合密封裝置包括安裝在軸套(7)的套管部且靠近葉輪(1)后蓋板的靜態動密封環(8)與靠近靜態動密封環(8)并固定于壓蓋(6)內腔中的靜態靜密封環(9)所組成的靜態密封裝置，以及固定于軸套(7)末端上的動態動密封環(11)與靠近動態動密封環(11)環并固定于壓蓋(6)內腔中的動態靜密封環(10)所組成的動態密封裝置；所述靜態密封裝置和動態密封裝置根據泵的工況分離與閉合，在泵正常運轉工況下進行動密封，在泵停機工況下進行靜密封；所述動靜耦合密封裝置，將泵運轉時由于軸向不平衡而產生的軸向力作為預緊力F，預緊力F施加在靜態密封裝置和動態密封裝置上；

所述動靜耦合密封裝置的分離與閉合是由對泵葉輪軸向力T的控制下作用的，通過泵的平衡孔(15)、動口環(14)和靜口環(13)配合調整預緊力F，當泵達到正常運轉工況時，滿足下列關系式：

當泵處于停機工況時，滿足下列關系式：

F＝T＝0式二

所述泵的葉輪出口直徑R₂，葉輪動口環徑向半徑R_m，泄漏量q，葉輪有效輪轂半徑R_h，比轉速n_s與泵設計工況點性能參數之間適合以下關系：

式一、式二和式三中，

F—預緊力，N，其數值的±表示方向，+指向葉輪吸入口，-則相反方向；

T—葉輪軸向力，N，其數值的±表示方向，+指向葉輪吸入口，-則相反方向；

R_m—葉輪動口環徑向半徑，m；

R_h—葉輪有效輪轂半徑，m；

R₂—葉輪出口直徑，m；

ρ—介質密度，g/m³；

g—重力加速度，m/s²；

H—揚程，m；

Q—實際流量，m³/s；

b—動口環與靜口環間隙徑向長度，m；

L—動口環與靜口環間隙軸向長度，m；

d—平衡孔直徑，m；

R_B—平衡孔的中心距半徑，m；

z—平衡孔個數，個；

q—泄漏量，m³/s；

π—圓周率常數；

n—轉速，r/min；

n_s—比轉速；

η—泵總效率。

2.根據權利要求1所述的動靜耦合密封控制方法，其特征在于，所述動靜耦合密封裝置的分離與閉合具體包括以下步驟：

當泵在正常停機狀態下，所述靜態動密封環(8)與靜態靜密封環(9)所組成的靜態密封裝置處于閉合密封狀態，而動態動密封環(11)與動態靜密封環(10)所組成的動態密封裝置完全分離；

當泵由停機工況向正常運轉工況過渡時，對應的靜態動密封環(8)與靜態靜密封環(9)所組成的靜態密封裝置逐漸分離，而對應動態動密封環(11)與動態靜密封環(10)所組成的動態密封裝置逐漸閉合；

當泵達到正常運轉工況時，對應的靜態動密封環(8)與靜態靜密封環(9)所組成的靜態密封裝置完全分離，而對應的動態動密封環(11)與動態靜密封環(10)所組成的動態密封裝置完全閉合進行密封工況；

當泵由正常運轉工況轉向停機時，對應的靜態動密封環(8)與靜態靜密封環(9)所組成的靜態密封裝置開始閉合進行密封工況，而對應的動態動密封環(11)與動態靜密封環(10)所組成的動態密封裝置開始分離。