[发明专利]一种多平衡直径智能机械密封装置

说明书

本发明公开了一种多平衡直径智能机械密封装置，该机械密封封闭介质腔开口，机械密封包括补偿环座以及与补偿环座同轴固定的静止式补偿环，静止式补偿环以及补偿环座之间的间隙被密封圈填充密封，所述密封圈至少设置有两组，各密封圈沿静止式补偿环轴向间隔布置，静止式补偿环在对应的密封圈处的平衡直径互不相等，相邻两组密封圈之间的间隙构成独立的连通腔，各连通腔连通压力源或标准大气压，所述压力源为介质腔或与介质腔内各参数相等的模拟介质腔。本发明提高了机械密封的最高使用压力范围，在满足密封泄露量要求的前提下，可以主动地实现机械密封扭矩最小化、消耗功率最小化以及密封寿命最大化。

技术领域

本发明涉及机械密封领域，具体是一种多平衡直径智能机械密封装置。

背景技术

机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线端面在流体压力和补偿机构弹力或磁力的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合且相对滑动所构成的防止流体泄漏的装置，机械密封做为动设备的心脏，其可靠运转具有十分重要的意义，密封面摩擦副做为机械密封的关键部位，是研究的核心。

机械密封上平衡直径的变更会导致机械密封端面负荷产生变化，然而机械密封在使用时，工况并不是固定的；当机械密封的密封腔内的介质处于低压的时候，为了减小泄漏量，往往希望适当提高端面负荷，此时需要机械密封处于略小的平衡直径；当机械密封的密封腔内的介质处于高压的时候，为了减小密封面的发热量，提高密封面的润滑冷却效果，增加液膜厚度，往往希望适当减小端面负荷，此时需要机械密封处于略大的平衡直径；当机械密封的密封处于常规线速度的时候，为了减小泄漏量，往往希望适当提高端面负荷，此时需要机械密封处于略小的平衡直径；当机械密封的密封处于较高线速度的时候，为了减小密封面的发热量，提高密封面的润滑冷却效果，增加液膜厚度，往往希望适当减小端面负荷，此时需要机械密封处于略大的平衡直径；当机械密封的密封介质处于常温的时候，为了减小泄漏量，往往希望适当提高端面负荷，此时需要机械密封处于略小的平衡直径；当机械密封的密封介质处于较高温度的时候，为了防止密封面介质汽化，需要减小密封面的发热量，提高密封面的润滑冷却，增加液膜厚度，往往希望适当减小端面负荷，此时需要机械密封处于略大的平衡直径；但目前的机械密封无法适应上述变化的工况及矛盾需求，使用范围狭窄，因此亟待解决。

发明内容

为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种多平衡直径智能机械密封装置。本发明可对针对不同的工况变更机械密封的平衡直径，提高了机械密封的使用范围。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多平衡直径智能机械密封装置，该机械密封封闭介质腔开口，机械密封包括补偿环座以及与补偿环座同轴固定的静止式补偿环，静止式补偿环以及补偿环座之间的间隙被密封圈填充密封，所述密封圈至少设置有两组，各密封圈沿静止式补偿环轴向间隔布置，静止式补偿环在对应的密封圈处的平衡直径互不相等，相邻两组密封圈之间的间隙构成独立的连通腔，各连通腔连通压力源或标准大气压，所述压力源为介质腔或与介质腔内各参数相等的模拟介质腔。

作为本发明进一步的方案：所述补偿环座上开设有进液口以及排气口从而分别与各连通腔连通，进液口通过连接管与介质腔连通，排气口通过排出管路与外界空气连通，各所述连接管以及排出管路上均安装有控制管道启闭的电磁阀。

作为本发明再进一步的方案：所述机械密封安装在泵体的开口处，泵体的驱动轴延伸至泵体的介质腔内并与静止式补偿环回转配合。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动轴上安装有转速传感器。

作为本发明再进一步的方案：泵体的介质腔内安装有温度传感器。

作为本发明再进一步的方案：所述连接管和/或介质腔内设置有压力传感器。

作为本发明再进一步的方案：所述密封圈共有三组，沿远离泵体方向，静止式补偿环在对应的密封圈处的平衡直径逐渐降低。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：