一种深海作业设备尾轴密封系统专利检索-...带有由金属制作的密封环专利检索查询-专利查询网

IPRDB

API 数据接口

专利申请

使用指引 chat嘟嘟

会员体验

联系我们

交流群

现在联系顾问~

一种深海作业设备尾轴密封系统
申请号	CN202310620851.5	申请日	2023-05-30	公开(公告)号	CN116697046A	公开(公告)日	2023-09-05
申请人	广东工业大学;			发明人	谭桂斌; 黄兴; 张永康; 罗子唯; 周铖;
摘要	本发明公开了一种深海作业设备尾轴密封系统，其特征在于：包括密封座、智能传感式泛塞封、隔环和压盖，所述智能传感式泛塞封设在密封座的密封槽中，并用隔环抵触到智能传感式泛塞封的端面上，所述压盖通过螺丝与密封座连接；所述智能传感式泛塞封具有适时传送数据的功能。本专利密封系统，由于增设了智能传感式泛塞封，智能传感式泛塞封能对本身的密封工况进行自检，将本身的密封工况信息进行适时传送，为适时精确定量评价该密封件密封性、可靠性奠定了基础，从而能够做到有问题早发现，早解决。
权利要求	1.一种深海作业设备尾轴密封系统，其特征在于：包括密封座、智能传感式泛塞封、隔环和压盖，所述智能传感式泛塞封设在密封座的密封槽中，并用隔环抵触到智能传感式泛塞封的端面上，所述压盖通过螺丝与密封座连接；所述智能传感式泛塞封具有适时传送数据的功能。 2.根据权利要求1所述的深海作业设备尾轴密封系统，其特征在于：所述智能传感式泛塞封设有两个。 3.根据权利要求1所述的深海作业设备尾轴密封系统，其特征在于：所述压盖与隔环之间设有导热盘根。 4.根据权利要求1所述的深海作业设备尾轴密封系统，其特征在于：所述智能传感式泛塞封，包括C形金属环体和蓄能弹簧，所述C形金属环体是截面为C形槽的金属圆环，所述C形金属环体包括骨架金属层和软金属层，所述软金属层包裹在骨架金属层的表面，所述C形金属环体的C形槽内的表面设有电绝缘层，所述电绝缘层的表面设有相对应的正极导电薄膜和负极导电薄膜，正极导电薄膜和负极导电薄膜构成了柔性电容式传感器，所述蓄能弹簧设在C形金属环体的C形槽内用以弥补C形金属环体的变形，所述蓄能弹簧的表面设有不导电层。 5.根据权利要求4所述的深海作业设备尾轴密封系统，其特征在于：所述正极导电薄膜和负极导电薄膜的一端分别涂有粘接层，所述粘接层用以粘接与正极导电薄膜和负极导电薄膜电连接的数据线。 6.根据权利要求4所述的深海作业设备尾轴密封系统，其特征在于：所述蓄能弹簧为圆柱形螺旋弹簧。 7.根据权利要求4所述的深海作业设备尾轴密封系统，其特征在于：所述骨架金属层的材料为铜、低碳钢、不锈钢、钽、锆或钛。 8.根据权利要求4所述的深海作业设备尾轴密封系统，其特征在于：所述软金属层的材料为银、铝、镍、金或铟。 9.根据权利要求4所述的深海作业设备尾轴密封系统，其特征在于：所述的电绝缘层和所述的不导电层均采用聚酰亚胺聚合物材料。 10.根据权利要求4所述的深海作业设备尾轴密封系统，其特征在于：所述正极导电薄膜和负极导电薄膜的材料为铜。
说明书全文	一种深海作业设备尾轴密封系统技术领域 [0001] 本发明涉及一种深海作业设备尾轴密封系统技术领域，尤其是涉及一种深海作业潜水器上的尾轴密封系统。背景技术 [0002] 密封技术是工程应用领域影响设备安全的关键技术，随着科技的发展，某些设备必须适应太空、深海、极地等的极端环境，而传统的橡胶密封材料在本质属性有一定的局限性，其在高温易老化、低温易脆裂，无法满足日益复杂的工程需求。因此，自主研发特殊工况下的高性能密封件，一直是密封防泄漏领域的重要研究课题之一。 [0003] 现有的密封系统中，已经用到了金属密封环，金属密封环具有工作温度范围大、抗腐蚀、强度高等特性，可以适应恶劣的工程环境，在密封领域的应用越来越多。由于其在外载的作用下可以实现压缩、回弹及阻尼耗能等作用，因此在特殊工程应用环境中可以通过外加C形、矩形、O形等的金属外壳或橡胶类包裹层，实现密封的功能。金属密封环密封系统失效的原因，通过试验与有限元仿真分析，并基于试验和仿真的数据计算出密封件的可靠度函数，并通过该函数对金属橡胶密封件的工作寿命进行了预测。 [0004] 目前，密封系统在工作状态时，无法直接观测到密封界面的润滑情况、也无法直接观测到密封间隙内的微观状态，所以对密封件更换的评判依据不足，无法适时对密封件密封性能和可靠性进行定量评价。 [0005] 现在密封系统中大部分密封件的更换评判条件是密封件的服役时间是否达到预设的寿命值，并且密封件只能通过停工、拆卸装备的方式进行检测及更换，这种方法就严重增加了时间和成本。发明内容 [0006] 本发明的目的在于提供一种深海作业设备尾轴密封系统，它能适时传送金属密封环的工况信息，为适时对密封件的密封性能和可靠性进行定量评价奠定了基础。 [0007] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种深海作业设备尾轴密封系统，包括密封座、智能传感式泛塞封、隔环和压盖，所述智能传感式泛塞封设在密封座的密封槽中，并用隔环抵触到智能传感式泛塞封的端面上，所述压盖通过螺丝与密封座连接；所述智能传感式泛塞封具有适时传送数据的功能。 [0008] 进一步地，所述智能传感式泛塞封设有两个。 [0009] 进一步地，所述压盖与隔环之间设有导热盘根。 [0010] 进一步地，所述智能传感式泛塞封，包括C形金属环体和蓄能弹簧，所述C形金属环体是截面为C形槽的金属圆环，所述C形金属环体包括骨架金属层和软金属层，所述软金属层包裹在骨架金属层的表面，所述C形金属环体的C形槽内的表面设有电绝缘层，所述电绝缘层的表面设有相对应的正极导电薄膜和负极导电薄膜，正极导电薄膜和负极导电薄膜构成了柔性电容式传感器，所述蓄能弹簧设在C形金属环体的C形槽内用以弥补C形金属环体的变形，所述蓄能弹簧的表面设有不导电层。 [0011] 进一步地，所述正极导电薄膜和负极导电薄膜的一端分别涂有粘接层，所述粘接层用以粘接与正极导电薄膜和负极导电薄膜电连接的数据线。 [0012] 进一步地，所述蓄能弹簧为圆柱形螺旋弹簧。 [0013] 进一步地，所述骨架金属层的材料为铜、低碳钢、不锈钢、钽、锆或钛。 [0014] 进一步地，所述软金属层的材料为银、铝、镍、金或铟。 [0015] 进一步地，所述的电绝缘层和所述的不导电层均采用聚酰亚胺聚合物材料。 [0016] 进一步地，所述正极导电薄膜和负极导电薄膜的材料为铜。 [0017] 本发明的有益效果在于：本发明密封系统，由于增设了智能传感式泛塞封，智能传感式泛塞封能对本身的密封工况进行自检，将本身的密封工况信息进行适时传送，为适时精确定量评价该密封件密封性、可靠性奠定了基础，从而能够做到有问题早发现，早解决。附图说明 [0018] 利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图：图1为本发明的结构示意图；图2为图1所示智能传感式泛塞封的结构示意图；图3为图2所示沿A—A线的剖视图。 [0019] 图中：1、C形金属环体；2、蓄能弹簧；3、C形槽；4、骨架金属层；5、软金属层；6、电绝缘层；7、正极导电薄膜；8、负极导电薄膜；9、粘接层；10、数据线；11、密封座；12、智能传感式泛塞封；13、隔环；14、压盖；15、导热盘根；16、螺丝；17、轴。具体实施方式 [0020] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0021] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上表面”、“下表面”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“正转”、“反转”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。 [0022] 如图1所示，一种深海作业设备尾轴密封系统，包括密封座11、智能传感式泛塞封12、隔环13和压盖14，所述智能传感式泛塞封12设在密封座11的密封槽中，并用隔环13抵触到智能传感式泛塞封12的端面上，所述压盖14通过螺丝16与密封座11连接；所述智能传感式泛塞封12具有适时传送数据的功能，所述智能传感式泛塞封12设有两个。所述压盖14与隔环13之间设有导热盘根15。本实施例是轴17的密封系统。 [0023] 如图2、3所示，智能传感式泛塞封12包括C形金属环体1和蓄能弹簧2，蓄能弹簧2为圆柱形螺旋弹簧；所述C形金属环体1是截面为C形槽3的金属圆环，所述C形金属环体1包括骨架金属层4和软金属层5，所述软金属层5包裹在骨架金属层4的表面，所述骨架金属层4的材料为不锈钢718，所述软金属层5的材料为银。所述C形金属环体1的C形槽3内的表面设有电绝缘层6，所述电绝缘层6是由聚酰亚胺聚合物材料制成，厚度为12μm—50μm。 [0024] 电绝缘层6的表面设有相对应的正极导电薄膜7和负极导电薄膜8，正极导电薄膜7和负极导电薄膜8是由铜材料制成，厚度均为12μm—35μm。 [0025] 正极导电薄膜7和负极导电薄膜8的一端分别涂有粘接层9，粘接层9用以粘接与正极导电薄膜和负极导电薄膜电连接的数据线10，正极导电薄膜7和负极导电薄膜8构成了柔性电容式传感器，蓄能弹簧2设在C形金属环体1的C形槽内用以弥补C形金属环体的变形，所述蓄能弹簧2的表面设有不导电层。 [0026] 工作原理：在深空、深海、深地等严苛环境工况的大型设备中，因施工人员无法进入、施工空间受限、维修费用昂贵等原因，导致设备密封系统中的密封件无法轻易拆卸更换。通常情况下，密封系统因摩擦磨损引起的失效模式表现为瞬态信息。 [0027] 本发明密封系统中，智能传感式泛塞封12中的正极导电薄膜7和负极导电薄膜8构成了柔性电容式传感器，电容由式(1)表示为C = ε0εrA/d (1) 式中: ε0、εr分别为真空、介电层的相对介电常数; A为上下极板重合面积，单位 2 m; d为两个极板之间的垂直距离，单位m。 [0028] 相对于普通的平行板电容器，C型密封环传感器电容变化主要通过动态改变介电层参数，包括共同改变d和A的参数而实现。综合以上效应，具有C型环结构的介电层在单位压力作用下，极板之间垂直距离d以及上下极重合面积易于在微小压力作用下发生变化。 [0029] 当金属密封环的C形槽发生变形时，极板间距d和上下极板重合面积 A，就会发生变化，将这种变化信息向外传送，监测主机利用这些信息，为复杂装备早期故障诊断提供了可能性，从而能够做到有问题早发现，早解决，能有效避免在服役期间出现密封失效的情况。 [0030] 此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。