[发明专利]一种水下密封系统、应用其的潮汐能发电机组及应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及密封技术领域，特别是涉及一种水下密封系统、应用其的潮汐能发电机组及应用方法。

背景技术

随着海洋开发活动的深入，潮汐能发电技术得到广泛应用。其中，潮汐能发电机组的密封是需要解决的关键性问题，尤其是潮汐能发电机组的旋转轴与机舱间的动密封，其性能的好坏直接影响到潮汐能发电机组能否正常工作，甚至直接影响到机组的安全和寿命。

目前，潮汐能发电机组一般布置在海平面下20米至30米的水深，而机组传动轴与机舱间的动密封方式多采用机械式密封结构，它利用弹簧补充弹力，平衡海水的压强，将密封件紧紧的固定在内密封环的凹槽端面上，防止密封件有轴向位移，以此确保密封结构的密封效果，但此种密封结构有如下缺点：（1）磨损快，密封圈的使用寿命低；（2）密封圈的两侧介质分别是海水和润滑油，海水很容易稀释密封圈唇口处形成的润滑油膜，造成密封圈干摩擦，导致密封性能变差；（3）此种密封结构无法提供状态监测，不能实时获知潮汐能发电机组传动轴密封是否完好。

由此可见，上述现有的潮汐能发电机组传动轴与机舱密封方式上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种密封性能好的水下密封系统，从而克服现有的机械式密封结构密封性能变差的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水下密封系统，用于水下非转动件与转动件之间的密封连接，所述密封系统包括套装于转动件上的动密封件及密封体，所述密封体在动密封件的两侧形成压力腔，所述动密封件通过其两侧压力腔之间的压差加强与转动件之间的密封连接。

进一步地，所述动密封件沿转动件径向的截面呈C形，所述C形的开口朝向压强较大的压力腔。

进一步地，所述密封体内设置有将靠近非转动件侧的压力腔以外的其余压力腔与对应的压力供给系统连通的管道。

进一步地，所述密封体由多个套装于转动件上的密封环组成，所述密封环相互连接并配合形成所述压力腔。

进一步地，所述密封环内设有径向管道及轴向管道，通过不同密封环内的径向管道和轴向管道相互配合，将靠近非转动件侧的压力腔以外的其余压力腔与对应的压力供给系统连通。

进一步地，所述径向管道在密封环外环面上具有开口，所述开口采用密封丝堵密封。

进一步地，所述密封环之间还设有套装在转动件上的静密封垫，所述轴向管道在密封环端面上具有开口，所述静密封垫上对应轴向管道在密封环端面上的开口位置也开有孔。

进一步地，所述压力腔包括油腔、水腔、气腔中的一种或多种。

进一步地，所述压力腔内设有压力传感器。

本发明的第二个目的是提供一种应用上述水下密封系统的潮汐能发电机组，使得机舱及传动轴之间具有长期有效的密封性能。采用如下技术方案：

一种潮汐能发电机组，包括机舱及传动轴，所述机舱及传动轴之间采用上述的水下密封系统进行密封。

进一步地，所述传动轴上套装有轴套，轴套内壁开有环形凹槽，凹槽内安放有套装于传动轴上的密封圈。

进一步地，所述密封系统包括3个动密封件以及由4个相互连接的密封环组成的密封体，距机舱由远及近依次为第四密封环、第三动密封件、第三密封环、第二动密封件、第二密封环、第一动密封件、第一密封环，所述压力腔距机舱由远及近依次为水腔、气腔、第二油腔、第一油腔。

进一步地，所述水腔、气腔、第二油腔、第一油腔的压强分别为0.4bar、0.3bar、0.1bar、0.65bar。

进一步地，所述第四密封环的远离机舱侧还连接有第四动密封件，所述第四动密封件一侧为所述水腔，另一侧为外界海水。

进一步地，所述第四动密封件靠近海水的一侧还设有防异物挡板。

进一步地，所述发电机组还包括衬套、轴承、轴承座，轴承套装在传动轴上，轴承座套装在轴承上，衬套安装在轴承座上，第一密封环与衬套连接，所述轴承座上及衬套上开有用于与第二油腔、气腔、水腔对应连通的油道、气道和水道。

本发明的第三个目的是提供一种在所述的潮汐能发电机组上安装水下密封系统的方法。采用如下技术方案：