[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

本發明提供一種動靜耦合密封控制方法及其裝置，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靜態動密封環和靜態靜密封環組成的靜態密封裝置，動態動密封環和動態靜密封環組成的動態密封裝置。采用動靜耦合方式，在泵正常運轉工況下的動密封和泵停機工況下的的靜密封。當泵在運轉中，轉子上作用著軸向力，該力將拉動轉子軸向移動。本發明利用轉子軸向力提供的預緊力，通過平衡孔和口環，控制預緊力大小，實現靜態密封環和動態密封環的閉合和分離，本發明針對泵正常運轉工況和停機工況給出優化的設計參數，提高本密封裝置的密封性能。本發明具有實用性強，方法簡單，精度較高等優點。

技術領域

本發明屬于泵的密封領域，特別是一種動靜耦合密封控制方法及其裝置。

背景技術

起密封作用的零部件稱為密封件或密封裝置，簡稱密封。密封裝置的主要功能有：一、防止機器內部的液體或者氣體從兩零件的結合面間泄露出去，二、防止外部的雜質、灰塵侵入，保持機械零件正常工作的必要環境。密封性能的程度直接關系到一個機器的工作質量和使用壽命，選用合理的密封裝置很有必要。有些場合，密封性能的可靠程度尤為重要，比如飛機或航天器上的密封，毒氣，毒液儲罐，易燃、易爆氣體儲罐等的密封。

目前多數密封件已標準化、系列化，一般可根據工作條件和使用要求加以選用。密封的形式多種多樣，作用和原理各不相同，如非接觸式動密封，可以用在轉速比較高的場合，但密封的可靠程度有限，接觸式動密封密封可靠，但由于有摩擦磨損的存在，不宜用在旋轉速度較高的場合。對于有一定的壓力和轉速較高的軸的密封要選用機械密封等。

但對于特定的場合，系列化的密封裝置并不能滿足要求，密封效果差，為此本發明提供一種動靜耦合密封控制方法及其裝置，可以應用于某些特殊的化工泵密封。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題提供一種動靜耦合密封控制方法及其裝置。本發明設計的動靜耦合密封裝置可以應用于某些特殊的化工泵密封裝置。利用動態密封環和靜態密封環耦合的方式，將泵運轉時由于軸向不平衡而產生的軸向力作為預緊力，針對泵正常運轉工況和停機工況給出優化的設計參數，有效地提高了泵的密封性能。

一種動靜耦合密封控制方法，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的套管部且靠近葉輪后蓋板的靜態動密封環與靠近靜態動密封環并固定于壓蓋內腔中的靜態靜密封環所組成的靜態密封裝置，以及固定于軸套末端上的動態動密封環與靠近動態動密封環并固定于壓蓋內腔中的動態靜密封環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、動口環和靜口環配合調整預緊力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；