一种监测密封端面开闭状态的监测式动压密封装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种监测密封端面开闭状态的监测式动压密封装置与方法，以解决现有技术中不能实时、精确判断密封端面开闭状态临界转速的问题。该装置包括：密封动环、密封静环、静环垫、静环座、弹性元件以及传感器组件。本发明专利技术实施例采用传感器元件检测阻止密封静环旋转的剪切阻力值大小；在剪切阻力减小的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面开启；在剪切阻力增大的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面闭合；在剪切阻力不变的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面的开闭状态不变。密封在使用中可迅速提升转速直至密封端面开启，可以有效的规避磨损转速区间，避免密封端面长时间未开启而引起的密封端面磨损失效。

【技术实现步骤摘要】
一种监测密封端面开闭状态的监测式动压密封装置与方法
本专利技术实施例涉及密封
，尤其涉及一种监测密封端面开闭状态的监测式动压密封装置与方法。
技术介绍
密封端面闭合与开启(开闭状态)转换的转速称为临界开启转速，是表征密封开启性能的重要参数。密封端面开启的瞬间，密封的泄漏量会有显著变化。通过观测密封泄漏量的突变判断密封开闭状态转换，是现有监测密封开闭状态的常用方法。其缺点是：泄漏量变化受环境因素影响可能不甚明显，同时泄漏通道(泄漏腔体、管)较长，泄漏突变现象存在滞后。因此，观测密封泄漏量突变的方法只能判断密封端面开闭状态临界转速的范围，不适用于精准、实时获得临界开启转速，判断密封端面开闭状态。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种监测密封端面开闭状态的监测式动压密封装置与方法，以解决现有技术中，不能实时、精确判断密封端面开闭状态临界转速的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种监测密封端面开闭状态的监测式动压密封装置，包括：密封动环、密封静环、静环座以及传感器组件；其中，传感器组件包括传感器元件和处理器，传感器元件和处理器通过插拔连接实现数据传递；传感器元件一端设置在静环座上，一端插入密封静环底部，阻止在动环旋转时密封静环的旋转趋势，同时检测阻止密封静环旋转的剪切阻力值大小，并将剪切阻力值传递至处理器；处理器用于在剪切阻力值减小的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面开启；在剪切阻力值增大的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面闭合；在剪切阻力值不变的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面的开闭状态不变。可选地，所述传感器元件为多个，多个传感器元件沿所述静环座的周向排布，保证密封静环受力均匀。可选地，所述装置还包括弹性元件，所述弹性元件预压紧于密封静环与密封动环之间，保证密封静环与密封动环在密封静止时紧紧贴合。可选地，所述弹性元件为多个，多个所述弹性元件沿所述静环座的周向均布，保证静环垫受力均匀。可选地，所述密封静环与弹性元件之间设置有接触面平整的金属静环垫，保证弹性元件的预紧力均匀地传递给密封静环。可选地，所述密封静环侧面设置有安装密封圈的密封圈凹槽，密封圈凹槽深度小于密封圈直径尺寸的5％～20％，工作时密封圈变形，与密封静环和静环座紧紧贴合，起到辅助密封作用。可选地，所述静环座外侧面上设有安装密封圈的密封圈凹槽，密封圈凹槽深度小于密封圈直径尺寸的5％～20％，工作时密封圈变形，与密封圈凹槽内壁以及所述装置外部的轴承腔腔体紧紧贴合，起到辅助密封作用。可选地，所述密封动环与密封静环接触的面为密封动环端面，所述密封动环端面上开设有微米级动压槽，在密封运转时，流体进入动压槽产生动压效果，分开密封动环与密封静环。另一方面，本专利技术实施例提供一种监测密封端面开闭状态的方法，应用于上述监测端面开闭状态的监测式动压密封装置；所述方法包括：传感器元件检测阻止密封静环旋转的剪切阻力值大小,并将剪切阻力值传递至处理器；处理器用于在剪切阻力值减小的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面开启；在剪切阻力值增大的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面闭合；在剪切阻力值不变的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面的开闭状态不变。本专利技术实施例中，监测端面开闭状态的监测式动压密封装置可以安装在旋转轴上，旋转轴静止时，密封静环端面与密封动环端面紧密贴合，密封端面不产生摩擦力，传感器元件不受周向剪切力；所述旋转轴加速旋转，传感器元件会受到随预设速度连续变化的剪切力，此剪切力大小约等于密封动环和密封静环的摩擦力与O形圈和静环座壁面之间的周向摩擦力的差值；由于存在动压槽结构，流体剪切力作用将会推开密封静环，推开密封静环瞬间，开闭状态转换，密封动环与密封静环之间的摩擦力突然降低，传感器元件受力发生突变，表明密封端面开闭状态发生改变，旋转轴减速时，力值变化过程相反。本专利技术实施例中，监测式动压密封装置包括密封动环、密封静环、静环垫、安装座、弹性元件、传感器组件。本专利技术实施例中，将传感器组件装入监测式动压密封装置，测量密封端面开闭状态下传感器元件所受剪切力的变化，实时、精确地判断密封端面开闭状态。本专利技术实施中无需观察泄漏量等具有延迟特性的不明显的表征，能直接接收传感器元件传来的力值变化，判断密封端面开闭状态。密封在使用中可迅速提升转速直至密封端面开启，有效的规避磨损转速区间，避免密封端面长时间未开启而引起的密封端面磨损失效。附图说明为了更清楚地阐述一种监测密封端面开闭状态的方法及监测式动压密封的工作原理，将结合附图详细对其进行说明。附图仅为本专利技术的一种实施例，用于描述技术方案，本专利技术并不被此实施例限制。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的监测式动压密封装置的结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的监测式动压密封装置的工作原理图。图3为本专利技术实施例提供的监测密封端面开闭状态的方法的流程示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开范围完整地传达给本领域的技术人员。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面首先对本专利技术实施例提供的监测式动压密封进行说明。图1中示出了本专利技术实施案例提供的监测式动压密封装置的结构示意图。如图1所示，此套密封装置包括密封动环1、密封静环2、弹性元件3、弹簧垫4、弹簧座5、传感器组件6、密封圈7、8。其中弹簧座5凹槽底部有安装传感器元件螺纹孔以及略大于弹性元件3直径的小孔，弹簧另一侧放上弹簧垫。需要指出的是，本专利技术弹性元件3的外径要小于弹簧座5上安装弹性元件的小孔的直径，保证弹性元件3能够顺利装入弹簧座5，避免在弹性元件3被压缩时，磕碰弹簧座5。弹性元件3在静止时受到压缩产生弹力，使得密封静环2与密封动环1紧紧贴合。密封静环2紧紧贴合弹簧垫4，密封静环2靠近弹簧垫4侧开有环形的密封圈槽，槽中放置密封圈7。安装在密封静环2上的密封圈7与弹簧座5、弹簧垫4接触。可选地，可以在密封静环2密封静环端面对侧的侧边开槽，也可以根据结构开在不破坏密封静环端面的侧边的任意位置或者弹簧座5上，本实施例不做任何限制。弹簧座5的外侧与装置外部的轴承腔腔体紧密接触，外侧开有密封圈槽，用于放置密封圈8，起到密封腔内流体的作用。可选地，可以在弹簧座5外侧开槽，也可以根据结构开在弹簧座安装位置的腔体上，本实施例不做任何限制。密封圈7、8起到辅助密封作用，其在密封圈槽内受到挤压时产生接触应力，阻止流体泄漏。可选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监测密封端面开闭状态的监测式动压密封装置，其特征在于，包括密封动环、密封静环、静环座、传感器组件；其中，传感器组件包括传感器元件和处理器，传感器元件和处理器通过插拔连接实现数据传递；传感器元件一端设置在静环座上，一端插入密封静环底部，阻止在密封动环旋转时密封静环的旋转趋势，同时检测阻止密封静环旋转的剪切阻力值大小，并将剪切阻力值传递至处理器；处理器用于在剪切阻力值减小的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面开启；在剪切阻力值增大的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面闭合；在剪切阻力值不变的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面的开闭状态不变。/n

【技术特征摘要】
1.一种监测密封端面开闭状态的监测式动压密封装置，其特征在于，包括密封动环、密封静环、静环座、传感器组件；其中，传感器组件包括传感器元件和处理器，传感器元件和处理器通过插拔连接实现数据传递；传感器元件一端设置在静环座上，一端插入密封静环底部，阻止在密封动环旋转时密封静环的旋转趋势，同时检测阻止密封静环旋转的剪切阻力值大小，并将剪切阻力值传递至处理器；处理器用于在剪切阻力值减小的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面开启；在剪切阻力值增大的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面闭合；在剪切阻力值不变的情况下，确定密封动环和密封静环之间的密封端面的开闭状态不变。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器元件为多个，多个传感器元件沿所述静环座的周向排布。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括弹性元件，所述弹性元件预压紧于密封静环与密封动环之间。


4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述弹性元件为多个，多个所述弹性元件沿所述静环座的周向均布。


5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，密封静环与弹性元件之间设置有接触面平整的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李双喜，廖浩然，郑娆，赵汉元，赵祥，黄柏淇，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11