专利名称：自调节式密封装置的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及旋转体技术。更详细地讲，本发明涉及根据大气条件自动调节的密封装置。
背景技术：
旋转体(诸如转子)使用在很多不同类型的机械和电气元件中，包括发电机、马达和其它相似的装置。机械密封组件通常用于装在马达外壳里的马达的旋转轴上，其中，轴凸出穿过邻近马达外壳的密封装置外壳，以便防止污染物沿着轴移动并且进入密封装置外壳和马达外壳。不同的环境条件或大气条件需要不同的保护等级。因此，根据不同的规章标准、环境改变或者因为其它的原因，必须使用不同的密封装置来用于不同的保护等级。另夕卜，已知的密封装置是接触式密封装置，即，密封装置是与转子恒定接触的，且因此，随着时间的推移这些密封装置由于热和磨擦而倾向于磨损。
发明内容
公开了一种根据大气条件自动调节的密封系统。该密封系统包括安装在固定部件上的环形密封装置壳体，该环形密封装置壳体定位成使得转动部件从中延伸穿过；构造成以便相对于转动部件在密封位置和非密封位置之间径向地移动的至少一个环形密封介质；用于收集大气数据的至少一个传感器；以及构造成以便基于大气数据来控制该至少一个环形密封介质的至少一个微机构。取决于大气条件和需要的保护等级，本文公开的密封系统可提供不同的保护等级。本公开的第一方面提供了一种密封系统，其包括安装在固定部件上的环形密封装置壳体，该环形密封装置壳体定位成使得转动部件从中延伸穿过；构造成以便相对于转动部件在密封位置和非密封位置之间径向地移动的至少一个环形密封介质；用于收集大气数据的至少一个传感器；以及构造成以便基于大气数据来控制该至少一个环形密封介质的至少一个微机构。本公开的第二方面提供了一种涡轮机，其包括固定部件；转动部件；及用于使用在固定部件和转动部件之间的密封系统，该密封系统包括安装在固定部件上的环形密封装置壳体，该环形密封装置壳体定位成使得转动部件从中延伸穿过；构造成以便相对于转动部件在密封位置和非密封位置之间径向地移动的至少一个环形密封介质；用于收集大气数据的至少一个传感器；以及构造成以便基于大气数据来控制该至少一个环形密封介质的至少一个微机构。
图I示出了在本领域中已知的马达的截面图。图2示出了根据本发明的一个实施例的自调节式密封装置的一部分的放大透视图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的自调节式密封装置的透视图。图4示出了根据本发明的一个实施例的自调节式密封装置的剖视透视图。图5示出了根据本发明的一个实施例的自调节式密封装置的一部分的放大剖视透视图。图6示出了根据本发明的一个实施例的自调节式密封装置系统的图示。图7示出了流程图，其说明了根据本发明的一个实施例的自调节式密封装置系统的操作。要注意，本发明的附图不一定成比例。附图意图用于仅描述本发明的典型方面，并且因此，不应被视为限制本发明的范围。部件列表 马达 10
马达外壳 11 转动部件 12、102 固定部件 14、104 密封装置 20、100 密封装置壳体 106 密封介质 108 促动器 110 传感器 112 微机构 114。
具体实施例方式转向图1，示出了马达外壳11内的马达10的截面图。马达10包括部分地处于马达外壳11内的转动部件12(即，转子)和固定部件14。如同在本技术领域中已知的，在固定部件14和转动部件12之间包括密封装置20。应理解的是，虽然在图I中示出了马达，但本文公开的发明的实施例可应用于在任何类型的转动部件和固定部件之间的密封装置。如同在本领域中已知的，密封装置20是安装在固定部件14上的环形密封装置，其中，转动部件12延伸穿过密封装置20。密封装置20起作用来防止大气中的污染物沿着转动部件12移动并且进入马达外壳11。密封装置20被称为接触式密封装置，因为它与转动部件12处于恒定接触。转向图2，示出了根据本发明的一个实施例的密封装置100。如图2中所示，密封系统100用在涡轮机的固定部件104和转动部件102之间，诸如马达10(图I)。如图2中所示，密封系统100包括安装在固定部件104上的环形密封装置壳体106，其中，环形密封装置壳体106定位成使得转动部件102延伸穿过该环形密封装置壳体106。如图2中还示出的，密封系统100包括至少部分地定位在密封装置壳体106中的至少一个环形密封介质108，其中，转动部件102延伸穿过各个密封介质108。各个密封介质108构造成以便相对于转动部件102在密封位置与非密封位置之间径向地移动，如图2中的箭头A所示。图2示出了密封位置(即与转动部件102接触)中的密封介质108，但如本文用更多的细节讨论的，密封介质108构造成以便在图2中示出的密封位置和非密封位置(即与转动部件102不接触)之间径向地移动。密封介质108可包括典型地用于密封装置的任何材料，诸如橡胶、黄铜、炮铜、碳或者石墨。图2示出了 3个环形密封介质108，但要理解的是，更多或者更少的密封介质108可包括在与本发明的实施例相符的密封系统100中。例如，在本发明的一个实施例中，包括多个密封介质108，其中，各个密封介质108构造成以便在转动部件102和固定部件104之间提供不同的密封保护等级。例如，密封介质108可用不同的材料制成，以提供免受大气中的水、灰尘、化学物和其它污染物影响的不同的保护等级。在另一个实施例中，各个密封介质108可由相似材料制成，以便提供累积的或者变化的等级的同种保护。例如，一个、两个或者三个相似的密封介质108可被启用(activate),以提供需要的保护等级。图3中示出了密封系统100的另一个视图，说明了密封装置壳体106和密封介质108的环形，即环状的形状。图4示出了密封系统100的另一个视图，其中，图5中示出了爆炸视图。如图5中所示，密封系统100可进一步包括与各个密封介质108关联的至少一个促动器110。各个促动器110具有附接到密封装置壳体106的第一端，以及用于接触相应 的密封介质108的第二端。促动器110还可被称为柱塞，因为各个促动器110可适于在颠簸运动(plunging motion)中展开以及收缩，以便在它的密封位置和它的非密封位置之间移动各个密封介质108。转向图6，不出了说明运转着的 封系统100的不意图。如图6中所不， 封系统100还包括构造成以便控制环形密封介质108 (图5)的至少一个微机构114。具体地讲，微机构114构造成以便控制各个促动器110，促动器110又控制各个密封介质108。微机构114可包括任何已知的或者后来开发的控制系统，例如，电磁控制系统或电气调节的压力系统。微机构114可包括构造成以便控制各个促动器110(以及密封介质108)的一个机构，或者可使用多个微机构114，各个微机构114构造成以便控制一个环形密封介质108。密封系统100还包括用于收集大气数据的至少一个传感器112。传感器112可包括用于收集大气数据的任何现在已知的或者后来开发的传感器。存在许多用于各种产业中的在商业上可获得的传感器，它们可用在密封系统100中。例如，水和/或灰尘传感器，诸如接触式图像传感器、光电传感器、红外线传感器、LED灯传感器、尼科尔斯(Nichols)辐射计、光纤传感器、光电探测器、光电二极管、光电倍增管、光电三极管、光电传感器、光致电离检测器、光敏电阻、光控开关、接近传感器、闪烁计、夏克-哈特曼传感器(Shack-Hartmann)或者波前传感器。另外，或者备选地，还可使用化学传感器，诸如呼气测醉器(breathalyzer)、二氧化碳传感器、一氧化碳探测器、催化珠传感器(catalytic bead sensor)、化学场效应晶体管、电化学气体传感器、电子鼻、电解质-绝缘体-半导体传感器、氢传感器、硫化氢传感器、红外点传感器、离子选择电极、非分散红外传感器、微波化学传感器、氮氧化物传感器、嗅觉计、光极(optode)、氧传感器、载体催化元件(pellistor)、pH玻璃电极、电位传感器、氧化还原电极、烟雾探测器或者氧化锌纳米棒传感器。传感器112可按要求收集涉及大气中的特定污染物的等级的信息。例如，诸如水、灰尘、化学物等污染物的等级。可使用多个传感器112来感测大气中的多种不同的污染物，或者可使用单个传感器112。通过传感器(一个或者多个)112收集的大气数据然后发送到微机构(一个或者多个)114。微机构(一个或者多个)114然后可基于大气数据控制密封介质(一个或者多个)108。例如，基于针对大气中特定的污染物的期望的保护等级，微机构(一个或者多个)114可适当地在密封位置和非密封位置之间移动密封介质(一个或者多个)108。转向图7，示出了说明密封系统100的操作的流程图。首先，传感器(一个或者多个)112按要求收集大气数据。例如，大气中的灰尘、水或者化学物的等级。传感器(一个或者多个)112然后可发送大气数据到微机构(一个或者多个)114(或者微机构(一个或者多个)114可向传感器(一个或者多个)112查询数据)。使用大气数据，微机构(一个或者多个)114判断是否需要调节密封介质108。如果不需要，微机构(一个或者多个)114不发送信号到促动器(一个或者多个)110，且密封介质(一个或者多个)108保持它们的位置。如果需要，微机构(一个或者多个)114发送信号到促动器(一个或者多个)110，且当促动器(一个或者多个)110接收到信号时，它们适当地收缩/展开。促动器(一个或者多个)110然后适当地移动密封介质(一个或者多个)108。 密封系统100因此是自动调节的，因为(密封系统100)可基于由传感器(一个或者多个)112收集的大气数据调节密封保护的等级。例如，使用者可设置污染物(需要针对其进行密封)的等级或者类型一例如因为特定的规章标准或者环境条件。密封系统100判断大气中那些污染物的等级，且然后相应地调节密封介质(一个或者多个)108。这样，不同的密封介质108可用于不同的保护等级。这与已知的密封装置相反，在已知的密封装置中，整个密封装置将需要更换，以提供不同的密封保护等级。因为密封系统100与转动部件102不是恒定接触的，且因为密封系统100可包括多个不同的密封介质108，密封系统100可提供不同的保护等级。密封装置的不同的密封保护等级(通常被称为进入防护(IP)标准)在工业界是众所周知的，且可基于要求的保护等级选择。例如，一种密封介质108可包括起作用来针对大于50毫米的固体物体进行密封的材料，一种密封介质108可包括起作用来将溅起的水密封在外的材料，且一种密封介质108可包括提供防尘密封的材料。根据本发明的实施例的密封系统100根据大气条件和使用者要求的保护等级而只启用合适的密封介质(一个或者多个)108。例如，如果传感器(一个或者多个)112检测到大气中可忽略不计的水(即，水的等级比由使用者设置的容许量更低)，则可能不需要构造成针对水来保护的密封介质108，且那个密封介质108可移动到非密封位置中。但是，如果大气中发现高的化学物等级(即，化学物的等级比使用者设置的容许量更高)，可能需要构造成针对化学物进行密封的密封介质108，且那个密封介质108可移动到密封位置中。由于密封介质108将只根据需要被启用(即，移入密封位置、与转动部件102接触)，且因此将不会与转动部件102恒定接触，密封装置和不同的其它构件(S卩，轴承)的寿命将会提闻。本文中的用语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或者重要性，而是用于区分一个元件与另一个元件，且本文中的用语“一”和“一个”不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所引用的项目。结合数量使用的修饰语“大约”包括所说明的值，且具有由上下文规定的意思(例如，包括与对特定量的测量相关联的误差度)。虽然本文中描述了不同的实施例，但根据说明书将了解，说明书中元件的各种组合、变更或者改进可由本领域内那些技术人员作出，且在本发明的范围内。另外，在不背离本发明的本质范围的情况下，可作出很多修改以使特定的情形或者材料适用于本发明的教导。因此，意图是，本发明不限于作为预期实施本发明的最佳模式公开的特定实施例，而是 本发明将包括落在所附的权利要求的范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种密封系统，包括 安装在固定部件(104)上的环形密封装置壳体(106)，所述环形密封装置壳体(106)定位成使得转动部件(102)从中延伸穿过； 构造成以便相对于所述转动部件(102)在密封位置和非密封位置之间径向地移动的至少一个环形密封介质(108)； 用于收集大气数据的至少一个传感器(112);及 构造成以便基于所述大气数据来控制所述至少一个环形密封介质(108)的至少一个微机构(114) ο
2.根据权利要求I所述的密封系统，其特征在于，还包括与至少一个密封介质(108)的各个相关联的至少一个促动器(110)，各个促动器(110)适于展开和收缩，以在所述密封位置和所述非密封位置之间移动各个密封介质(108)。
3.根据权利要求2所述的密封系统，其特征在于，所述至少一个微机构(114)构造成以便控制所述至少一个促动器(110)。
4.根据权利要求I所述的密封系统，其特征在于，所述至少一个微机构(114)包括电磁控制系统和电气调节的压力系统之一。
5.根据权利要求I所述的密封系统，其特征在于，所述至少一个密封介质(108)包含选自由橡胶、黄铜、炮铜、碳和石墨组成的组的材料。
6.根据权利要求I所述的密封系统，其特征在于，所述至少一个环形密封介质(108)包括多个环形密封介质(108)。
7.根据权利要求6所述的密封系统，其特征在于，各个环形密封介质(108)在所述转动部件(102)和所述固定部件(104)之间提供不同的密封保护等级。
8.根据权利要求6所述的密封系统，其特征在于，所述至少一个微机构(114)包括多个微机构(114)，各个微机构(114)构造成以便控制一个环形密封介质(108)。
9.根据权利要求I所述的密封系统，其特征在于，在所述非密封位置中，所述至少一个密封介质不与所述转动部件(12)接触。
10.一种润轮机(10),包括 固定部件(104)； 转动部件(102);和 用于在所述固定部件(104)和所述转动部件(102)之间使用的密封系统，所述密封系统包括 安装在所述固定部件(104)上的环形密封装置壳体(106)，所述环形密封装置壳体(106)定位成使得所述转动部件(102)从中延伸穿过； 构造成以便相对于所述转动部件(102)在密封位置和非密封位置之间径向地移动的至少一个环形密封介质(108)； 用于收集大气数据的至少一个传感器(112);以及 构造成以便基于所述大气数据控制所述至少一个环形密封介质(108)的至少一个微机构(114)。
全文摘要
本发明涉及一种自调节式密封装置。公开了一种根据大气条件自动调节的密封系统。该密封系统包括安装在固定部件(104)上的环形密封装置(100)壳体，环形密封装置(100)壳体定位成使得转动部件(102)从中延伸穿过；构造成以便相对于转动部件(102)在密封位置和非密封位置之间径向地移动的至少一个环形密封介质(108)；用于收集大气数据的至少一个传感器(112)；及构造成以便基于大气数据控制该至少一个环形密封介质(108)的至少一个微机构(114)。
文档编号F16J15/16GK102927279SQ201210280148
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者M.R.赖, S.V.马哈简, G.A.纳曼纳瓦 申请人:通用电气公司