[实用新型]一种基于弹簧比压在线调控的自适应干气密封系统

说明书

一种基于弹簧比压在线调控的自适应干气密封系统，包括干气密封装置和弹簧比压在线调控系统。所述干气密封装置包括干气密封的静环、动环、动环座、卡环以及机器壳体和密封压盖；所述弹簧比压在线调控系统包括主机、测量元器件、采样存储器、标准数据库、比较器、控制器和弹力作动系统，所述弹力作动系统包括执行机构、伺服电机、伺服电机座、顶杆、弹簧座、弹簧和推环，所述测量元器件包括转速测量仪、流量计和压力传感器。所述弹簧比压在线调控系统将测得的密封转速、压力输入标准数据库得到对应的泄漏率极限值，并经比较器与流量计实测的泄漏率比较，再经主机给出信号，激励和控制伺服电机，改变弹簧的弹力直至控制实际泄漏率小于泄漏率极限值。

技术领域

本实用新型属于干气密封领域，涉及一种用于密封干气的基于在线调控的自适应干气密封系统，能够满足包括石油、化工、核能、航天航空等工业中旋转机械长周期安全运行的要求，特别是压缩机等高速旋转设备的轴封装置。

背景技术

随着我国“西气东输”战略的实施，其核心设备--管线压缩机的可靠性和稳定性受到越来越多的关注，而其关键部位的密封问题日益成为许多学者研究的重点内容。干气密封具有低泄漏、低摩擦功耗等优异特性，但仍然存在在变工况环境下运行不稳定甚至失效的问题。

目前机械密封设计点稳定运行，当工况发生变化时，如转速、压力波动等变工况的情况发生时，则可能会导致密封失效；随着工业的高速发展，机械密封的工作趋于高温、高速和高压，一旦出现密封失效，不仅浪费能源和材料，而且污染环境，甚至造成人员伤亡等危害；随着石油、化工、核能、航空航天等工业运转周期的延长及对安全环保的重视，也必然要求机械密封能够长周期安全的运行。

国内彭旭东等人提出可控机械密封思想，指出设计一种能控制开启力或闭合力，进而控制膜厚的机械密封装置具有深远的意义；Salant R F和Wolff P等， Heilala J等，Etsion Z等，Zou M等均采用通过对端面温升的监测来实现对密封的控制，确定闭合力对应的液膜几何尺寸，得到了密封环端面温度和泄漏率。将静环内侧温度和泄漏率作为反馈参数，闭合力作为调节参数，建立了螺旋机械密封的控制方法。依据该方法，结合反馈，调节机械系统，可实现螺旋槽机械密封的可控运行，从而可提高螺旋槽机械密封的变工况适应能；美国的R.F.Salant等研制的可控机械密封装置和电控双端面机械密封，以端面温度作为反馈信号，其可控密封装置由动环、带温度传感器的静环及静环后设置的促动器组成，促动器在静环背面施加轴向力，迫使静环表面变形，在密封表面之间形成收敛间隙，输入电压越高，获得的收敛度越大，密封面之间的液膜越厚，反之亦然，最终达到调节膜厚，保证密封性能和提高密封寿命。然而，密封面之间的收敛度绝境应控制在什么程度，仍是困扰着许多学者的问题。A.L.Millor 等研制了机械密封装置的自适应系统；国内陆锋等人提出基于TMS320F2812的机械密封监控系统的设计。

迄今为止，国内外对可控机械密封的研究主要集中在机械密封参数检测及单一结构参数控制系统的研制，且大部分需要人工操作，不是自动进行。其系统的智能化水平低，控制效果滞后，自适应能力差，不能对机械密封在一段时间内的变化规律做出正确预测从而实现智能控制。

发明内容

本实用新型要克服现有技术的上述缺点，提供一种基于在线调控的自适应干气密封系统，可以很多程度上解决机械密封智能化低的问题。