机械密封及其密封端面变形程度的调节方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114623239A(43)申请公布日2022.06.14(21)申请号202210270733.1(22)申请日2022.03.18(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园(72)发明人黄伟峰尹源孙一卓李德才刘向锋刘莹王玉明(74)专利代理机构北京华进京联知识产权代理有限公司11606专利代理师金铭(51)Int.Cl.F16J15/34(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图8页(54)发明名称机械密封及其密封端面变形程度的调节方法(57)摘要本发明涉及一种机械密封及其密封端面变形程度的调节方法。该机械密封包括静环、动环、环座及致动件；静环与动环相对分布的两个密封端面之间具有间隙；致动件设置在环座上并与静环和/或动环的非密封端面相贴合，以向静环和/或动环提供轴向支持力。该机械密封的致动件可向静环和/或动环提供轴向支持力，那么通过调整轴向支持力在静环和/或动环非密封端面上的分布便能够对静环和/或动环密封端面的变形程度产生极大的影响，使得静环与动环两密封端面的间隙锥度调节范围大，能涵盖收敛锥度和发散锥度；且该机械密封对静环和/或动环本身结构无特殊要求，可以通过调整致动力对静环和/或动环的支撑点的轴向位移，来改变轴向支持力的大小。CN114623239ACN114623239A权利要求书1/1页1.一种机械密封，其特征在于，包括：静环(100)、动环(200)、环座(300)及致动件(400)；所述静环(100)与所述动环(200)相对分布的两个密封端面之间具有间隙；所述致动件(400)设置在所述环座(300)上并与所述静环(100)和/或所述动环(200)的非密封端面相贴合，以向所述静环(100)和/或所述动环(200)提供轴向支持力。2.根据权利要求1所述的机械密封，其特征在于，所述致动件(400)为压电陶瓷并与所述静环(100)的非密封端面相贴合。3.根据权利要求2所述的机械密封，其特征在于，所述致动件(400)与所述静环(100)的非密封端面的内侧区域和/或外侧区域相贴合。4.根据权利要求2所述的机械密封，其特征在于，所述致动件(400)为环状或块状。5.根据权利要求4所述的机械密封，其特征在于，所述致动件(400)的数目为多个，且所述致动件(400)绕所述静环(100)周向分布。6.根据权利要求5所述的机械密封，其特征在于，所述机械密封还包括保持架(500)，所述保持架(500)沿自身周向设置有多个限位腔，所述致动件(400)限位于对应的所述限位腔中。7.根据权利要求6所述的机械密封，其特征在于，所述限位腔的腔壁设置有多个卡紧凸起(510)，多个所述卡紧凸起(510)配合夹持对应的所述致动件(400)。8.根据权利要求1‑7任一项所述的机械密封，其特征在于，所述环座(300)靠近所述静环(100)的壁上设置支持凸起(310)，所述支持凸起(310)用于支撑所述静环(100)和/或所述动环(200)的非密封端面。9.根据权利要求1‑7任一项所述的机械密封，其特征在于，所述机械密封还包括腔壳(600)，所述环座(300)固接于所述腔壳(600)内，所述动环(200)、所述静环(100)及所述致动件(400)位于所述腔壳(600)中。10.一种如权利要求1‑9任一项所述的机械密封的密封端面变形程度的调节方法，其特征在于，所述调节方法包括：利用致动件(400)向静环(100)和/或动环(200)提供轴向支持力，从而调节所述静环(100)和/或所述动环(200)的密封端面的变形程度。2CN114623239A说明书1/8页机械密封及其密封端面变形程度的调节方法技术领域[0001]本发明涉及机械密封技术领域，特别是涉及一种机械密封及其密封端面变形程度的调节方法。背景技术[0002]机械密封是一种端面动密封装置，其需要在维持低泄漏或无泄漏的同时，降低或消除摩擦副的摩擦磨损以延长寿命。机械密封主要由一对密封环构成，其中一个随轴旋转的密封环称为动环，另外一个不随轴旋转的密封环称为静环。在运行时，动、静环之间会形成一流体薄膜，这种流体薄膜可以减少动、静环两密封端面之间的接触磨损。流体薄膜的厚度会影响动、静环两密封端面的接触状态，而动、静环两密封端面的间隙形状会影响流体薄膜的厚度。其中，动、静环两密封端面的间隙形状主要分为收敛间隙、发散间隙、平行间隙。正常工作状态下，动、静环两密封端面的间隙为收敛间隙，密封端面高压流体提供密封开启力，如果这种收敛的锥度变大，开启力会变大，平均流体薄膜厚度会增加，密封泄漏会增加；相反，收敛锥度变小，开启力变小，流体薄膜厚度减小，泄漏减少；若产生发散间隙或平行间隙，流体薄膜可能直接崩溃，导致动、静环两端面直接接触。因此，为了减