CN108343747B - 一种可监控式轴端密封系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可监控式轴端密封系统及控制方法，轴端密封系统包括串联设置的一级间隙密封和二级接触式密封、液体辅助系统、以及控制系统，所述一级间隙密封为液膜密封，所述液体辅助系统包括在所述一级间隙密封与二级接触式密封之间的隔离腔、以及向所述隔离腔内输送隔离液的输送管路，所述控制系统包括设置在所述输送管路上的可调节所述隔离液压力的第一压力调节装置、用于检测所述一级间隙密封的液膜厚度的传感器、以及主控器。通过设置串联的一级间隙密封和二级接触式密封，提高流体设备的轴端密封的密封性，设置控制系统保证液膜厚度保持设定数值范围内，保证一级间隙密封一直运行于最佳工况点，进而确保轴端密封系统长周期、安全稳定运行。

Description

一种可监控式轴端密封系统及控制方法

技术领域

本发明属于流体输送设备轴端动密封技术领域，具体涉及一种可监控式轴端密封系统、以及具有该轴端密封系统的控制方法。

背景技术

泵、压缩机等流体输送设备广泛应用于石油化工、金属冶炼、造纸等行业。随着社会对环境保护的日益关注，为了实现对于流体的输送，流体肯定具有一定的压力，对流体输送设备轴端密封的泄漏要求越来越严格，美国摩擦学会与润滑工程师学会制定了部分易挥发物逸出定量控制规定指南，要求轴端密封从零泄漏向零逸出发展，同时为了延长装置检修周期以延长操作周期，中国许多行业要求轴端密封的工作寿命由1年延长到2年，国外已提出由2年延长到3年（API-682标准中有明确规定）。

机械密封装置作为广泛应用于流体输送机械的重要部件，其可靠性就显得十分重要。其中液膜密封在运转过程中，动静环的端面之间形成一层液膜，在润滑密封端面，防止端面的接触摩擦；并能够实现工艺介质的零泄漏和零逸出，具有很好的应用前景。但是液膜密封一般只能在设计工况点稳定运行，在高参数或变工况的情况下，则可能出现端面膜厚过大、发生严重泄漏的问题，或者产生过高的端面载荷而导致密封端面剧烈磨损的问题，使机械密封的使用寿命大大缩短；以及还可能引发环境污染、能源浪费、设备停产甚至安全事故等方面的问题，其损失远远超过密封件本身的成本。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供一种可监控式轴端密封系统，实现对于轴端密封运行状况的监测和控制，保证轴端密封处于设计工况下运行。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种可监控式轴端密封系统，包括串联设置的一级间隙密封和二级接触式密封、液体辅助系统、以及控制系统，所述一级间隙密封为液膜密封，所述液体辅助系统包括在所述一级间隙密封与二级接触式密封之间的隔离腔、以及向所述隔离腔内输送隔离液的输送管路，所述控制系统包括设置在所述输送管路上的可调节所述隔离液压力的第一压力调节装置、用于检测所述一级间隙密封的液膜厚度的传感器、以及主控器。

进一步的，所述主控器根据所述传感器的反馈数据进行判断，确定是否需要调整所述第一压力调节装置动作来改变所述一级间隙密封的液膜厚度。

进一步的，所述一级间隙密封包括第一动环和第一静环，在所述第一动环的密封端面上开设有形成液膜的动压槽，所述动压槽的内侧向内延伸与隔离腔连通，所述传感器的探测端朝向所述第一动环的端面；当转轴旋转时，在一级间隙密封的两个密封端面之间形成从内向外流动的液膜。

进一步的，在所述第一静环的周向上设有多个所述传感器，所述主控器将各传感器的反馈数据分别与设定数值范围相比较，当反馈数据偏离了设定数值范围时，所述主控器控制所述第一压力调节装置动作来调节隔离液的压力。

进一步的，在所述第一动环的端面与所述传感器的探测端对应的区域为感应区，在所述感应区内设有与所述传感器相匹配的感应材料制成的感应环，在所述第一动环上开设有容纳槽，所述感应环位于所述容纳槽内，所述感应环的端面与所述第一动环的密封端面平齐。

进一步的，所述转动环采用与所述传感器相匹配的感应材料制成。

进一步的，所述感应环的端面的径向尺寸大于或等于所述传感器的探测端的尺寸的三倍。

进一步的，所述第一动环在向靠近轴端的方向上依次包括环式第一弹簧座、传动推环、以及转动环；在所述第一弹簧座上设有将扭矩传递到在传动推环的传动销、以及可推动所述传动推环在轴向移动的第一弹簧，在所述第一弹簧座与传动推环之间的周向上设有多个第一弹簧，所述传动推环将扭矩和轴向移动的力传递到所述转动环上。

进一步的，在所述第一弹簧座上开设有多个第一弹簧孔，所述第一弹簧的一端位于所述第一弹簧孔内、另一端位于所述传动推环的端面上。所述传动销的一端固定在所述第一弹簧孔内，所述第一弹簧套装在所述传动销上，在所述传动推环上开设有传动销孔，所述传动销的另一端穿过所述传动销孔。

进一步的，所述第一动环固定在轴套上，所述轴套套装固定在转轴的端部，所述第一弹簧座固定在所述轴套上。

进一步的，在所述轴套上设有沿径向延伸设置的、并与所述第一弹簧座相配合的第一台阶，所述第一台阶挡止在所述第一弹簧座向轴端移动。

进一步的，在所述轴套上设有沿径向延伸设置的凸台，所述凸台的左右端面分别用于所述传动推环和转动环的限位，所述凸台用于所述传动推环向靠近轴端移动的限位和用于所述转动环向远离轴端移动的限位。

进一步的，所述传动推环具有与所述凸台相配合限位的径向延伸的推环径向部和沿所述推环径向部的外侧向所述转动环方向延伸的推环轴向部，所述转动环具有与所述凸台相配合限位的径向延伸的转动环径向部和沿所述转动环径向部的外侧向所述传动推环方向延伸的转动环轴向部，在所述推环轴向部设有向凸起的传动凸台，在所述转动环轴向部有与所述传动凸台相匹配的传动凹槽，所述传动凹槽的深度等于或大于所述传动凸台的高度。

进一步的，所述第一静环固定在密封箱上，所述密封箱上设有沿径向向内延伸的固定环，所述第一静环固定在所述固定环上。

进一步的，在所述第一静环上开设有沉螺孔，在所述传感器上设有与所述沉螺孔相匹配的外螺纹，所述传感器固定在所述沉螺孔内，所述传感器的探测端伸出所述沉螺孔。

进一步的，在所述传感器的外端紧固有螺母，在螺母与沉螺孔之间设有密封圈。

进一步的，所述传感器连接有用于输出信号的屏蔽电缆，在所述密封箱上开设有所述屏蔽电缆伸出的第一过孔，在所述过孔的端部设有密封接头。

进一步的，在所述密封箱上还设有用于冲洗一级间隙密封的冲洗孔，在所述冲洗孔的外侧密封连接有冲洗管路，在所述冲洗管路上设有第二压力调节装置。

进一步的，所述第一压力调节装置包括用于检测所述输送管路内隔离液压力的第一压力变送器、以及电控调节阀。

进一步的，所述第一动环在向靠近轴端的方向上依次包括第一筒式弹簧座、第一推环、以及外置式转动环，所述第一筒式弹簧座的筒壁套装在所述第一推环和外置式转动环外侧，在所述第一筒式弹簧座和第一推环之间设有轴向设置的第一弹簧，在所述筒壁上设有沿径向向内延伸的传动凸面，在所述第一推环和外置式转动环的外侧面上设有与所述传动凸面相匹配的轴向的传动凹槽，所述传动凸面位于所述传动凹槽内。

进一步的，在所述外置式转动环上设有径向向外凸起的轴向限位凸环，在所述第一筒式弹簧座的筒壁的端部设有沿径向向内凸起的、并与所述限位凸环相匹配限位的卡环。

基于上述的可监控式轴端密封系统，本发明还提供一种可监控式轴端密封系统的控制方法，实现对于轴端密封运行状况的监测和控制，保证轴端密封处于设计工况下运行。

一种上述的可监控式轴端密封系统的控制方法，包括下述步骤：

A、设定所述一级间隙密封处于最佳工况下所述液膜厚度的数值范围；

B、当所述转轴旋转时，所述一级间隙密封处于液膜密封状态；

C、所述传感器检测的数值经处理后反馈到主控器；

D、所述主控器将收到的反馈数据与步骤A中的设定的数值范围相比较；若反馈数据位于所述设定的数值范围内，则不需要调整；若反馈数据大于所述设定的数值范围的最大值内，则将调节所述第一压力调节装置，将隔离液的压力调小，使得液膜厚度减小；若反馈数据小于所述设定的数值范围的最小值，则调节所述第一压力调节装置，将隔离液的压力调大，使得液膜厚度增加；

E、重复步骤C和D，直至转轴旋转停止。

进一步的，在步骤D中的调节所述第一压力调节装置时，根据反馈数据与设定的数值范围之间的偏差的大小，确定所述第一压力调节装置的调节幅度。

本发明提供的一种可监控式轴端密封系统，通过设置串联的一级间隙密封和二级接触式密封，提高流体设备的轴端密封的密封性，并通过设置液体辅助系统，在隔离腔内注入具有一定压力的隔离液，有利于对于密封介质的密封，以及形成一级间隙密封的液膜，有利于实现被密封介质的零泄漏和零逸出；并设置控制系统用于监控一级间隙密封的液膜厚度，通过第一压力调节装置来调节隔离液的压力，进而改变液膜厚度，保证液膜厚度保持设定数值范围内，保证一级间隙密封一直运行于最佳工况点，进而确保轴端密封系统长周期、安全稳定运行。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为本发明所提出的一种可监控式轴端密封系统的第一个实施例的结构示意图；

图2为图1中密封箱的放大结构示意图；

图3为图2中A-A向剖视结构示意图；

图4为图1中压盖的放大结构示意图；

图5为图4中B-B向剖视结构示意图；

图6为图1中一级间隙密封的放大结构示意图；

图7为图6中第一静环的结构示意图；

图8为图6中转动环的结构示意图；

图9为图8中C-C向剖视结构示意图；

图10为图6中传动推环的结构示意图；

图11为图10中D-D向剖视结构示意图；

图12为图1中轴套的结构示意图；

图13为图1中二级接触式密封的放大结构示意图；

图14为可监控式轴端密封系统的控制流程图；

图15为本发明所提出的一种可监控式轴端密封系统的第二个实施例的结构示意图；

图16为本发明所提出的一种可监控式轴端密封系统的第三个实施例的结构示意图；

图17为图16中的外置式转动环的放大结构示意图；

图18为本发明所提出的一种可监控式轴端密封系统的第四个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “内”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参阅图1-图14，是本发明所提出的一种可监控式轴端密封系统的第一个实施例，可监控式轴端密封系统，用于流体输送设备的轴端密封，具体的，用于转轴7和机壳3之间的密封，在机壳3的轴端设有密封箱1和压盖2，机壳3和密封箱1围绕形成有密封腔10，密封腔10具有流体的密封介质。

本实施例中，参见图1所示，可监控式轴端密封系统包括串联设置的一级间隙密封4和二级接触式密封5、液体辅助系统、以及控制系统，一级间隙密封4和二级接触式密封5在轴向上并排设置，其中，液体辅助系统包括在一级间隙密封4与二级接触式密封5之间的隔离腔8、以及向隔离腔8内输送隔离液的输送管路81，一级间隙密封4设置在密封腔10和隔离腔8之间，一级间隙密封4为液膜密封；二级接触式密封5设置在隔离腔8与外界之间，二级接触式密封5接触式密封。控制系统包括设置在输送管路81上的可调节隔离液压力的第一压力调节装置82、用于检测一级间隙密封4的液膜厚度的传感器91、以及主控器92。在压盖2上设有隔离液进液口孔21和隔离液出液口22，两根输送管路81分别与隔离液进液口孔21和隔离液出液口22密封连接。

本实施例中，通过设置串联的一级间隙密封4和二级接触式密封5，提高流体设备的轴端密封的密封性，并通过设置液体辅助系统，在隔离腔8内注入具有一定压力的隔离液，有利于对于密封介质的密封，以及形成一级间隙密封的液膜，有利于实现被密封介质的零泄漏和零逸出；并设置控制系统用于监控一级间隙密封4的液膜厚度，通过第一压力调节装置82来调节隔离液的压力，进而改变液膜厚度，保证液膜厚度保持设定数值范围内，保证一级间隙密封4处于设计工况下运行，确保被密封介质的零泄漏和零逸出；既能避免液膜厚度过小导致端面摩擦热过大，又能避免液膜厚度过大造成的隔离液泵送量偏大及隔离液的浪费，从而保证一级间隙密封4一直处在较佳工况点运行，在确保密封效果的同时有效提升了轴封装置的稳定性。

本实施例中，主控器92根据传感器91的反馈数据进行判断，确定是否需要调整第一压力调节装置82动作来改变一级间隙密封4的液膜厚度；当液膜厚度偏离了设定的数值范围后，通过调整第一压力调节装置82，使得隔离液的压力变化，进而使得一级间隙密封4的液膜厚度改变，这样可以保证一级间隙密封4处于设计工况下运行。

本实施例中，参见图6所示，一级间隙密封4包括第一动环42和第一静环41，第一动环42的密封端面和第一静环41的密封端面相互靠近，第一动环42随转轴7旋转，第一静环41固定在密封箱1上。在第一动环42的密封端面上开设有形成液膜的动压槽4236，动压槽4236的内侧向内延伸与隔离腔8连通，这样在转轴7旋转时，动压槽4236处形成从内向外流动的液膜，也就是第一动环42的密封端面和第一静环41的密封端面不接触，两者之间形成液膜起到密封作用；也就是一级间隙密封4在转轴7旋转时可形成液膜，但在转轴7不旋转时，一级间隙密封4的第一动环42的密封端面和第一静环41的密封端面相互接触密封。为了检测出液膜的厚度，传感器91的探测端朝向第一动环42的端面；传感器91通过检测与第一动环42的端面之间的距离，检测出液膜的厚度。

本实施例中，参见图1和图2所示，在第一静环41的周向上设有多个传感器91，增加在轴向上的检测数量，有利于检测第一动环42和第一静环41在周向上多处的密封情况，保证密封的稳定性。主控器92将各传感器91的反馈数据分别与设定数值范围相比较，当反馈数据超出了设定数值范围时，主控器92控制第一压力调节装置82动作来调节隔离液的压力。

本实施例中，参见图图6、图8和图9所示，在第一动环42的端面与传感器91的探测端对应的区域为感应区，在感应区内设有与传感器91相匹配的感应材料制成的感应环4235，在第一动环42上开设有容纳槽，感应环4235位于容纳槽内，感应环4235采用导磁金属材质，传感器91采用电涡流传感器，这样在转轴7旋转时，感应环4235一起旋转，传感器91能够检测出距离感应环4235的距离；感应环4235热装于第一动环42上的容纳槽内，并研磨至与容纳槽的端面平齐。隔离液为常温水或常温机械油等性质较为缓和的介质，因此不会对传感器91造成干扰。感应环4235的端面的径向尺寸大于或等于传感器91的探测端的尺寸的三倍；这样保证传感器91检测的准确性。

本实施例中，第一压力调节装置82包括用于检测输送管路81内隔离液压力的第一压力变送器821、以及电控调节阀822。通过改变电控调节阀822的开度来调节隔离腔内隔离液的压力。

本实施例中，一级间隙密封4为传感器内置型，也就是传感器91位于第一动环42的密封端面的内侧，或者说是靠近转轴的方向，这样使得传感器91远离一级间隙密封4外径侧的流体介质，尤其是在密封腔10内的流体介质为温度高、腐蚀性大、易自燃等较为恶劣的情况。

本实施例中，第一动环42固定在轴套6上，轴套6套装固定在转轴7的端部；参见图6所示，第一动环42在向靠近轴端的方向上依次包括环式第一弹簧座421、传动推环422、以及转动环423，在第一弹簧座421上设有将扭矩传递到在传动推环422的传动销424、以及可推动传动推环422在轴向移动的第一弹簧425；具体的，感应环4235镶嵌转动环423上，在第一弹簧座421固定在轴套6上，传动推环422和转动环423均套装在轴套6上，传动推环422和转动环423与轴套6之间不固定，通过传动销424将扭矩传递到传动推环422，通过第一弹簧415将轴向的力传递到传动推环422，并且传动推环422将扭矩和轴向移动的力传递到转动环423上。通过设置传动推环422，便于将力均匀的传递到转动环423的周向上，有利于动作的稳定性。

本实施例中，在第一弹簧座421与传动推环422之间的周向上设有多个第一弹簧425，在第一弹簧座421上开设有多个第一弹簧孔，第一弹簧425的一端位于第一弹簧孔内、另一端位于传动推环422的端面上，这样第一弹簧425起到推动传动推环422的作用，保证转动环423与第一静环41之间的密封。传动销424的一端固定在第一弹簧孔内，第一弹簧425套装在传动销424上，在传动推环422上开设有传动销孔4224，传动销424的另一端穿过传动销孔4224，参见图10-图11所示，。通过设置传动销424和与其相匹配的传动销孔4224，使得将第一弹簧座421上的扭矩传递到传动推环422上，并且有利于减少第一动环42的轴向尺寸，使得结构更加紧凑。

本实施例中，参见图6和图12所示，对于第一动环42在轴套6上的设置，需要在轴套6上设置台阶用于挡止第一动环42各部分的移动；具体的，在轴套6上设有沿径向向外延伸设置的、并与第一弹簧座421相配合的第一台阶61，第一台阶61挡止第一弹簧座421向轴端移动。在轴套6上设有沿径向延伸设置的凸台62，凸台62的左右端面分别用于传动推环422和转动环423的限位，凸台62用于传动推环412向靠近轴端移动的限位和用于转动环423向远离轴端移动的限位。通过设置凸台62同时对传动推环422和转动环423进行限位，并且保证了传动推环422和转动环423在轴向上的可移动的范围。

本实施例中，参见图8-图11所示，传动推环422具有与凸台62相配合限位的径向延伸的推环径向部4221和沿推环径向部4221的外侧向转动环423方向延伸的推环轴向部4222，转动环423具有与凸台62相配合限位的径向延伸的转动环径向部4231和沿转动环径向部4231的外侧向传动推环422方向延伸的转动环轴向部4232；通过设置传动推环422和转动环423的L形结构，有利于使得结构的紧凑，减小结构件的尺寸，减小第一动环42的大小。在推环轴向部4222设有向凸起的传动凸台4223，在转动环轴向部4232设有与传动凸台4223相匹配的传动凹槽4233，这样使得传动推环422上的扭矩传递到转动环423上；并设置传动凹槽4233的深度等于或大于传动凸台4223的高度，使得转动环轴向部4232的端面和传动凸台4223的端面相接触，使得接触面积大，轴向的力可以之间通过端面的接触进行传递，有利于提高轴向力传递的稳定性。

本实施例中，参见图1-图3所示，第一静环41固定在密封箱1上，在密封箱1上设有沿径向向内延伸的固定环12，第一静环41固定在固定环12远离轴端的一侧上。具体的，在第一静环41上开设有沉螺孔411，在传感器91上设有与沉螺孔411相匹配的外螺纹，在固定环12上开设有与沉螺孔411相匹配的第二过孔121，传感器91穿过第二过孔121并固定在沉螺孔411内，传感器91的探测端伸出沉螺孔411。在传感器91的外端紧固有螺母911，在螺母911与沉螺孔411之间设有密封圈。传感器91连接有用于输出信号的屏蔽电缆93，在密封箱1上开设有屏蔽电缆93伸出的第一过孔14，在所述过孔的端部设有密封接头。

本实施例中，参见图1所示，在密封箱1上还设有用于冲洗一级间隙密封4的冲洗孔，在冲洗孔的外侧密封连接有冲洗管路15，在冲洗管路15上设有第二压力调节装置16。冲洗液经由冲洗液管路15进入一级间隙密封4的端面外侧，使得一级间隙密封4的运行环境得到一定程度改善，冲洗液为来自流体输送设备出口处的回流液或外部供给液。

本实施例中，传感器91的量程小于1.0mm，其探测端正对转动环423的端面，并第一静环41的密封端面比传感器91的探测端向第一动环42方向凸出0.2~0.5mm，该距离小于传感器91实际量程；转动环423的密封端面与第一静环41的密封端面对应的区域为泵送区，泵送区的宽度至少比第一静环41的密封端面宽度大0.6mm，并转动环423的密封端面上开设有微米级的流体动压槽4236，动压槽4236主要为螺旋槽或其组合槽型，也可以为其他形状槽，但需要产生将流体从密封端面内径侧泵送至外径侧的总体效果。

本实施例中，参见图13所示，为二级接触式密封5的结构及组装方式示意图，二级接触式密封5包括第二静环51、第二动环52、第二卡环53、第二推环54、第二筒式弹簧座55、紧定螺钉56、第二弹簧57。二级接触式密封5的旋转部件采用弧面传动，第二筒式弹簧座55设置有传动凸弧面，第二动环52和推环54设置有传动凹弧面，凹、凸弧面配合实现传动；第二动环52和第二推环54将第二弹簧57压入第二筒式弹簧座55，由第二卡环53限位；旋转部件从轴套6的右侧安装并贴紧在台阶63上，由紧定螺钉56固定，第二静环51安装于压盖2的内径侧。

参见图14所示，说明本实施例中的可监控式轴端密封系统的控制方法，包括下述步骤：

A、设定一级间隙密封4处于最佳工况下液膜厚度的数值范围；

B、当转轴7旋转时，一级间隙密封4处于液膜密封状态，二级接触式密封5始终处于接触密封状态；

C、传感器91检测的数值经处理后反馈到主控器92；具体的，传感器91的电信号经由屏蔽电缆93输入前置器94，其电信号经前置器94处理后再传递给数据采集卡95，之后输入主控器92。本实施例中主控器92采用的是计算机。

D、主控器92将收到的反馈数据与步骤A中的设定的数值范围相比较；若反馈数据位于设定的数值范围内，则不需要调整；若反馈数据大于设定的数值范围的最大值内，则将调节第一压力调节装置82，将隔离液的压力调小，使得液膜厚度减小；若反馈数据小于设定的数值范围的最小值，则调节第一压力调节装置82，将隔离液的压力调大，使得液膜厚度增加。

具体的，主控器92向电控调节阀822发送的电信号经由数据采集卡95输入电动调节阀822。在转轴7旋转过程中，在干扰变量的作用下，液膜厚度偏离设定的数值范围，主控器92根据判断结果向电动调节阀822输出调节指令，使得电动调节阀822的开度发生改变，这样隔离液的压力随之改变，进而导致液膜厚度发生变化，从而实现对液膜厚度的调节。当然根据反馈数据与设定的数值范围之间的偏差的大小，确定电动调节阀822的调节幅度。

E、重复步骤C和D，直至转轴旋转停止。

参阅图15，是本发明所提出的一种可监控式轴端密封系统的第二个实施例，本实施例与第一个实施例的主要区别在于：转动环为整体式，其他可以采用与第一个实施例相同的结构。

本实施例中，一级间隙密封4的转动环423采用整体式结构，转动环423采用与传感器91相匹配的感应材料制成，采用导磁金属材质。参见图12所示，在转动环423的密封端面处开设有动压槽4236。转动环42采用整体式结构，减少了结构件，有利于减少装配步骤，提高装配效率，并且保证了与传感器91感应的端面具有足够的宽度，有利于保证感应检测的精确度。

参阅图16-图17，是本发明所提出的一种可监控式轴端密封系统的第三个实施例，本实施例与第一个实施例的主要区别在于：外置式一级间隙密封，主要区别在于第一动环的结构不同，其他可以采用与第一个实施例相同的结构。

本实施例中，一级间隙密封4为传感器91位于密封端面的外侧，第一动环42在向靠近轴端的方向上依次包括第一筒式弹簧座426、第一推环427、以及外置式转动环428，第一筒式弹簧座426的筒壁套装在第一推环427和外置式转动环428外侧，在第一筒式弹簧座426和第一推环427之间设有轴向设置的第一弹簧，在第一筒式弹簧座426的筒壁上设有沿径向向内延伸的传动凸面，在第一推环427和外置式转动环428的外侧面上设有与传动凸面相匹配的轴向的传动凹槽，传动凸面位于传动凹槽内；并为第一推环427和外置式转动环428可以在轴向的一定范围内可移动。在外置式转动环428上设有径向向外凸起的轴向限位凸环4281，在第一筒式弹簧座426的筒壁的端部设有沿径向向内凸起的卡环4261，卡环4261与限位凸环4281相匹配限定外置式转动环428向轴端移动的限位。

本实施例中，外置式转动环428的端面的外侧嵌套有外置式感应环4282，在第一静环的密封端面的外侧固定传感器91，外置式感应环4282为导磁金属环。外置式感应环4282热装于外置型转动环428的端面上，并研磨至与外置型转动环428的密封端面平齐。传感器91浸于端面外径侧冲洗液与被密封介质的混合介质中，因此适用于被密封介质温度不高、腐蚀性小、性质较为缓和的工况条件，从而确保传感器91不受干扰。

参阅图18，是本发明所提出的一种可监控式轴端密封系统的第四个实施例，本实施例与第一个实施例的主要区别在于：外置式转动环为整体式，其他可以采用与第三个实施例相同的结构。

外置式转动环428采用整体式结构，转动环423采用与传感器相匹配的感应材料制成，采用导磁金属材质。外置式转动环428的密封端面处开设有动压槽，外置式转动环428采用整体式结构，减少了结构件，有利于减少装配步骤，提高装配效率，并且保证了与传感器91感应的端面具有足够的宽度，有利于保证感应检测的精确度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (11)

1.一种可监控式轴端密封系统，其特征在于，包括串联设置的一级间隙密封和二级接触式密封、液体辅助系统、以及控制系统，所述一级间隙密封为液膜密封，所述液体辅助系统包括在所述一级间隙密封与二级接触式密封之间的隔离腔、以及向所述隔离腔内输送隔离液的输送管路，所述控制系统包括设置在所述输送管路上的可调节所述隔离液压力的第一压力调节装置、用于检测所述一级间隙密封的液膜厚度的传感器、以及主控器；所述一级间隙密封包括第一动环和第一静环，所述第一动环固定在轴套上，所述第一动环包括传动推环和转动环，在所述轴套上设有沿径向延伸设置的凸台，所述凸台的左右端面分别用于所述传动推环和转动环的限位；所述传动推环具有与凸台相配合限位的径向延伸的推环径向部和沿推环径向部的外侧向转动环方向延伸的推环轴向部，所述转动环具有与凸台相配合限位的径向延伸的转动环径向部和沿转动环径向部的外侧向传动推环方向延伸的转动环轴向部。

2.根据权利要求1所述的轴端密封系统，其特征在于，在所述第一动环的密封端面上开设有形成液膜的动压槽，所述动压槽的内侧向内延伸与隔离腔连通，所述传感器的探测端朝向所述第一动环的端面；当转轴旋转时，在一级间隙密封的两个密封端面之间形成从内向外流动的液膜。

3.根据权利要求1所述的轴端密封系统，其特征在于，在所述第一静环的周向上设有多个所述传感器，所述主控器将各传感器的反馈数据分别与设定数值范围相比较，当反馈数据偏离了设定数值范围时，所述主控器控制所述第一压力调节装置动作来调节隔离液的压力。

4.根据权利要求2所述的轴端密封系统，其特征在于，在所述第一动环的端面与所述传感器的探测端对应的区域为感应区，在所述感应区内设有与所述传感器相匹配的感应材料制成的感应环，在所述第一动环上开设有容纳槽，所述感应环位于所述容纳槽内，所述感应环的端面与所述第一动环的密封端面平齐。

5.根据权利要求2所述的轴端密封系统，其特征在于，所述第一动环的转动环采用与所述传感器相匹配的感应材料制成。

6.根据权利要求2至5任一项所述的轴端密封系统，其特征在于，所述第一动环在向靠近轴端的方向上依次包括环式第一弹簧座、传动推环、以及转动环；在所述第一弹簧座上设有将扭矩传递到在传动推环的传动销、以及可推动所述传动推环在轴向移动的第一弹簧，在所述第一弹簧座与传动推环之间的周向上设有多个第一弹簧，所述传动推环将扭矩和轴向移动的力传递到所述转动环上。

7.根据权利要求6所述的轴端密封系统，其特征在于，在所述第一弹簧座上开设有多个第一弹簧孔，所述第一弹簧的一端位于所述第一弹簧孔内、另一端位于所述传动推环的端面上；所述传动销的一端固定在所述第一弹簧孔内，所述第一弹簧套装在所述传动销上，在所述传动推环上开设有传动销孔，所述传动销的另一端穿过所述传动销孔。

8.根据权利要求6所述的轴端密封系统，其特征在于，所述轴套套装固定在转轴的端部，所述第一弹簧座固定在所述轴套上；所述凸台用于所述传动推环向靠近轴端移动的限位和用于所述转动环向远离轴端移动的限位。

9.根据权利要求2至5任一项所述的轴端密封系统，其特征在于，在所述第一静环上开设有沉螺孔，在所述传感器上设有与所述沉螺孔相匹配的外螺纹，所述传感器固定在所述沉螺孔内，所述传感器的探测端伸出所述沉螺孔。

10.根据权利要求2至5任一项所述的轴端密封系统，其特征在于，所述第一动环在向靠近轴端的方向上依次包括第一筒式弹簧座、第一推环、以及外置式转动环，所述第一筒式弹簧座的筒壁套装在所述第一推环和外置式转动环外侧，在所述第一筒式弹簧座和第一推环之间设有轴向设置的第一弹簧，在所述筒壁上设有沿径向向内延伸的传动凸面，在所述第一推环和外置式转动环的外侧面上设有与所述传动凸面相匹配的轴向的传动凹槽，所述传动凸面位于所述传动凹槽内。

11.一种根据权利要求1至10任一项所述的可监控式轴端密封系统的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

A、设定所述一级间隙密封处于最佳工况下所述液膜厚度的数值范围；

B、当转轴旋转时，所述一级间隙密封处于液膜密封状态；

C、所述传感器检测的数值经处理后反馈到主控器；

D、所述主控器将收到的反馈数据与步骤A中的设定的数值范围相比较；若反馈数据位于所述设定的数值范围内，则不需要调整；若反馈数据大于所述设定的数值范围的最大值内，则将调节所述第一压力调节装置，将隔离液的压力调小，使得液膜厚度减小；若反馈数据小于所述设定的数值范围的最小值，则调节所述第一压力调节装置，将隔离液的压力调大，使得液膜厚度增加；

E、重复步骤C和D，直至转轴旋转停止。

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