[发明专利]一种可用于监测摩擦扭矩的轴向密封静环装置

说明书

本发明公开了一种可用于监测摩擦扭矩的轴向密封静环装置，该装置包括：静环、静环座、防转销和静态扭矩传感器。静环背面开设有对称的两个螺纹孔，该装置所用的防转销两端设有螺纹，一侧的螺纹用于与静环螺纹连接，另一侧螺纹与静态扭矩传感器连接，静环座用于固定静环，并开设有用于支撑防转销的通孔，该孔设计成扇环形，满足防转销的运动趋势。本发明通过将防转销与静环固定连接，并将静环的摩擦扭矩通过与静环螺纹配合的防转销引出至扭矩传感器，解决了工程中对无法监测静环摩擦扭矩的难题，在监测密封端面运行状态实现智能化这一方面有着推动作用，从而进一步提高机械密封的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明属于机械密封状态监测领域，具体涉及一种可用于监测摩擦扭矩的轴向密封静环装置。

背景技术

随着现代工业智能化普及，机械密封技术也正在向着智能密封与在线控制的方向发展，要想实现智能化密封，首先需要对机械密封端面状态进行监测。机械密封作为工业中旋转设备上防止工艺介质或润滑油泄露、节约能源及控制环境污染等关键基础技术和重要基础部件，其质量和性能决定着设备的使用效率和使用寿命。

机械密封在运行过程中，当运行工况出现异常或较大波动时，机械密封端面间运行状态改变，导致密封端面间发生摩擦和磨损，从而产生大量摩擦热，进一步就会导致密封端面发生热变形，降低机械密封运行的稳定性和安全性，加速了密封性能的退化，最终密封失效。

目前，国内外学者对密封端面运行状态的研究有对密封环的温度监测、密封环间膜厚的测量以及使用声发射传感器对密封运行状态监测，以上参数的测量目前都局限于实验室的实验和研究阶段，在实际工程中并未有实质的应用，主要原因在于测量参数的传感器体积较大，安装在实际工程中的密封中十分困难，也不利于后面检修与维护。而且，各类监测技术中尚未有通过监测密封静环摩擦扭矩来反应密封端面的运行状态。

发明内容

本发明针对密封状态监测现有技术存在的上述问题，提供一种可用于监测摩擦扭矩的轴向密封静环装置，在密封静环背面原先开设防转销孔处改为尺寸相当的螺旋槽，并在其对称处开设另一螺旋槽，将防转销开设螺纹与静环配合，通过防转销将静环扭矩传至固定安装在静环座外部的静态扭矩传感器，从而实现对静环摩擦扭矩的监测。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种可用于监测摩擦扭矩的轴向密封静环装置，包括：静环、静环座、防转销和静态扭矩传感器；在所述静环背面开设两个对称螺旋槽，所述静环座支撑防转销处开设扇环孔，扇环一侧与中心线夹角为3°，所述防转销两端刻有螺纹，一端与静环螺纹连接，另一端与静态扭矩传感器连接。

在上述一种可用于监测摩擦扭矩的轴向密封静环装置中，静环座扇环孔可以满足防转销的旋转运动趋势，扇环外径与内径之差略大于防转销直径，对防转销的阻力降到最低。

在上述一种可用于监测摩擦扭矩的轴向密封静环装置中，为保证密封性能，安装有O型密封圈用于辅助密封，O型密封圈对静环存在较小的摩擦力，在测量静环摩擦扭矩时会对其真实值有微小影响，但不影响所述装置对摩擦扭矩的相对值监测。

在上述一种可用于监测摩擦扭矩的轴向密封静环装置中，对称开设两个螺旋槽的目的在于使静环的摩擦扭矩更平稳和精确地传至静态扭矩传感器中。

与现有的密封状态监测技术相比，本发明有以下优点：

本发明提供的一种可用于监测摩擦扭矩的轴向密封静环装置，选用对静环摩擦扭矩这一参数进行监测，比密封环温度和密封环间的膜厚更具有代表性；在所述静环背面将防转销孔改为螺旋槽，并在对称处开设第二个螺旋槽，使得防转销可以和静环更稳定的连接，从而使得摩擦扭矩的检测值更平稳；所述防转销将摩擦扭矩传至安装固定在静环座外的传感器，使得传感器的安装更简便，而且不影响密封装置的密封性能；测量摩擦扭矩的静态扭矩传感器是一种研究十分成熟的传感器，国内厂商可以根据顾客的要求的形状和尺寸以及量程定制静态扭矩触感器，选用十分方便。