[發明專利]一種監測密封端面開閉狀態的監測式動壓密封裝置與方法

在審

• 申請號: 202011056369.6
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112096879A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李雙喜;廖浩然;鄭嬈;趙漢元;趙祥;黃柏淇
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: F16J15/34
• 分類號: F16J15/34;F16J15/3284;F16J15/3268;G01L5/00
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本發明實施例提供一種監測密封端面開閉狀態的監測式動壓密封裝置與方法，以解決現有技術中不能實時、精確判斷密封端面開閉狀態臨界轉速的問題。該裝置包括：密封動環、密封靜環、靜環墊、靜環座、彈性元件以及傳感器組件。本發明實施例采用傳感器元件檢測阻止密封靜環旋轉的剪切阻力值大小；在剪切阻力減小的情況下，確定密封動環和密封靜環之間的密封端面開啟；在剪切阻力增大的情況下，確定密封動環和密封靜環之間的密封端面閉合；在剪切阻力不變的情況下，確定密封動環和密封靜環之間的密封端面的開閉狀態不變。密封在使用中可迅速提升轉速直至密封端面開啟，可以有效的規避磨損轉速區間，避免密封端面長時間未開啟而引起的密封端面磨損失效。

技術領域

本發明實施例涉及密封技術領域，尤其涉及一種監測密封端面開閉狀態的監測式動壓密封裝置與方法。

背景技術

密封端面閉合與開啟(開閉狀態)轉換的轉速稱為臨界開啟轉速，是表征密封開啟性能的重要參數。密封端面開啟的瞬間，密封的泄漏量會有顯著變化。通過觀測密封泄漏量的突變判斷密封開閉狀態轉換，是現有監測密封開閉狀態的常用方法。其缺點是：泄漏量變化受環境因素影響可能不甚明顯，同時泄漏通道(泄漏腔體、管)較長，泄漏突變現象存在滯后。因此，觀測密封泄漏量突變的方法只能判斷密封端面開閉狀態臨界轉速的范圍，不適用于精準、實時獲得臨界開啟轉速，判斷密封端面開閉狀態。

發明內容

本發明實施例提供一種監測密封端面開閉狀態的監測式動壓密封裝置與方法，以解決現有技術中，不能實時、精確判斷密封端面開閉狀態臨界轉速的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種監測密封端面開閉狀態的監測式動壓密封裝置，包括：密封動環、密封靜環、靜環座以及傳感器組件；其中，

傳感器組件包括傳感器元件和處理器，傳感器元件和處理器通過插拔連接實現數據傳遞；傳感器元件一端設置在靜環座上，一端插入密封靜環底部，阻止在動環旋轉時密封靜環的旋轉趨勢，同時檢測阻止密封靜環旋轉的剪切阻力值大小，并將剪切阻力值傳遞至處理器；處理器用于在剪切阻力值減小的情況下，確定密封動環和密封靜環之間的密封端面開啟；在剪切阻力值增大的情況下，確定密封動環和密封靜環之間的密封端面閉合；在剪切阻力值不變的情況下，確定密封動環和密封靜環之間的密封端面的開閉狀態不變。

可選地，所述傳感器元件為多個，多個傳感器元件沿所述靜環座的周向排布，保證密封靜環受力均勻。

可選地，所述裝置還包括彈性元件，所述彈性元件預壓緊于密封靜環與密封動環之間，保證密封靜環與密封動環在密封靜止時緊緊貼合。

可選地，所述彈性元件為多個，多個所述彈性元件沿所述靜環座的周向均布，保證靜環墊受力均勻。

可選地，所述密封靜環與彈性元件之間設置有接觸面平整的金屬靜環墊，保證彈性元件的預緊力均勻地傳遞給密封靜環。

可選地，所述密封靜環側面設置有安裝密封圈的密封圈凹槽，密封圈凹槽深度小于密封圈直徑尺寸的5％～20％，工作時密封圈變形，與密封靜環和靜環座緊緊貼合，起到輔助密封作用。

可選地，所述靜環座外側面上設有安裝密封圈的密封圈凹槽，密封圈凹槽深度小于密封圈直徑尺寸的5％～20％，工作時密封圈變形，與密封圈凹槽內壁以及所述裝置外部的軸承腔腔體緊緊貼合，起到輔助密封作用。

可選地，所述密封動環與密封靜環接觸的面為密封動環端面，所述密封動環端面上開設有微米級動壓槽，在密封運轉時，流體進入動壓槽產生動壓效果，分開密封動環與密封靜環。

另一方面，本發明實施例提供一種監測密封端面開閉狀態的方法，應用于上述監測端面開閉狀態的監測式動壓密封裝置；所述方法包括：

傳感器元件檢測阻止密封靜環旋轉的剪切阻力值大小,并將剪切阻力值傳遞至處理器；