CN102242810A - 连续注排式离心密封装置及其气液控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于密封气体的连续注排式离心密封装置及其气液控制系统，离心密封装置，包括密封腔体，离心叶轮组件和气控滑阀密封组件，密封腔体设有密封液连续注排通道，密封液由A口流入，B、C口流出，实现了更新及冷却的功能；离心叶轮一侧装有动环，低速运转或停车时，动环与滑阀接触实现端面的机械密封；气控滑阀密封组件中的滑阀与密封腔体密封地滑动相连，并且可由气源通道控制其轴向移动。气液控制系统，包括稳压罐、泵、电动调节阀等，其中密封液控制系统利用稳压罐可以调节A口处密封液的流量和压力，气体控制系统可以调节滑阀的启闭，保证了装置在启动和停车时的密封性能。
Description
技术领域
本发明属于气体密封领域，涉及一种用于密封气体的高速离心密封装置及其气液控制系统，适用于包括各种压缩机、反应釜、风机、超重力机等流体机械的旋转轴，特别是高转速设备的旋转轴的密封。
背景技术
离心密封具有零泄漏、无磨损、寿命长等优点，但目前工业中的离心密封主要用于液体的密封，很少有应用于气体的成功经验。
当离心密封用于密封气体时，相对旋转的叶轮与壳体间的密封液体积较小，当转速较高时，叶轮与壳体会产生大量的热，导致密封液的温度迅速升高，甚至汽化，这使得离心密封用于高速的气体密封受到限制；离心密封所能承受的压差较小，使其在高压场合下的应用受到限制；对于离心密封来说，当密封静止时，不能产生离心力，密封能力为零，所以停车密封一直是离心密封的难题。
以上因素均阻碍了离心密封的广泛应用，为了实现高转速气体密封场合下的绝对密封，延长密封的使用寿命，降低密封装置的成本，解决离心密封中的这些问题是十分有必要的。
发明内容
针对上述情况，本发明将提供一种连续注排式离心密封及其气液控制系统，可以满意地解决离心密封存在的问题。
本发明所提供的连续注排式离心密封装置，包括密封腔体，离心叶轮组件和气控滑阀密封组件，其中，密封腔体主要包括挡水盘5、左端盖6、中间腔体7、和右端盖12；离心叶轮组件主要包括离心叶轮2、分别套装于离心叶轮2两侧的左甩水环1和右甩水环11，以及动环压盖4和固定于离心叶轮2一侧的动环3；气控滑阀密封组件主要包括滑阀压盖8、滑阀9、弹簧10，以及在主要零件之间起辅助密封作用的密封圈13、14、15、16，其中，密封腔体设有密封液注入通道，入口为A，以及密封液排出通道，出口为B、C；离心叶轮2在靠近高压侧的端面上装有动环3，在靠近低压侧的端面上开有凹槽；在弹簧10的作用下，滑阀9沿轴向向动环3移动，与动环3端面闭合，在控制气入口D的作用下，滑阀9沿轴向向相反方向移动，与动环3端面分离。
在上述连续注排式离心密封装置中的密封腔体内，中间腔体7上具有环形积水槽E，位于密封液入口A所在注入通道末端；左端盖6上具有环形积水槽F，位于密封液出口B所在排出通道始端，环形积水槽E和F其径向位置具有位差，其中环形积水槽E直径大，靠近中间腔体7内侧，环形积水槽F直径小，靠近旋转轴侧。
在上述的连续注排式离心密封装置中，密封液入口A注入的密封液，采用水或者低熔点液态金属。这些用于密封液的低熔点液态金属可以是镓铟合金或者铟锡合金。
另外，在上述的连续注排式离心密封装置中，在离心叶轮2靠近低压侧的端面上沿周向均匀开有4～20个凹槽，其槽形为长圆形槽、螺旋槽或T形槽。
上述的连续注排式离心密封装置中，气控滑阀密封组件中有6～20只弹簧10，滑阀9外径处装有滑阀压盖8，之间由密封圈16密封；滑阀9内外径处由密封圈13、14和15分别与中间腔体7之间构成密封，在滑阀9，滑阀压盖8和中间腔体7之间构成一个环形的密闭空间G，由控制气入口D经气源通道通入压缩空气至密闭空间G。
此外，本发明还提供了一种气液控制系统，包括上述任意一种连续注排式离心密封装置I、稳压罐II、气源调节装置III、气压源IV、泵V、液压源VI，其种的稳压罐II设有进气口H、放空口J、液位计、进液口K和排液口L，进气口H通过电动调节阀PV-102A与气源调节装置III相连，放空口J通过电磁阀PV-102B放空，进液口K通过电动调节阀LV-202与泵V相连，排液口L通过电动调节阀LV-203与离心密封装置I密封液入口A相连。
本发明所具有的有益效果是，本发明采用液体密封气体，可以实现气体的绝对密封，而且该装置无固体零件的直接接触，避免了固体之间的摩擦和磨损，设计了密封冷却液的连续注排的结构，带走密封气体时产生的搅拌热，解决了离心密封用于气体密封时产热大的问题；采用密度较大，熔点低，汽化温度较高的金属液体作为密封液，如镓铟合金、铟锡合金等，解决了离心密封承受压差小的问题；利用了离心密封高速下的优良密封性能，合理地结合了气控滑阀式端面密封，解决了离心密封停车密封困难的问题。
以下结合附图所示实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明连续注排离心密封装置的结构示意图。
图2是本发明连续注排离心密封装置及其气液控制系统的结构示意图。
图中，1-左甩水环，2-离心叶轮，3-动环，4-动环压盖，5-挡水盘，6-左端盖，7-中间腔体，8-滑阀压盖，9-滑阀，10-弹簧，11-右甩水环，12-右端盖，13-密封圈，14-密封圈，15-密封圈，16-密封圈，I-连续注排离心密封装置，II-稳压罐，III-气源调节装置，IV-气压源，V-泵，VI-液压源。
图3是本发明连续注排离心密封装置中开有长圆槽的离心叶轮2的端面详图。
图4是本发明连续注排离心密封装置中开有螺旋槽的离心叶轮2的端面详图。
图5是本发明连续注排离心密封装置中开有T形槽的离心叶轮2的端面详图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的连续注排式离心密封装置，主要包括左甩水环1，离心叶轮2，动环3，动环压盖4，挡水盘5，左端盖6，中间腔体7，滑阀压盖8，滑阀9，弹簧10，右甩水环11，右端盖12，密封圈13～16等。安装时，保证离心叶轮2和动环3与密封腔体内壁的间隙均为0.5～2.5mm，停车时，在弹簧10的压力作用下，滑阀9的密封端面与动环3的端面闭合，实现停车时密封气与大气的端面机械密封；轴高速旋转时，向控制气入口D处通入比密封气高0.05～0.25MPa的控制气体，在该气体压力的作用下，滑阀9沿轴被推向弹簧10一侧，滑阀9与动环3端面分开，端面机械密封停止作用，与此同时向中间腔体7的密封液注入口A处通入密封液，离心叶轮2带动密封液旋转，将固定腔体中的密封液分隔成两段，形成一旋转虹吸，实现了液体对气体空间的分隔，在密封腔内的液体液面自动调整后，使离心叶轮2两侧气体的压力差分别与密封液产生的离心压力平衡，实现了大气端与密封气的动密封，流经离心叶轮2的密封液由出口B、C流回液压源VI，实现了更新和循环使用。
如图2所示，本发明的气液控制系统，系统采用气体压液体方式控制密封液的注入压力和流量，包括稳压罐II，气源调节装置III，气压源IV，泵V，液压源VI等，稳压罐II内下部为密封液，上部为高压气体。高压气体的压力被压力变送器转换成电信号后输入PIC101，PIC101将输入信号与给定信号进行对比，输出信号对PV-102A开启的大小进行控制，从而调节向稳压罐II内输入的气体压力，调整后的高压气体由入口H处进入稳压罐II；密封液由K口流入L口流出，在稳压罐II上设有液位计变送器，将电信号传至LIC201，通过LIC201控制LV-202开启的大小，从而控制密封液的注入流量：当稳压罐II内的密封液超过上液位计的位置时，LV-202自动关小，当密封液液面低于下液位计的位置时，LV-202自动开大，以保证稳压罐II中的液面始终维持在两个限定的位置之间；另外为了保证密封液注入压力值的稳定，在稳压罐II上安装的PV-102B起溢流作用，PIC101输出控制信号对PV-102B的启闭进行控制，实现气体的泄放。
密封气控制系统主要包括电磁阀PV-301A，PV-301B等，在电机旋转的同时，PV-301B与电源接通被开启，控制气进入密封内，将滑阀9沿轴被推向弹簧10一侧，此时的滑阀9与动环3端面分离，端面机械密封停止作用；电机停止时，PV-301B关闭，PV-301A开启，控制气被放空，此时在弹簧力的作用下，滑阀9被弹簧10推回原来的位置，滑阀9与动环3端面闭合，端面机械密封发挥作用。
Claims (7)
1.连续注排式离心密封装置，包括密封腔体，离心叶轮组件和气控滑阀密封组件，其中，所述密封腔体主要包括挡水盘(5)、左端盖(6)、中间腔体(7)、和右端盖(12)；所述离心叶轮组件主要包括离心叶轮(2)、分别套装于离心叶轮(2)两侧的左甩水环(1)和右甩水环(11)，以及动环压盖(4)和固定于离心叶轮(2)一侧的动环(3)；所述气控滑阀密封组件主要包括滑阀压盖(8)、滑阀(9)、弹簧(10)，以及在主要零件之间起辅助密封作用的密封圈(13)、(14)、(15)、(16)，其特征在于：密封腔体设有密封液注入通道，入口为A，以及密封液排出通道，出口为B、C；离心叶轮(2)在靠近高压侧的端面上装有动环(3)，在靠近低压侧的端面上开有凹槽；在弹簧(10)的作用下，滑阀(9)沿轴向向动环(3)移动，与动环(3)端面闭合，在控制气入口D的作用下，滑阀(9)沿轴向向相反方向移动，与动环(3)端面分离。
2.如权利要求1所述的连续注排式离心密封装置，其特征在于：在所述的密封腔体内，中间腔体(7)上具有环形积水槽E，位于密封液入口A所在注入通道末端；左端盖(6)上具有环形积水槽F，位于密封液出口B所在排出通道始端，环形积水槽E和F其径向位置具有位差，其中环形积水槽E直径大，靠近中间腔体(7)内侧，环形积水槽F直径小，靠近旋转轴侧。
3.如权利要求1所述的连续注排式离心密封装置，其特征在于：所述密封液入口A注入的密封液，采用水或者低熔点液态金属。
4.如权利要求3所述的连续注排式离心密封装置，其特征在于：所述用于密封液的低熔点液态金属是镓铟合金或者铟锡合金。
5.如权利要求1所述的连续注排式离心密封装置，其特征在于：所述的离心叶轮(2)，在靠近低压侧的端面上沿周向均匀开有4～20个凹槽，其槽形为长圆形槽、螺旋槽或T形槽。
6.如权利要求1所述的连续注排式离心密封装置，其特征在于：所述的气控滑阀密封组件中有6～20只弹簧(10)，滑阀(9)外径处装有滑阀压盖(8)，之间由密封圈(16)密封；滑阀9内外径处由密封圈(13)、(14)和(15)分别与中间腔体(7)之间构成密封，在滑阀(9)，滑阀压盖(8)和中间腔体(7)之间构成一个环形的密闭空间G，由控制气入口D经气源通道通入压缩空气至密闭空间G。
7.气液控制系统，包括如权利要求1至6任意一项所述的连续注排式离心密封装置(I)、稳压罐(II)、气源调节装置(III)、气压源(IV)、泵(V)、液压源(VI)，其特征在于：稳压罐(II)设有进气口H、放空口J、液位计、进液口K和排液口L，其中进气口H通过电动调节阀PV-102A与气源调节装置(III)相连，放空口J通过电磁阀PV-102B放空，进液口K通过电动调节阀LV-202与泵(V)相连，排液口L通过电动调节阀LV-203与离心密封装置(I)密封液入口A相连。
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103615586A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-03-05 | 西峡龙成特种材料有限公司 | 一种改进型高温环境用气体管道液态金属密封阀 |
| CN103629381A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-03-12 | 西峡龙成特种材料有限公司 | 一种高温环境用气体管道液态金属密封阀 |
| CN104019051A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-09-03 | 北京化工大学 | 一种可调控型离心压缩机平衡盘密封 |
| CN105156686A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-16 | 苏州凯诺阳光自动化科技有限公司 | 充气式主轴密封结构 |
| CN106763798A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 北京航天特种设备检测研究发展有限公司 | 旋喷式离心密封装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2153560A1 (de) * | 1970-10-27 | 1972-05-04 | Allis-Chalmers Corp., West Allis, Wis. (V.StA.) | Dichtung |
| US4426088A (en) * | 1982-07-26 | 1984-01-17 | Ernst Hermann H F | Centrifugal fluid seal with drain holes and fluid diverting means |
| EP0117267A1 (de) * | 1983-02-26 | 1984-09-05 | Firma Carl Freudenberg | Dichtring |
| CN2324339Y (zh) * | 1998-05-18 | 1999-06-16 | 张德才 | 一种旋转轴的离心式油封气密封装置 |
| CN2897446Y (zh) * | 2006-02-24 | 2007-05-09 | 中国石油天然气集团公司 | 内部密封可连续冲洗的卧螺离心机 |
| CN201351731Y (zh) * | 2009-02-25 | 2009-11-25 | 六安江淮永达机械制造有限公司 | 高温低压高速旋转轴的密封机构 |
| CN101776152A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-07-14 | 北京化工大学 | 外加压式动静压气体润滑密封装置 |
-
2011
- 2011-04-14 CN CN 201110092804 patent/CN102242810B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2153560A1 (de) * | 1970-10-27 | 1972-05-04 | Allis-Chalmers Corp., West Allis, Wis. (V.StA.) | Dichtung |
| DE2153560B2 (zh) * | 1970-10-27 | 1974-05-16 | Allis-Chalmers Corp., West Allis, Wis. (V.St.A.) | |
| US4426088A (en) * | 1982-07-26 | 1984-01-17 | Ernst Hermann H F | Centrifugal fluid seal with drain holes and fluid diverting means |
| EP0117267A1 (de) * | 1983-02-26 | 1984-09-05 | Firma Carl Freudenberg | Dichtring |
| CN2324339Y (zh) * | 1998-05-18 | 1999-06-16 | 张德才 | 一种旋转轴的离心式油封气密封装置 |
| CN2897446Y (zh) * | 2006-02-24 | 2007-05-09 | 中国石油天然气集团公司 | 内部密封可连续冲洗的卧螺离心机 |
| CN201351731Y (zh) * | 2009-02-25 | 2009-11-25 | 六安江淮永达机械制造有限公司 | 高温低压高速旋转轴的密封机构 |
| CN101776152A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-07-14 | 北京化工大学 | 外加压式动静压气体润滑密封装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 《流体机械》 20050228 陈铭，张秋翔，蔡纪宁，李双喜，耿志翔 "气体端面密封试验设备" 第33卷, 第2期 * |
| 陈铭，张秋翔，蔡纪宁，李双喜，耿志翔: ""气体端面密封试验设备"", 《流体机械》, vol. 33, no. 2, 28 February 2005 (2005-02-28) * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103615586A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-03-05 | 西峡龙成特种材料有限公司 | 一种改进型高温环境用气体管道液态金属密封阀 |
| CN103629381A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-03-12 | 西峡龙成特种材料有限公司 | 一种高温环境用气体管道液态金属密封阀 |
| CN104019051A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-09-03 | 北京化工大学 | 一种可调控型离心压缩机平衡盘密封 |
| CN104019051B (zh) * | 2014-04-29 | 2017-01-18 | 北京化工大学 | 一种可调控型离心压缩机平衡盘密封 |
| CN105156686A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-16 | 苏州凯诺阳光自动化科技有限公司 | 充气式主轴密封结构 |
| CN106763798A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 北京航天特种设备检测研究发展有限公司 | 旋喷式离心密封装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102242810B (zh) | 2013-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131016 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |