專利名稱：柔性密封系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型密封系統(tǒng)，特別涉及一種具有對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行自動(dòng)適應(yīng)的柔性密封系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的密封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在使用過程中均保持不變，可將其定義為剛性密封系統(tǒng)。 例如剛性密封系統(tǒng)中的固體摩擦密封裝置，在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)使用工況對(duì)其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，例如摩擦副的端面寬度、有效和名義接觸面積、彈簧等結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行選擇，并由此確定固體摩擦密封裝置的主要使用和性能參數(shù)例如載荷系數(shù)、端面比壓等。剛性密封系統(tǒng)在使用過程中容易產(chǎn)生下列問題首先，設(shè)計(jì)時(shí)所采用的使用工況與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的使用工況可能存在差別。當(dāng)兩者工況值差別較大時(shí)，由于結(jié)構(gòu)參數(shù)固定不變， 主要使用和性能參數(shù)將偏離設(shè)計(jì)要求，容易造成密封裝置使用壽命縮短，甚至密封失效。其次，固體摩擦密封裝置在使用過程中由于摩擦副的摩擦磨損(例如石墨環(huán)在使用過程中高度變矮造成彈簧力變化)，輔助密封裝置的物理性能的改變(例如0型圈的硬度變化造成輔助密封圈摩擦力變化)都將造成主要性能參數(shù)偏離設(shè)計(jì)要求。最后，由于現(xiàn)場(chǎng)使用工況在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大波動(dòng)時(shí)，也將造成主要使用和性能參數(shù)偏離設(shè)計(jì)要求。剛性密封系統(tǒng)中的非固體摩擦密封裝置也存在相類似的問題。在設(shè)計(jì)非接觸式密封裝置時(shí)，根據(jù)使用工況對(duì)密封裝置的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)例如端面寬度、槽型結(jié)構(gòu)、彈簧比壓等進(jìn)行設(shè)計(jì)，但實(shí)際使用過程中使用工況和設(shè)計(jì)工況的偏差，使用工況的突變等，都容易造成氣膜厚度、泄漏量、耗氣量等實(shí)際性能參數(shù)無法滿足使用要求。另外由于各種其他原因造成主要使用和性能參數(shù)偏離設(shè)計(jì)要求的情況還有很多，而目前剛性密封系統(tǒng)的特點(diǎn)，勢(shì)必造成密封裝置的密封性能變差、壽命縮短、甚至密封失效的狀況。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有密封系統(tǒng)的缺陷，本發(fā)明提供了一種具有對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行自動(dòng)適應(yīng)的柔性密封系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的措施是柔性密封系統(tǒng)，由參數(shù)的采集或連動(dòng)裝置和密封結(jié)構(gòu)調(diào)整裝置或附加力裝置組成，參數(shù)的采集或連動(dòng)裝置中設(shè)置有傳感器，密封結(jié)構(gòu)調(diào)整裝置中設(shè)置有連接在彈簧座上的彈簧，彈簧座通過位移裝置與傳動(dòng)座相連，附加力裝置中設(shè)置有磁場(chǎng)；所述磁場(chǎng)由連接在靜環(huán)上的金屬座和金屬座內(nèi)部帶有鐵芯的通電螺線管或磁鐵組成；所述鐵芯的材質(zhì)為軟鐵或鋼；所述磁鐵的材質(zhì)為馬氏體鋼、鋁鎳鈷磁性材料、鐵氧體磁性材料、稀土鈷磁性材料或可被磁化的材料； 所述鐵芯的形狀為蹄形，鐵芯上纏繞有相反旋向的線圈。
本發(fā)明的有益效果首先，避免剛性密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)無法改變的缺陷，當(dāng)使用工況與設(shè)計(jì)工況相偏離時(shí)，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)或通過在裝置中增加額外的附加力，使性能和使用工況保持最佳；其次，柔性密封系統(tǒng)中密封性能和使用壽命這對(duì)相互制約的參數(shù)可以在使用過程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整；最后，對(duì)于非固體摩擦密封裝置，在密封開啟、 運(yùn)行、停機(jī)階段由于裝置旋轉(zhuǎn)速度的不同，容易造成開啟力和密封膜厚度與實(shí)際要求的最佳工況有所差異，柔性系統(tǒng)將通過調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)使得密封系統(tǒng)在運(yùn)行的不同階段使用參數(shù)均保持最佳，達(dá)到增加密封可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，避免發(fā)生泄露事故等。


圖1、本發(fā)明在固體摩擦密封裝置中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2、本發(fā)明在非固體摩擦密封裝置中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)表示1、傳動(dòng)座；2、壓力傳感器；3、位移裝置；4、彈簧座；5、彈簧；6動(dòng)環(huán)；7溫度傳感器；8、氣膜厚度傳感器；9、靜環(huán)；10、金屬座；11、通電螺線；12、流量傳感器； 13、轉(zhuǎn)速傳感器.
具體實(shí)施例方式柔性密封系統(tǒng)，由參數(shù)的采集或連動(dòng)裝置和密封結(jié)構(gòu)調(diào)整裝置或附加力裝置組成，參數(shù)的采集或連動(dòng)裝置中設(shè)置有傳感器，密封結(jié)構(gòu)調(diào)整裝置中設(shè)置有連接在彈簧座4 上的彈簧5，彈簧座4通過位移裝置3與傳動(dòng)座1相連，附加力裝置中設(shè)置有磁場(chǎng)；所述磁場(chǎng)由連接在靜環(huán)9上的金屬座10和金屬座10內(nèi)部帶有鐵芯的通電螺線管11或磁鐵組成； 所述鐵芯的材質(zhì)為軟鐵或鋼；所述磁鐵的材質(zhì)為馬氏體鋼、鋁鎳鈷磁性材料、鐵氧體磁性材料、稀土鈷磁性材料或可被磁化的材料；所述鐵芯的形狀為蹄形，鐵芯上纏繞有相反旋向的線圈。實(shí)例一固體摩擦密封裝置的傳動(dòng)座1內(nèi)部嵌套可沿傳動(dòng)軸向移動(dòng)的位移裝置3， 位移裝置3與壓力傳感器2相連，當(dāng)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行壓力與設(shè)定壓力有偏離時(shí)，位移裝置3 將壓力偏差轉(zhuǎn)換為沿軸向的位移量，通過將彈簧座4與位移裝置3相連調(diào)整彈簧5的壓縮量，達(dá)到調(diào)整使用工況的目地。實(shí)例二 在固體摩擦密封裝置的動(dòng)環(huán)6上布置溫度傳感器7，當(dāng)摩擦副端面溫度超過設(shè)定值時(shí)，軸向位移裝置3將使彈簧座沿軸線位移，調(diào)整彈簧5的壓縮量，改善密封裝置的使用性能。實(shí)例三在非固體摩擦密封裝置的靜環(huán)9上布置氣膜厚度傳感器8，靜環(huán)嵌套在可被磁化的金屬座內(nèi)10，在金屬座的周圍纏繞通電螺線11。傳動(dòng)座1內(nèi)裝載磁鐵或能在磁場(chǎng)中受力的裝置。螺線管內(nèi)的電流強(qiáng)弱和方向通過氣膜厚度傳感器所獲得的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整， 得到強(qiáng)弱和方向都可控制的磁場(chǎng)。當(dāng)摩擦副的氣膜厚度與設(shè)定值有所偏差時(shí)，靜環(huán)在磁場(chǎng)中將受到額外附加的磁場(chǎng)力，從而達(dá)到調(diào)整氣膜厚度，改善使用性能的目地。實(shí)例四在非固體摩擦密封裝置的旋轉(zhuǎn)部件如傳動(dòng)座1上布置轉(zhuǎn)速傳感器13。在運(yùn)行的不同階段，通過調(diào)整金屬座10周圍纏繞通電螺線11電流獲得實(shí)際使用需要的附加磁場(chǎng)力。例如當(dāng)密封的開始運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，使靜環(huán)9獲得額外的附加開啟力，使得低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦副的密封端面仍能打開，減少端面磨損。
實(shí)例五在非固體摩擦密封裝置的引火炬處布置流量傳感器12，當(dāng)泄漏量偏離設(shè)定值時(shí)，通過調(diào)整螺線管11電流大小使靜環(huán)獲得額外的開啟力或閉合力，達(dá)到調(diào)整氣膜厚度控制泄漏量的目地。上述各種采集或連動(dòng)裝置和調(diào)整裝置可以進(jìn)行組合，如在固體摩擦裝置中采用添加附加磁場(chǎng)力，或在非固體摩擦裝置中采用位移調(diào)整裝置調(diào)整彈簧力，或取消彈簧裝置直接采用磁場(chǎng)力作為開啟和閉合力，或采用采集其他不同的信號(hào)裝置等等，均可得到本發(fā)明其它各種變化的不同結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果首先，避免剛性密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)無法改變的缺陷，當(dāng)使用工況與設(shè)計(jì)工況相偏離時(shí)，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)或通過在裝置中增加額外的附加力，使性能和使用工況保持最佳；其次，柔性密封系統(tǒng)中密封性能和使用壽命這對(duì)相互制約的參數(shù)可以在使用過程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整；最后，對(duì)于非固體摩擦密封裝置，在密封開啟、 運(yùn)行、停機(jī)階段由于裝置旋轉(zhuǎn)速度的不同，容易造成開啟力和密封膜厚度與實(shí)際要求的最佳工況有所差異，柔性系統(tǒng)將通過調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)使得密封系統(tǒng)在運(yùn)行的不同階段使用參數(shù)均保持最佳，達(dá)到增加密封可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，避免發(fā)生泄露事故等。本領(lǐng)域內(nèi)普通的技術(shù)人員的簡(jiǎn)單更改和替換都是本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.柔性密封系統(tǒng)，其特征在于柔性密封系統(tǒng)由參數(shù)的采集或連動(dòng)裝置和密封結(jié)構(gòu)調(diào)整裝置或附加力裝置組成，參數(shù)的采集或連動(dòng)裝置中設(shè)置有傳感器，密封結(jié)構(gòu)調(diào)整裝置中設(shè)置有連接在彈簧座(4)上的彈簧(5)，彈簧座(4)通過位移裝置( 與傳動(dòng)座(1)相連， 附加力裝置中設(shè)置有磁場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性密封系統(tǒng)，其特征在于所述磁場(chǎng)由連接在靜環(huán)(9)上的金屬座(10)和金屬座(10)內(nèi)部帶有鐵芯的通電螺線管(11)或磁鐵組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柔性密封系統(tǒng)，其特征在于所述鐵芯的材質(zhì)為軟鐵或鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柔性密封系統(tǒng)，其特征在于所述磁鐵的材質(zhì)為馬氏體鋼、鋁鎳鈷磁性材料、鐵氧體磁性材料、稀土鈷磁性材料或可被磁化的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性密封系統(tǒng)，其特征在于所述鐵芯的形狀為蹄形，鐵芯上纏繞有相反旋向的線圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了柔性密封系統(tǒng)，系統(tǒng)由參數(shù)的采集或連動(dòng)裝置和密封結(jié)構(gòu)調(diào)整裝置或附加力裝置組成，參數(shù)的采集或連動(dòng)裝置中設(shè)置有傳感器，密封結(jié)構(gòu)調(diào)整裝置中設(shè)置有連接在彈簧座(4)上的彈簧(5)，彈簧座(4)通過位移裝置(3)與傳動(dòng)座(1)相連，附加力裝置中設(shè)置有磁場(chǎng)。本發(fā)明的有益效果密封性能和使用壽命可動(dòng)態(tài)調(diào)整，增加密封可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，避免發(fā)生泄漏事故。
文檔編號(hào)F16J15/34GK102261476SQ20111014779
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者陳炎 申請(qǐng)人:溫州市天成密封件制造有限公司