专利名称：一种非接触式密封系统的制作方法
技术领域：
本发明属于密封技术领域，更具体地，涉及一种可用于含有高压流体的腔体与处于腔体内的运动件之间的非接触式密封系统，并尤其适用于石油开采用抽油机之类设备的非接触密封用途。
背景技术：
工业中存在一类运动件的密封需求，它需要在含有高压流体的腔体与处于该腔体内的运动件之间执行有效密封，以避免高压流体通过腔体与运动件之间的间隙而流至腔体之外。当运动件的截面形状具有时变特性且密封阻力不能过大时，其长期可靠密封难的问题尤为突出。以石油开采过程中使用的抽油机为例，它利用钢丝绳提升位于抽油管中的抽油桶，从而将地下的原油抽出来；但抽油管中含有压力较高的天然气，需要单独储存而不能直接排放至大气中，否则容易引起火灾、中毒等危险。此外，抽油管中的钢丝绳需要进行大行程的往复运动，特别考虑到钢丝绳的截面不是理想光滑的圆截面，其长期可靠密封问题一直未能得到有效解决。针对上述密封问题，目前广泛采用的是接触式密封方式。研究发现，接触式密封方式所存在的不足在于:第一，该密封方式可能因配合过紧，导致密封阻力大、抽油系统能耗高；或者因配合不够紧密，很难对压力较高(如0.5MPa)的天然气形成有效密封；第二，该密封方式存在密封件易磨损、进而导致密封失效的问题，尤其是当运动件往复运动行程大、截面形状随时间变化时，传统接触式密封方式下密封件的磨损问题尤为突出，并造成长期可靠密封难的问题；第三，此类密封系统在应用时还需考虑的一个因素是，管道中高压流体的压力大小存在较大的不确定性，这给利用流体执行非接触式密封造成了一定的困难。例如，对于抽油机而言，如果实现密封功能的流体压力不能跟随被密封天然气的压力而迅速变化，则有可能因为密封流体的压力不够而导致密封失效，或者压力过高导致流体倒流回天然气腔体中去。相应地，在相应领域中存在对现有的密封方式作出调整或进一步改进的技术需求。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或技术需求，本发明的目的在于提供一种非接触式密封系统，其通过采用流体方式来执行非接触密封过程并对关键的密封管道组件相应作出设计和改进，所构建的密封系统具备无磨损、密封阻力小、长期运动可靠的优点，并在增加检测及反馈控制组件后，还具有密封压力可随流体压力波动自适应调节的特点，因而尤其适用于抽油机钢丝绳之类运动件的有效密封。按照本发明的一个方面，提供了一种用于对运动件执行非接触式密封的系统，该系统包括定滑轮组、支撑框架、密封管道单元和供液组件，其特征在于:所述定滑轮组包括分别配备有密封箱的第一定滑轮和第二定滑轮，以及第三定滑轮，其中第一定滑轮和第三定滑轮并列固定安装在支撑框架的上支撑板上，第二定滑轮固定安装在支撑框架的下支撑板下侧且处于第一与第三定滑轮之间，作为密封对象的运动件依次绕过第一、第二和第三定滑轮然后继续输送；所述密封管道单元设置在支撑框架的上、下支撑板之间，并由沿着运动件从第一定滑轮至第二定滑轮的输送路径依次设置的回流缓冲腔和第一密封管道组件、以及沿着运动件从第二定滑轮至第三定滑轮的输送路径而设置的第二密封管道组件共同组成，其中所述第一、第二密封管道组件均以多段管道串联的方式形成，并且彼此相邻的各段管道之间通过管径相对更小的过渡管路相连；所述供液组件用于向第一密封管道组件处于最上端的管道输送密封液，同时与第二密封管道组件保持密封液的回流连通。作为进一步优选地，所述第一、第二密封管道组件中的各段管道彼此间隔地设置，并在间隔位置通过所述过渡管路相连由此实现流体连通。作为进一步优选地，所述第一、第二密封管道组件中的各段管道彼此紧贴地设置，并在接触位置分别具备开有通孔的隔板，所述过渡管路嵌入安装在各个通孔中由此实现流体连通；其中第一密封管路组件中的过渡管路分别安装在对应隔板的上侧，第二密封管路组件中的过渡管路分别安装在对应隔板的下侧。作为进一步优选地，所述第一、第二密封管道组件各自由整体式密封管道和置于其内并具有通孔的多个挡板分隔成多段管道，所述过渡管路嵌入安装在各个通孔中由此实现流体连通；其中第一密封管路组件中的过渡管路分别安装在对应挡板的上侧，第二密封管路组件中的过渡管路分别安装在对应挡板的下侧。作为进一步优选地，所述第一密封管道组件中各段管道内密封液体流过的有效截面积为A1，所述第二密封管道组件中各段管道内密封液体流过的有效截面积为A2，所述过渡管路内密封液体流过的有效截面积为A3，并满足以下关系式=A1 ^ IOA3, A2 ^ 10A3。作为进一步优选地，所述供液组件包括密封液回流管、密封液储存箱、泵和供液管路，其中储存在密封液储存箱内的密封液体在泵的驱动下，经由配备有单向阀的供液管路然后经过密封液入口管输送至第一密封管道组件处于最上端的管道，同时通过密封液回流管与第二密封管道组件保持回流连通。 作为进一步优选地，所述供液组件包括密封液回流管、第一密封液储存箱、泵、供液管路和第二密封液储存箱，其中储存在第一密封液储存箱内的密封液体在泵的驱动下，经由开口端处于第二密封液储存箱底部的供液管路输送至第二密封液储存箱，同时通过密封液回流管与第二密封管道组件保持回流连通；所述第二密封液储存箱在其侧壁的顶端位置设置有气体连通管道用于与所述回流缓冲腔内部的高压气体相连通，并在其侧壁的下端高于底部的位置设置有液体连通管道，由此向第一密封管道组件处于最上端的管道输送密封液。作为进一步优选地,所述系统还包括有检测与控制单元,该检测与控制单元包括气体压力传感器和驱动控制器，其中气体压力传感器用于对第一定滑轮所配备的密封箱内的气体压力执行检测，驱动控制器根据所检测的气体压力变化信号相应调节密封液体的流量和压力，从而使得第一密封管道组件中密封液体的液面压力与密封箱内的气体压力基本
保持一致。
作为进一步优选地,所述系统还包括有检测与控制单元,该检测与控制单元包括入口流量计、出口流量计和驱动控制器，其中入口流量计设置在密封液入口管附近用于检测输送至第一密封管道组件的液体流量，出口流量计设置在密封液回流管附近用于检测回流至密封液储存箱的液体流量，驱动控制器根据两个流量计的检测结果差值相应调节密封液体的流量和压力，从而使得第一密封管道组件中密封液体的液面压力与密封箱内的气体压力基本保持一致。作为进一步优选地,所述系统还包括有检测与控制单元,该检测与控制单元包括液面高度检测装置和驱动控制器，其中液面高度检测装置安装在第二密封也储存箱中用于检测器内部的液面高度，驱动控制器根据所检测的液面高度变化信号相应调节密封液体的流量和压力，从而使得第一密封管道组件中密封液体的液面压力与密封箱内的气体压力基本保持一致。作为进一步优选地，所述第一、第二密封管道组件中分别固定安装有多个导向轮，该导向轮成对地设置在运动件两侧以限制其在密封管道组件中的晃动。作为进一步优选地，所述第一、第二密封管道组件中的各段管道以及过渡管路均由半瓦式结构密封拼接而成。作为进一步优选地，所述运动件为抽油机的钢丝绳。作为进一步优选地，所述密封液体为水、油或者两者的混合物。按照本发明的另一方面，提供了一种用于对运动件执行非接触式密封的系统，该系统包括密封管道单元和供液组件，其特征在于:所述密封管道单元沿着作为密封对象的运动件的输送路径而设置，并包括至少一个密封管道组件，所述密封管道组件以多段管道串联的方式形成，并且彼此相邻的各段管道之间通过管径相对更小的过渡管路相连；所述供液组件包括供液管路、密封液储存箱和密封液回流管，储存在密封液储存箱内的密封液体经由供液管路输送至所述密封管道组件处于最上端的管道，同时通过密封液回流管与密封管道组件保持回流连通。总体而言，按照本发明的非接触式密封系统与现有技术相比，主要具备以下的技术优点:1、由于采用流体方式执行密封，运动部件与固定结构之间基本无接触无摩擦，密封阻力极小，由此在保证密封系统运动寿命长、可靠性高的同时，能够显著降低运动部件的工作能耗；2、通过对密封管道组件的构造进行设计，能够相应产生局部和沿途的压力损失，并使得伴随运动部件的高压气体得以逐渐降低至与大气压相同；此外，还能够缩小运动部件与过渡管道之间的间隙，降低密封液体的流量，进一步降低密封系统运动所需的功率；3、通过配备检测与控制单元，可使密封液体的压力跟随高压气体压力的变化自行调节，因此密封系统适用于不同气体压力条件下的密封，且对高压气体压力的大幅波动有较好的跟随性，密封系统的适用范围广。
图1是按照本发明第一优选实施方式用于对抽油机钢丝绳执行非接触密封的系统总体结构示意图；图2是按照本发明第二优选实施例方式用于对抽油机钢丝绳执行非接触密封的系统总体结构示意图；图3a是按照本发明第三优选实施例方式用于对抽油机钢丝绳执行非接触密封的系统总体结构示意图；图3b是图3a中所示密封系统中下行密封管道的仰视图；图4a是按照本发明第四优选实施例方式用于对抽油机钢丝绳执行非接触密封的系统总体结构示意图；图4b是图4a中所示密封系统中的下行密封管道的仰视图；图5是按照本发明第五优选实施例方式用于对抽油机钢丝绳执行非接触密封的系统总体结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如前所述，工业中经常存在一类运动件的密封需求，它需要在含有高压流体的腔体与处于该腔体内的运动件之间执行有效密封，以避免高压流体通过腔体与运动件之间的间隙而流至腔体之外。然而，现有技术中针对此类运动件的密封方式存在各种不足，因此本发明中期望构建一种新的非接触式密封系统及其密封方式，以便实现更佳的密封效果。为了便于解释和说明，下面将以石油开采过程中所使用的抽油机钢丝绳为例，来具体描述按照本发明的非接触式密封系统对此类运动件的密封原理及过程。图1是按照本发明第一优选实施方式用于对抽油机钢丝绳执行非接触密封的系统总体结构示意图。如图1中所示，按照本发明第一优选实施方式的非接触密封系统主要包括定滑轮组1、支撑框架2、密封管道单元3和供液组件4等部分。定滑轮I包括至少三个定滑轮，即第一定滑轮121、第二定滑轮131和第三定滑轮141，其中第一定滑轮121和第二定滑轮131在其外部分别配置有用于防止高压气体逸出的密封箱122、132，第三定滑轮141的外部譬如配备有防尘箱142 ;为了为作为密封对象的钢丝绳11提供更长更有效的密封行程，作为一种优选设置方式，第一定滑轮121和第三定滑轮141并列固定安装在支撑框架2的上支撑板21上，第二定滑轮131固定安装在支撑框架2的下支撑板22下侧且处于第一与第三定滑轮之间，密封箱122、132与对应的支撑板密封连接，将该处定滑轮及其两侧供钢丝绳通过的通孔密封起来；抽油机的钢丝绳在伸出抽油管之外，依次绕过第一、第二和第三定滑轮，然后譬如与绞车相连以便继续输送。密封管道单元3设置在支撑框架2的上、下支撑板21、22之间，并由回流缓冲腔31、第一密封管道组件32和第二密封管道组件33共同组成。其中回流缓冲腔31和第一密封管道组件32沿着钢丝绳11从第一定滑轮121至第二定滑轮131的输送路径而依次设置，第二密封管道组件33沿着钢丝绳11从第二定滑轮131至第三定滑轮141的输送路径而设置。其中，回流缓冲腔31为上下均开有通孔的腔体，其上端与上支撑板21密封连接，下端与第一密封管道组件32密封连接，回流缓冲腔31的位置应保证使密封箱122与第一密封管道组件32连通，同时使得钢丝绳11从对应的孔中自由穿过。作为关键的改进之一，第一密封管道组件32和第二密封管道组件33均以多段管道串联的方式形成，并且彼此相邻的各段管道之间通过管径相对更小的过渡管路相连，由此构成一种截面大小交替突变的变截面流体通道。如图1中具体所示，第一、第二密封管道组件32、33中的各段管道彼此紧贴地设置，并在接触位置分别具备开有通孔的隔板，在相互贴合并实现通孔对准的隔板上，嵌入安装有管径相对于各段管道的管径更小的过渡管路，其中第一密封管路组件中的过渡管路分别安装在对应隔板的上侧，第二密封管路组件中的过渡管路分别安装在对应隔板的下侧，由此在第一、第二密封管道组件中分别实现变截面的流体通道。为了保证密封管道内部各段过渡管路与钢丝绳之间保持合适的间隙，还可以在立柱框架23上设置一定加工精度的面作为安装基准面，将第一和第二密封管道组件分别固定安装在立柱框架23上，由此提高密封管道系统的整体安装精度。供液组件4譬如包括密封液回流管41、密封液储存箱42、泵43和供液管路44，其中储存在密封液储存箱42内的密封液体5在泵43的驱动下，经由配备有单向阀45的供液管路44然后经过密封液入口管46输送至第一密封管道组件32处于最上端的管道，同时通过密封液回流管41与第二密封管道组件33 (譬如同样处于最上端的一段管道)保持回流连通。由此，密封管道组件、上下支撑板、各定滑轮对应的密封箱共同构成密封液体的流通通道。当泵43工作时，密封液储存箱42中的密封液体5以一定的压力被输送到第一密封管道组件32处于最上端的管道。由于回流缓冲腔31及该管道中高压气体的存在，密封液体
5沿钢丝绳行进路线在第一密封管道组件32 (也即下行密封管道组件)中向下流动，经过密封箱132后，在第二密封管道组件33 (也即上行密封管道组件)中向上流动。在结构设计合理、泵的工作状态调整合适的情况下，密封液体5流至最后一组上行密封管道后其压力与大气压力基本相同，从而保证了密封液体5从密封液回流管41流出至密封液储存箱42中。此外，按照本发明第一优选实施方式的非接触式密封系统还可以包括检测与控制单元6，该检测与控制单元6具体譬如包括气体压力传感器61和驱动控制器62，其中气体压力传感器61安装在密封箱121的内部，用于检测高压气体20的压力；气体压力传感器61检测得到的气体压力信号传至驱动控制器62，驱动控制器62根据检测得到的气体压力变化信号相应控制泵43的运行状态，从而调节密封液体5的流量和压力，最终使得第二密封管道组件32中密封液体5的液面压力与高压气体的压力基本保持一致。下面将更具体地说明按照本发明的非接触式密封系统的工作原理。正常情况下，密封液体的液面压力与高压气体的压力基本保持相等。抽油管、密封箱122、回流缓冲腔31以及密封液体的液面构成高压气体的密封系统，使高压气体不能通过密封管道组件流出至外界。密封管道组件由若干组截面大小交替突变的变截面管道组成，加之小截面管道的入口端突出深入到大截面管道中，因此密封液体以一定的流速从上述每组变截面管道中流过时，存在相对较大的局部压力损失和一定的沿程压力损失；流经一定组数的上述变截面管道后，其压力可以降低到与大气压力基本相同，从而可以直接排放到与大气连通的密封液体储存箱中。当抽油管中的气体压力变化时，利用传感器检测得到的气体压力信号，经过驱动控制器处理后控制泵的运行状态，从而调节密封液体的流量和压力，使密封液体的压力与高压气体的压力基本保持一致。具体而言，当气体压力降低时，密封液体的液面会升高，由于存在容积相对较大的回流缓冲腔，因此密封液体的液面不至于迅速上升并回流到第一定滑轮处的第一密封箱和抽油管中；同时，控制系统根据检测得到的气体压力降低的信号调整泵的工作状态，降低密封液体的流量，从而降低密封管道系统中的液体压力，使密封液体的液面降低至正常水平。当气体压力升高时，密封液体的液面会降低，由于存在多组容积相对较大的密封管道，因此密封液体的液面不至于迅速降低至第二定滑轮处的第二密封箱中；同时，控制系统根据检测得到的气体压力增大的信号调整泵的工作状态，增大密封液体的流量，从而提高密封管道系统中的液体压力，使密封液体的液面升高至正常水平。图2是按照本发明第二优选实施例方式用于对抽油机钢丝绳执行非接触密封的系统总体结构示意图。如图2中所示，该非接触式密封系统在总体结构上与图1中基本相同，主要区别在于采用采用密封液入口管46附近的入口流量计63和密封液回流管41附近的出口流量计64代替第一种实施方式中第一密封箱121内的气体压力传感器61。之所以对检测与控制单元6作出以上调整，主要是考虑到当根据气体压力变化信号控制泵的工作时，此种方式下有可能出现长期运行时密封液体的液面高度漂移，特别是液面逐渐降低时，有可能存在下行密封管道32中无密封液体导致高压气体从上行密封管道33中泄漏出去的隐患。因此，在本优选实施方式中通过利用入口流量计63检测流入密封管道系统的密封液体的流量，同时利用出口流量计64检测流出密封管道系统的密封液体的流量，二者的差值可以反映密封管道系统中密封液体5的液面变化。因此只要控制入口和出口密封液流量差保持为零，即可控制密封液的液面基本保持不变，从而可以将高压气体安全、可靠地密封在密封管道系统中。图3a是按照本发明第三优选实施例方式用于对抽油机钢丝绳执行非接触密封的系统总体结构示意图，图3b是图3a中所示密封系统中下行密封管道的仰视图。如图3a和3b中所示，该非接触式密封系统在总体结构与第二优选实施方式基本相同，主要区别在于在第一密封管道组件32和第二密封管道组件33中分别固定安装有多个导向轮323，这些导向轮323成对地设置在钢丝绳11两侧以限制其在密封管道组件中的晃动，从而防止钢丝绳11与过渡管路322发生碰撞和摩擦。如此不但可以避免过渡管路322在长期运行过程中的磨损从而提高密封系统的使用寿命，而且可以将过渡管道的内径设计得更小，从而提高各组变截面管道的压力损失效果，提高单位长度密封管道系统的密封减压能力。由于正常情况下导向轮323与钢丝绳11之间并无多大作用力，因此因二者之间的摩擦力导致的钢丝绳提升之功率损耗基本可以忽略。图4a是按照本发明第四优选实施例方式用于对抽油机钢丝绳执行非接触密封的系统总体结构示意图，图4b是图4a中所示密封系统中的下行密封管道的仰视图。如图4a和4b中所示，该非接触式密封系统在总体结构与第三优选实施方式基本相同，主要区别在于第一、第二密封管道组件32、33中的各段管道以及过渡管路322均由半瓦式结构密封拼接而成。其中，在半瓦式下行密封管道34中，截面较大的密封管道由下行固定侧半瓦结构341和下行密封侧半瓦结构342密封连接而成；截面较小的过渡管路由两个结构完全相同的半瓦式小截面管道343构成，半瓦式小截面管道343为第三优选实施方式中的过渡管路322沿轴线剖开的一半。在半瓦式上行密封管道35中，截面较大的密封管道由上行固定侧半瓦结构351和上行密封侧半瓦结构352密封连接而成；截面较小的过渡管路也是由两个结构完全相同的半瓦式小截面管道343构成。此外，每一段下行固定侧半瓦结构341和下行密封侧半瓦结构342或者上行固定侧半瓦结构351和上行密封侧半瓦结构352均可以包含多组变截面管道，如此可以减少装配工作量，降低装配误差。此种实施方式的主要优点是可以在不拆除钢丝绳结构的条件下，拆开下行密封管道34或者上行密封管道35，以便维修更换相关零件，特别是易磨损的小截面密封管道343。图5是按照本发明第五优选实施例方式用于对抽油机钢丝绳执行非接触密封的系统总体结构示意图。该非接触式密封系统与以上优选实施方式的主要区别在于三个方面。其一，第一密封管路组件32由外部整体式密封管道361和置于其内的若干组模块化的挡板362分隔成多段管路，各个挡板362上设置通孔用于嵌入安装过渡管路363，相邻的挡板362之间通过挡板位置保持架364隔开以保持一定的距离。其中，挡板362与外部整体式密封管道361之间密封连接，第一密封管路组件中的过渡管路363固定安装于对应挡板362的上侧，而第二密封管路组件中的过渡管路安装于对应挡板的下侧。其二，供液管路44与下行密封管路系统36之间增加有第二密封液储存箱45，第二密封液储存箱45通过气体连通管道46和液体连通管道47与下行密封管道系统36的上端密封连接。气体连通管道46与下行密封管道系统36的连通部位位于下行密封管道系统36靠近顶端处，气体连通管道46与第二密封液储存箱45的连通部位也位于第二密封液储存箱45的靠近顶端处，由此保证下行密封管道系统36内靠近顶端的高压气体20可自由进入第二密封液储存箱45。液体连通管道47与第二密封液储存箱45的连通处低于气体连通管道46与第二密封液储存箱45的连通处一定高度，并且液体连通管道47与第二密封液储存箱45的连通处距离第二密封液储存箱45的内腔底面应有一定距离；液体连通管道47可以保证第二密封液储存箱45中的密封液体5可进入下行密封管道系统36。第二密封液储存箱45的底部开孔与供液管路44密封连接，使密封液储存箱42中的液体可经泵43输送、经由供液管路44进入第二密封液储存箱45。其三，检测系统6中的传感器为安装于第二密封液储存箱45中的液面高度检测装置65，其检测得到的液面高度信息反馈给驱动控制器62，从而控制泵43的运行状态。按照第五优选实施方式所构建的非接触式密封系统的具体工作原理如下:高压气体20的压力促使下行密封管道系统36中的密封液体向下流通，通过变截面密封管道使液体压力逐渐降低。当下行密封管道系统36中的液面下降后，该液面与第二密封液储存箱45中的密封液体存在液面高度差，因有液体连通管道47与上述二者连通，第二密封液储存箱45中的液体在重力作用下自动经由液体连通管道47流入下行密封管道系统36中，从而使下行密封管道系统36中的密封液体高度。当第二密封液储存箱45中的液面高度降低到一定程度，液面高度检测装置65将信号反馈给驱动控制器62来控制泵43开始工作，或者液面高度检测装置65直接触动启动开关来启动泵43的运行，从而开始向第二密封液储存箱45中补充密封液体。当第二密封液储存箱45中的液面高度升高到一定程度，液面高度检测装置65将信号反馈给驱动控制器62来控制泵43停止工作，或者液面高度检测装置65直接触动停止开关来终止泵43的运行，从而停止向第二密封液储存箱45中补充密封液体。此外，对于以上所有的优选实施方式，还可以作出以下的具体改进。例如，所述第一、第一、第二密封管道组件中的各段管道可以彼此间隔地设置，并在间隔位置直接通过过渡管路相连，由此实现流体连通。又如，考虑到第一、第二密封管道组件以及过渡管路自身的规格也对整体密封效果有着直接影响，第一密封管道组件中各段管道内密封液体流过的有效截面积为A1，第二密封管道组件中各段管道内密封液体流过的有效截面积为A2，过渡管路内密封液体流过的有效截面积SA3，并满足以下关系式=A1 ^ IOA3, A2 ^ 10A3。 以上虽然仅以五种优选实施方式为例来解释说明按照本发明的非接触式密封系统，然而显而易见的是，该非接触式密封系统并非仅仅局限于以上构造，例如，作为密封对象的运动件可以并不配置定滑轮组件，而是根据具体需求沿着特定的运动路径予以输送，相应地，按照本发明的非接触式密封系统可以沿着其输送路径而设置，并包括至少一个如上所述各种类型的密封管道组件，同时配备有相应的供液组件。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于对运动件执行非接触式密封的系统，该系统包括定滑轮组(I)、支撑框架(2)、密封管道单元(3)和供液组件(4)，其特征在于: 所述定滑轮组(I)包括分别配备有密封箱(122，132)的第一定滑轮(121)和第二定滑轮(131)，以及第三定滑轮(141)，其中第一定滑轮(121)和第三定滑轮(141)并列固定安装在支撑框架(2)的上支撑板(21)上，第二定滑轮(131)固定安装在支撑框架(2)的下支撑板(22)下侧且处于第一与第三定滑轮之间，作为密封对象的运动件依次绕过第一、第二和第三定滑轮然后继续输送； 所述密封管道单元(3)设置在支撑框架(2)的上、下支撑板(21，22)之间，并由沿着运动件从第一定滑轮(121)至第二定滑轮(131)的输送路径依次设置的回流缓冲腔(31)和第一密封管道组件(32)、以及沿着运动件从第二定滑轮(131)至第三定滑轮(141)的输送路径而设置的第二密封管道组件(33)共同组成，其中所述第一、第二密封管道组件(32，33)均以多段管道串联的方式形成，并且彼此相邻的各段管道之间通过管径相对更小的过渡管路相连； 所述供液组件(4)用于向第一密封管道组件(32)处于最上端的管道输送密封液，同时与第二密封管道组件(33)保持密封液的回流连通。
2.按权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一、第二密封管道组件(32，33)中的各段管道彼此间隔地设置，并在间隔位置通过所述过渡管路相连由此实现流体连通。
3.按权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一、第二密封管道组件(32，33)中的各段管道彼此紧贴地设置，并在接触位置分别具备开有通孔的隔板，所述过渡管路嵌入安装在各个通孔中由此实现流体连通；其中第一密封管路组件中的过渡管路分别安装在对应隔板的上侧，第二密封管路组件中的过渡管路分别安装在对应隔板的下侧。
4.按权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一、第二密封管道组件(32，33)各自由整体式密封管道和置于其内并具有通孔的多个挡板分隔成多段管道，所述过渡管路嵌入安装在各个通孔中由此实现流体连通；其中第一密封管路组件中的过渡管路分别安装在对应挡板的上侧，第二密封管路组件中的过渡管路分别安装在对应挡板的下侧。
5.按权利要求1-4任意一项所述的系统，其特征在于，所述供液组件(4)包括密封液回流管(41)、密封液储存箱(42)、泵(43)和供液管路(44)，其中储存在密封液储存箱(42)内的密封液体在泵(43)的驱动下，经由配备有单向阀(45)的供液管路(44)然后经过密封液入口管(46)输送至第一密封管道组件(32)处于最上端的管道，同时通过密封液回流管(41)与第二密封管道组件(33)保持回流连通。
6.按权利要求1-4任意一项所述的系统，其特征在于，所述供液组件(4)包括密封液回流管(41)、第一密封液储存箱(42 )、泵(43 )、供液管路(44 )和第二密封液储存箱(45 )，其中储存在第一密封液储存箱(42)内的密封液体(5)在泵(43)的驱动下，经由开口端处于第二密封液储存箱(45)底部的供液管路(44)输送至第二密封液储存箱，同时通过密封液回流管(41)与第二密封管道组件(33)保持回流连通；所述第二密封液储存箱(45)在其侧壁的顶端位置设置有气体连通管道(46)用于与所述回流缓冲腔(31)内部的高压气体相连通，并在其侧壁的下端高于底部的位置设置有液体连通管道(47)，由此向第一密封管道组件(32)处于最上端的管道输送密封液。
7.按权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括有压力式或流量式检测与控制单元，当作为压力式检测与控制单元时，其包括气体压力传感器(61)和驱动控制器(62)，其中气体压力传感器(61)用于对第一定滑轮(131)所配备的密封箱(122)内的气体压力执行检测，驱动控制器(62)根据所检测的气体压力变化信号相应调节密封液体的流量和压力，从而使得第一密封管道组件(32)中密封液体的液面压力与密封箱(122)内的气体压力基本保持一致；而当作为流量式检测与控制单元时，其包括入口流量计(63)、出口流量计(64 )和驱动控制器(62 )，其中入口流量计(63 )设置在密封液入口管(46 )附近用于检测输送至第一密封管道组件的液体流量，出口流量计(64)设置在密封液回流管(41)附近用于检测回流至密封液储存箱(42)的液体流量，驱动控制器(62)根据两个流量计的检测结果差值相应调节密封液体的流量和压力，从而使得第一密封管道组件(32)中密封液体的液面压力与密封箱(122)内的气体压力基本保持一致。
8.按权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括有检测与控制单元，该检测与控制单元包括液面高度检测装置(65)和驱动控制器(62)，其中液面高度检测装置(65)安装在第二密封也储存箱(45)中用于检测器内部的液面高度，驱动控制器(62)根据所检测的液面高度变化信号相应调节密封液体的流量和压力，从而使得第一密封管道组件(32)中密封液体的液面压力与密封箱(122 )内的气体压力基本保持一致。
9.按权利要求1-8任意一项所述的系统，其特征在于，所述第一、第二密封管道组件(32，33)中的各段管道以及过渡管路均由半瓦式结构密封拼接而成。
10.一种用于对运动件执行非接触式密封的系统，该系统包括密封管道单元和供液组件，其特征在于: 所述密封管道单元沿着作为密封对象的运动件的输送路径而设置，并包括至少一个密封管道组件，所述密封管道组件以多段管道串联的方式形成，并且彼此相邻的各段管道之间通过管径相对更小的过 渡管路相连； 所述供液组件包括供液管路、密封液储存箱和密封液回流管，储存在密封液储存箱内的密封液体经由供液管路输送至所述密封管道组件处于最上端的管道，同时通过密封液回流管与密封管道组件保持回流连通。
全文摘要
本发明公开了一种用于对运动件执行非接触式密封的系统，包括定滑轮组、支撑框架、密封管道单元和供液组件，其中定滑轮组用于将作为密封对象的运动件分别沿着上行和下行的行程予以输送；密封管道单元分别沿着运动件的上行和下行行程而设置，并各自以多段管道串联的方式形成，其中彼此相邻的各段管道之间通过管径相对更小的过渡管路相连；供液组件用于向下行密封管道组件输送密封液，同时与上行密封管道组件保持密封液的回流连通。本发明中还公开了其他一些优选构造形式。通过本发明，所构建的密封系统具备无磨损、密封阻力小、长期运行可靠的优点，并可使密封压力随流体压力波动自适应调节，因而尤其适用于抽油机钢丝绳之类运动件的有效密封。
文档编号F16J15/40GK103090010SQ20131001283
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者陈学东, 陈清海, 姜伟, 李小清, 严可涵 申请人:苏州大一装备科技有限公司