CN111998076A - 一种新型可控制机械密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种新型可控制机械密封结构，所述的密封结构包括与泵轴固定连接的旋转环座，在旋转环座内嵌入安装有旋转环，与所述的旋转环相配有静止环，所述静止环嵌入安装在静止环座内，所述静止环座远离静止环的一端连接有推环，所述推环与泵体的压盖之间设置有推力弹簧，所述旋转环座与泵体之间设置有旋转环密封圈，所述静止环与压盖之间设置有静止环密封圈，所述的静止环由固定连接的压电材料环和摩擦环两部分组成，摩擦环的端部直接与旋转环的端面接触，所述摩擦环上连接有测温热电偶，同时压电材料环通过导线与直流电源相连，所述的压电材料环与压盖之间还设置有压电材料环密封圈。

Description

一种新型可控制机械密封结构
技术领域
本发明涉及一种密封结构，特别是一种新型可控制机械密封结构。
背景技术
随着环境保护需求及生产技术的提高，旋转轴设备也向着高性能方向不断发展，机械密封的需求也从低泄漏到零泄漏进而到零挥发逐级发展。石化、航天、核电等领域的蓬勃发展对机械密封的稳定性和可靠性提出了更高的要求。但是传统的机械密封难以达到上述的要求，研究可控制的机械密封装置满足生产需要时非常必要的。
接触式机械密封是目前最常用的一种旋转轴用密封方式。具体形式是以一对互相接触的密封端面在弹力或磁力作用下相对旋转，进而起到密封流体的作用。旋转环随旋转轴转动，静止环一般固定在机盖等固定件上。在常用的湿式机械密封中密封端面虽然是接触的，但是因为加工误差以及密封环端面波度等因素的影响，密封端面中会存在薄薄的液膜，使端面处于混合摩擦状态，因此液膜的流体动压效应对密封的泄漏量有着很大的影响。液膜厚度过大，密封的泄漏量会增大，液膜厚度过小，端面摩擦增大，发热及磨损都较大，不利于密封的长周期运转。
目前机械密封的使用工况日趋复杂，密封系统自身及外界干扰都会对密封泄漏量产生较大的影响，如密封环的轴向窜动、轴向跳动、力热耦合变形、端面磨损，系统压力波动等。因此现在急需要一种能够实现良好密封的密封结构。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，布局合理，更够根据现场机械密封使用时温度及泄漏量等参数对摩擦副内液膜的厚度自动进行适应性的调整，从而保证密封效果的可控制机械密封结构。
本发明的技术解决方案是：一种新型可控制机械密封结构，其特征在于：所述的密封结构包括与泵轴1固定连接的旋转环座2，在旋转环座2内嵌入安装有旋转环3，与所述的旋转环3相配有静止环4，所述静止环4嵌入安装在静止环座5内，所述静止环座5远离静止环4的一端连接有推环6，所述推环6与泵体的压盖7之间设置有推力弹簧8，所述旋转环座2与泵体之间设置有旋转环密封圈9，所述静止环4与压盖7之间设置有静止环密封圈10，
所述的静止环4由固定连接的压电材料环11和摩擦环12两部分组成，摩擦环12的端部直接与旋转环3的端面接触，所述摩擦环12上连接有测温热电偶，同时压电材料环11通过导线与直流电源相连，
所述压盖7上还开设有检漏口13，所述检漏口13处设置有检漏量传感器，
所述的测温热电偶、泄漏量传感器和直流电源均通过PLC控制系统统一进行控制。
本发明同现有技术相比，具有如下优点：
本种结构形式的新型可控制机械密封结构，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它针对密封要求越来越高的现状，设计出一种能够根据实际情况调整摩擦面之间液膜厚度的结构。它利用热电偶测量摩擦环的实时温度，一旦发现温度过高，则说明此时的液膜厚度相对较小，摩擦副之间的摩擦相对较大；泄露量大小由泄漏量传感器传递信号，控制系统判断；而通过对压电材料环施加以合适电压的方式，可以对上述的液膜厚度进行适应性的调整，从而让本种密封结构长时间运行在最适宜的条件下，既可以达到既定的密封效果，又可防止因磨损而导致的降低使用寿命的问题。并且这种机械密封结构的制作工艺简单，制造成本低廉，因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例中静止环座部分的局部放大图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1、图2所示：一种新型可控制机械密封结构，包括与泵轴1固定连接的旋转环座2，在旋转环座2内嵌入安装有旋转环3，与所述的旋转环3相配有静止环4，所述静止环4嵌入安装在静止环座5内，所述静止环座5远离静止环4的一端连接有推环6，所述推环6与泵体的压盖7之间设置有推力弹簧8，所述旋转环座2与泵体之间设置有旋转环密封圈9，所述静止环4与压盖7之间设置有静止环密封圈10，
所述的静止环4由固定连接的压电材料环11和摩擦环12两部分组成，摩擦环12的端部直接与旋转环3的端面接触，所述摩擦环12上连接有测温热电偶，同时压电材料环11通过导线与直流电源相连，所述压盖7上还开设有检漏口13，所述检漏口13处设置有检漏量传感器，
所述的测温热电偶、泄漏量传感器和直流电源均通过PLC控制系统统一进行控制。
本发明实施例的新型可控制机械密封结构的工作过程如下：泵轴1转动时，会通过旋转环座2带动旋转环3转动，由于静止环座5与压盖7之间为固定连接，因此嵌装在静止环座5内的静止环4不会转动，这样相互接触的旋转环3与静止环4之间、具体说是旋转环3与静止环4上的摩擦环12就会构成一套摩擦副，二者的接触面之间形成一层液膜，在工作过程中，测温热电偶始终会对摩擦环12的温度进行监测，同时检漏量传感器也会对泄漏量进行检测，并将采集到的数据发送到PLC控制系统中；
在PLC控制系统中预先安装有相关的调控软件，如果PLC控制系统判断出当前的泄漏量超出了规定的范围，则会加大施加在压电材料环11上的电压，压电材料环11发生形变，该形变会改变摩擦环12与旋转环3之间的相对位置，从而减小密封端面的液膜厚度， 降低机械密封泄漏量。
如果PLC控制系统发现摩擦环12的温度高于预设温度范围的上限，说明摩擦环12的温度过高，此时液膜厚度相对较小，摩擦环12与旋转环3之间的磨损较为严重，则PLC控制系统会减小施加在压电材料环11上的电压，压电材料环11发生形变，该形变会改变摩擦环12与旋转环3之间的相对位置，从而增大密封端面的液膜厚度，减小密封端面的摩擦力，降低摩擦产生的热量。

Claims (1)

1.一种新型可控制机械密封结构，其特征在于：所述的密封结构包括与泵轴（1）固定连接的旋转环座（2），在旋转环座（2）内嵌入安装有旋转环（3），与所述的旋转环（3）相配有静止环（4），所述静止环（4）嵌入安装在静止环座（5）内，所述静止环座（5）远离静止环（4）的一端连接有推环（6），所述推环（6）与泵体的压盖（7）之间设置有弹簧（8），所述旋转环座（2）与泵体之间设置有旋转环密封圈（9），所述静止环（4）与压盖（7）之间设置有静止环密封圈（10），
所述的静止环（4）由固定连接的压电材料环（11）和摩擦环（12）两部分组成，摩擦环（12）的端部直接与旋转环（3）的端面接触，所述摩擦环（12）上连接有测温热电偶，同时压电材料环（11）通过导线与直流电源相连，
所述压盖（7）上还开设有检漏口（13），所述检漏口（13）处设置有检漏量传感器，
所述的测温热电偶、泄漏量传感器和直流电源均通过PLC控制系统统一进行控制。
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