本發(fā)明涉及密封結(jié)構(gòu)，具體為自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
1、在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)械密封作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件，廣泛應(yīng)用于石油化工、航空航天、能源動(dòng)力等關(guān)鍵行業(yè)，其密封性能和可靠性直接影響旋轉(zhuǎn)機(jī)械的安全運(yùn)行和使用壽命。隨著工業(yè)生產(chǎn)向高速、高壓、高溫及高腐蝕性工況發(fā)展，機(jī)械密封在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，不可避免地會(huì)因機(jī)械摩擦、化學(xué)腐蝕、熱應(yīng)力等因素產(chǎn)生磨損、微小裂紋等損傷。這些損傷不僅會(huì)導(dǎo)致密封性能下降，引發(fā)介質(zhì)泄漏，甚至可能造成旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障，帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。
2、目前，針對(duì)機(jī)械密封損傷的修復(fù)技術(shù)主要包括表面噴涂、激光熔覆、機(jī)械研磨等傳統(tǒng)方法。表面噴涂技術(shù)雖能在一定程度上恢復(fù)機(jī)械密封表面性能，但涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度有限，在復(fù)雜工況下易出現(xiàn)剝落；激光熔覆技術(shù)對(duì)設(shè)備和工藝要求較高，修復(fù)成本昂貴，且難以處理微小裂紋；機(jī)械研磨則僅適用于輕微磨損，對(duì)于較深的裂紋或磨損區(qū)域修復(fù)效果不佳。此外，這些傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)均屬于事后修復(fù)，無(wú)法在機(jī)械密封損傷初期及時(shí)響應(yīng)并進(jìn)行修復(fù)，難以滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)機(jī)械密封高可靠性和長(zhǎng)壽命的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，能夠及時(shí)提供自修復(fù)作用，并且在工作過(guò)程中也能夠及時(shí)響應(yīng)進(jìn)行密封修復(fù)，減少對(duì)工作的影響。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)密封環(huán)、設(shè)置在密封環(huán)中的自修復(fù)組件；所述自修復(fù)組件包括用于響應(yīng)流體介質(zhì)的響應(yīng)材料、連通至密封環(huán)密封接觸的表面的通道、存儲(chǔ)在通道中的修復(fù)材料；所述響應(yīng)材料設(shè)置在密封環(huán)內(nèi)靠近密封環(huán)密封接觸的表面的位置；所述響應(yīng)材料與通道配合，當(dāng)所述密封環(huán)密封接觸的表面開(kāi)裂或磨損后響應(yīng)材料與流體介質(zhì)接觸時(shí)，響應(yīng)材料膨脹將修復(fù)材料擠出通道，以供修復(fù)材料擴(kuò)散至密封環(huán)密封接觸的表面進(jìn)行修復(fù)。
3、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通道的側(cè)面設(shè)置有用于容納響應(yīng)材料的容納槽，所述容納槽連通至通道。
4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通道為環(huán)形，且沿著密封環(huán)的周向延伸；所述容納槽為環(huán)形，且沿著密封環(huán)的周向延伸；或
5、所述自修復(fù)組件設(shè)置有若干個(gè)，且沿著密封環(huán)的周向設(shè)置。
6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通道的兩端設(shè)置有封堵件，用于限制修復(fù)材料泄露；兩端的封堵件分別具有出口和注入口，用于向通道內(nèi)注入修復(fù)材料。
7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述容納槽內(nèi)還設(shè)置有剛性支撐件，該剛性支撐設(shè)置在容納槽內(nèi)對(duì)應(yīng)密封環(huán)密封接觸的表面的位置，且所述剛性支撐件上設(shè)置有若干通孔，用于供流體介質(zhì)經(jīng)過(guò)后與響應(yīng)材料進(jìn)行接觸。
8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述剛性支撐件為u形結(jié)構(gòu)，所述u形結(jié)構(gòu)的開(kāi)口朝向遠(yuǎn)離密封環(huán)密封接觸的表面的一側(cè)，且用于支撐響應(yīng)材料形狀。
9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通道的注入口設(shè)置有注入開(kāi)關(guān)，用于啟閉注入口。
10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述響應(yīng)材料為感應(yīng)軟水凝膠。
11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述密封環(huán)為動(dòng)環(huán)或靜環(huán)或動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組合形成，所述動(dòng)環(huán)和靜環(huán)中至少有一個(gè)設(shè)置有所述自修復(fù)組件。
12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述修復(fù)材料存儲(chǔ)在柔性存儲(chǔ)囊中，且該柔性存儲(chǔ)囊填充在通道中，該柔性存儲(chǔ)囊對(duì)應(yīng)密封環(huán)兩端的位置分別設(shè)置有出口和注入口。
13、本發(fā)明的有益效果，通過(guò)在密封環(huán)中設(shè)置自修復(fù)組件，利用響應(yīng)材料對(duì)流體介質(zhì)的感應(yīng)特性，在密封環(huán)密封接觸表面出現(xiàn)開(kāi)裂或磨損時(shí)，響應(yīng)材料與滲透的流體介質(zhì)接觸后膨脹，推動(dòng)通道內(nèi)的修復(fù)材料流向損傷處，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自主修復(fù)。相較于傳統(tǒng)事后修復(fù)技術(shù)，該結(jié)構(gòu)無(wú)需停機(jī)即可在損傷初期進(jìn)行干預(yù)，減少因停機(jī)修復(fù)對(duì)生產(chǎn)連續(xù)性的影響。
1.一種自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括至少一個(gè)密封環(huán)、設(shè)置在密封環(huán)中的自修復(fù)組件；所述自修復(fù)組件包括用于響應(yīng)流體介質(zhì)的響應(yīng)材料、連通至密封環(huán)密封接觸的表面的通道、存儲(chǔ)在通道中的修復(fù)材料；所述響應(yīng)材料設(shè)置在密封環(huán)內(nèi)靠近密封環(huán)密封接觸的表面的位置；所述響應(yīng)材料與通道配合，當(dāng)所述密封環(huán)密封接觸的表面開(kāi)裂或磨損后響應(yīng)材料與流體介質(zhì)接觸時(shí)，響應(yīng)材料膨脹將修復(fù)材料擠出通道，以供修復(fù)材料擴(kuò)散至密封環(huán)密封接觸的表面進(jìn)行修復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述通道的側(cè)面設(shè)置有用于容納響應(yīng)材料的容納槽，所述容納槽連通至通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述通道的兩端設(shè)置有封堵件，用于限制修復(fù)材料泄露；兩端的封堵件分別具有出口和注入口，用于向通道內(nèi)注入修復(fù)材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述容納槽內(nèi)還設(shè)置有剛性支撐件，該剛性支撐設(shè)置在容納槽內(nèi)對(duì)應(yīng)密封環(huán)密封接觸的表面的位置，且所述剛性支撐件上設(shè)置有若干通孔，用于供流體介質(zhì)經(jīng)過(guò)后與響應(yīng)材料進(jìn)行接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求?5?所述的自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述剛性支撐件為?u形結(jié)構(gòu)，所述?u?形結(jié)構(gòu)的開(kāi)口朝向遠(yuǎn)離密封環(huán)密封接觸的表面的一側(cè)，且用于支撐響應(yīng)材料形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述通道的注入口設(shè)置有注入開(kāi)關(guān)，用于啟閉注入口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述響應(yīng)材料為感應(yīng)軟水凝膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述密封環(huán)為動(dòng)環(huán)或靜環(huán)或動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組合形成，所述動(dòng)環(huán)和靜環(huán)中至少有一個(gè)設(shè)置有所述自修復(fù)組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述修復(fù)材料存儲(chǔ)在柔性存儲(chǔ)囊中，且該柔性存儲(chǔ)囊填充在通道中，該柔性存儲(chǔ)囊對(duì)應(yīng)密封環(huán)兩端的位置分別設(shè)置有出口和注入口。