[发明专利]可调型机械密封装置

说明书

本发明涉及流体密封技术领域，特别是涉及一种可调型机械密封装置，包括密封环，密封环沿密封环的周向设有多个流道，每个流道贯穿密封环的侧壁与密封环的密封端面；密封环上对应流道设有调节阀；调节阀包括阀腔和阀芯，阀芯可滑动地设置于阀腔中；流道设有与阀芯配合的阀口；阀腔内填充有调节工质，调节工质在受热时体积发生变化而推动阀芯运动，以打开或者关闭阀口。该可调型机械密封装置，可以在外界信号的控制下调节机械密封的工作状态，且可在较大的密封压差下正常工作，同时不对机械密封本身的运行造成干扰。通过各流道通断的多种组合模式，能以不同的形式，或者不同程度地调节机械密封的工作状态，从而满足多种调节要求。

技术领域

本发明涉及流体密封技术领域，特别是涉及一种可调型机械密封装置。

背景技术

机械密封是旋转机械设备中一种常见的轴端密封形式，其配对的动环(随轴转动)和静环(不随轴转动)间的端面形成一层流体膜。经过精心设计，机械密封在一定的工作条件下，所受的闭合力和开启力达到相互平衡时，端面间的流体膜厚度薄且均匀，从而使流体的泄漏受到极大的限制，同时使动环和静环的固体接触被减弱甚至消除。

然而，一方面机械密封有时需要在变工况下工作，例如变转速(包含了密封起动、停车的过程)、变压力等，另一方面机械密封会受到诸如装配误差、零部件老化或损坏、意外扰动等异常因素的影响。这两方面原因使机械密封实际上无法总是工作在其被设计的高性能工作状态下，甚至可能导致密封失效。若机械密封可以依照用户的指令或/和自身反馈控制系统的指令来调节自身的工作状态，机械密封就可以在更大的工况变化范围或是更严重的异常因素下保持较优的性能。

已有一些专利提出了可控型密封的理念和具体方法：专利CN101776152A提出了通过调节通入密封气膜的外部气源压力来对机械密封进行调节的方案，然而当这一方案应用于以静环为补偿环的密封时，其需要将高压气体接到本应具有良好浮动性的静环上，会对静环的浮动性造成较大的牺牲。专利CN104179975A提出了通过对密封环施加电磁力来调节机械密封的方案，其主要问题在于磁力在单位面积上可能提供的作用力受限于材料的磁化饱和特性，因而实践上在介质压力较高时需要庞大的电磁铁来施加足够的调控力。

发明内容

基于此，有必要针对如何解决对机械密封的主动控制的问题，提供一种能够对机械密封迅速有效的调节的可调型机械密封装置。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种可调型机械密封装置，包括：密封环，密封环沿密封环的周向设有多个流道，每个流道贯穿密封环的侧壁与密封环的密封端面；密封环上对应流道设有调节阀，调节阀用于调节流道的通断；

调节阀包括阀腔和阀芯，阀芯可滑动地设置于阀腔中；流道设有与阀芯配合的阀口；阀腔内填充有调节工质，调节工质在受热时体积发生变化而推动阀芯运动，以打开或者关闭阀口。

在其中一个实施例中，流道包括第一流道和第二流道，第一流道沿密封环的径向延伸，第二流道沿密封环的轴向延伸；

阀口设置于第二流道的与第一流道连接的一端，第二流道通过阀口与第一流道导通。

在其中一个实施例中，调节阀还包括加热结构，加热结构与阀腔内的调节工质接触，用于加热调节工质。

在其中一个实施例中，加热结构为电阻丝，电阻丝的一端伸入阀腔内并与调节工质接触，另一端与加热电源连接。

在其中一个实施例中，阀腔包括第一腔体和第二腔体，第二腔体靠近阀口；阀芯呈柱状，阀芯滑设于第二腔体中；调节工质填充于第一腔体中。

在其中一个实施例中，第一腔体的横截面积大于第二腔体的横截面积。

在其中一个实施例中，调节阀还包括端盖，端盖设置于密封环，用于密封第一腔体远离第二腔体的一端。