威尼斯人棋牌-威尼斯欢乐娱人城-首页

具有集成RFID传感器的机械密封件的制作方法

文档序号:24941477发布日期:2021-05-04 11:34
具有集成RFID传感器的机械密封件的制作方法

相关申请

本申请要求2018年9月27日提交的题为“mechanicalsealwithintegratedrfidsensor”的美国临时专利申请序列no.62/737,623的优先权,该申请的内容通过引用合并于此。

本发明涉及一种用于相对于固定壳体部件密封轴或杆的机械密封组件。本发明总体涉及机械密封件,并更特别涉及一种采用传感器的机械密封件。



背景技术:

传统机械密封组件用于多种环境和设置中,诸如例如机械设备中,以提供液密密封。密封组件通常围绕安装在固定机械壳体内并从中伸出的转动轴或杆定位。

包括分体式机械密封胶的传统机械密封件用于多种机械设备内,以便提供压力密封和液密密封。机械密封件通常围绕安装在固定壳体内并从中伸出的转动轴定位。机械密封组件通常在轴出口处通过螺栓连接到壳体的外侧,因此防止加压处理流体从壳体损失。典型的机械密封件包括端面式机械密封件,其包括围绕轴同心布置并彼此轴向间隔开的一对密封环。密封环分别具有通过包括偏压夹具或弹簧的传统偏压机构偏压以便彼此密封接触的密封面。通常,一个密封环保持固定(即固定密封环),而另一环固定到轴并与其一起转动(即转动密封环)。机械密封件通过偏压密封环的密封面彼此密封接触来防止加压处理流体泄漏到外部环境。转动密封环通常安装在围绕设备轴同心布置的保持件或套筒组件内。同样,压盖组件可以是实体的,或具有同样通过螺钉固定在一起的一对压盖半件。固定密封元件通常安装在压盖组件内。

保持机械密封件的常见问题在于它们通常安装在维护人员不容易接近的位置。另外,商业或工业设施会采用许多机械密封件,维护人员需要大量时间来进行视觉检查。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种采用用于感测或检测机械密封件的所选参数的诸如射频识别(rfid)传感器的一个或多个传感器的机械密封件。

本发明针对一种采用以相同或不同频率操作的诸如rfid传感器的多个传感器的机械密封组件。传感器可在低频范围、高频范围或超高频范围的一个或多个带中的一个或多个或任何以上频率范围的组合中操作。

根据一种实践,本发明的机械密封组件包括压盖组件,其具有壳体,壳体包括形成其中的多个传感器开口,其中多个传感器开口包括第一传感器开口和第二传感器开口;围绕轴布置并布置在压盖组件内的套筒组件;转动地联接到套筒组件的转动密封环;布置成与转动密封环操作地接触以便在其之间形成密封的固定密封环;以及布置在第一传感器开口内的第一传感器和布置在第二传感器开口内的第二传感器。根据优选的实践,第一传感器和第二传感器是rfid传感器。

第一传感器和第二传感器可包括射频识别(rfid)传感器、温度传感器、压力传感器、运动传感器和湿度传感器中的一种或多种。根据优选的实践,第一传感器是高频rfid传感器,并且第二传感器是超高频rfid传感器。另外,第一传感器开口和第二传感器开口可以彼此邻近,或者可以彼此周向分离或间隔开。

另外,第一传感器和第二传感器可被涂覆热塑材料,诸如聚醚醚酮(peek)材料。

本发明还可针对一种机械密封组件,机械密封组件包括压盖组件,其具有壳体,壳体包括形成其中的多个传感器开口,其中多个传感器开口包括第一传感器开口和第二传感器开口;围绕轴布置并布置在压盖组件内的套筒组件;布置在第一传感器开口内的第一rfid传感器和布置在第二传感器开口内的第二rfid传感器,其中第一rfid传感器是高频rfid传感器,并且第二rfid传感器是超高频rfid传感器。

附图说明

本发明的这些和其特征将通过结合附图参考以下详细描述来更完整地理解,附图中,类似附图标记在不同视图中指的是相同元件。附图示出本发明的原理,并且尽管没有按照比例,示出相对的尺寸。

图1是根据本发明的教导在压盖组件中安装多个传感器的机械密封组件的透视图。

图2是根据本发明的教导的图1的机械密封组件的横截面视图。

图3是根据本发明的教导示出传感器位置的图1的机械密封组件的顶部半透明透视图。

图4是根据本发明的教导示出安装在不同位置处的传感器的机械密封组件的第二实施方式的顶部半透明透视图。

具体实施方式

本发明提供一种用于在转动轴或其他适当装置上提供密封的机械密封组件。本发明将在下面相对于所示实施方式描述。本领域普通技术人员将理解到本发明可以应用在多种不同应用和实施方式中,并且不将其应用局限于本文所描述的特定实施方式。

如本文使用,并且如果在本文中使用,术语“密封件组件”和“密封组件”旨在包括多种类型的密封组件,包括单个密封件、分体式密封件、同心密封件、螺旋密封件和其他已知密封件和密封组件类型和构型。

术语“轴”旨在指的是可以安装密封件并包括轴、杆和其他已知装置的机械系统中的任何适当装置。

本文使用的术语“轴向”和“轴向地”指的是总体平行于轴的轴线的方向。本文使用的术语“径向”和“径向地”指的是总体垂直于轴的轴线的方向。术语“流体”和“多种流体”指的是液体、气体及其组合。

本文使用的术语“轴向内部”指的是固定设备和密封组件的邻近采用密封组件的机械系统布置的部分。相反,本文使用的术语“轴向外部”指的是固定设备和密封组件的远离机械系统的部分。

本文使用的术语“径向内部”指的是密封组件的邻近轴的部分。相反,本文使用的术语“径向外部”指的是密封组件的远离轴的部分。

本文使用的术语“固定设备”和/或“静态表面”旨在包括容纳具有压盖的密封件固定其上的轴或杆的任何适当的固定结构。本领域普通技术人员还将理解到压盖组件可形成机械密封件的一部分或固定设备的一部分。

本发明的示例性实施方式的机械密封组件可采用改进的转动密封环保持件或套筒,以便将转动密封构件安装并保持在机械密封组件和/或改进压盖组件内的所选位置,从而将机械密封组件的固定部件连接到固定设备和/或改进的密封环,由此将处理流体密封在固定设备内。

图1-3示出根据本发明的第一实施方式的机械密封组件10。机械密封组件10优选地同心围绕沿着第一轴线12延伸并固定到固定设备(诸如泵或其他机械装置)的外壁的轴(未示出)布置。轴可以至少部分安装在固定壳体或邻近固定壳体。机械密封组件10可被构造成提供液密密封,由此防止处理介质(例如流体)从固定设备逃逸。液密密封可通过密封构件实现,如所示的一对密封环20和30。所示密封环包括第一或转动/旋转密封环20和第二或固定密封环30,其被布置成彼此操作地密封接触,由此在其之间形成密封。每个密封环20和30具有通过偏压组件40偏压成彼此密封接触的平滑弧形密封表面,偏压组件40可包括一个或多个偏压环42和多个偏压弹簧44。密封环20和30可以是实体的,或者可以分别分体成一对密封环段,以有助于机械密封组件的便利安装。密封环20、30的密封表面提供能够在广泛范围的操作条件下操作的液密密封。

机械密封组件10还可包括压盖组件50和就座在压盖组件50内的保持件或套筒组件60。套筒组件60可具有任何所选形状或构型,并且在所示实施方式中形成为围绕轴布置并转动地联接其上的套筒。套筒组件布置在由压盖组件形成内部空间内。套筒连60具有套筒部分64和限定用于接收和保持转动密封环20的凸缘部分62。套筒组件60可具有形成其上的任何所选数量的凹槽,以便就座一个或多个密封元件。例如,套筒组件60使密封元件116、118就座在相应凹槽内,以便将处理流体密封在固定设备内。

所示机械密封组件10还可包括安装在密封环20、30和压盖组件50之间的承载元件90。承载元件适于沿着第一轴线12轴向运动,并就座成形为o型圈的多个密封元件92,以便将固定设备内的处理流体与大气密封。扁平垫片元件94就座在形成在承载元件90内形成的相应凹槽内,并且相对于固定设备密封承载件90。承载元件90还可安装布置在承载件内并面对或接触套筒部分64的限制衬套。

机械密封组件10还包括联接到套筒组件60的套筒部分64的轴向外部的锁定环100。锁定环100用来将套筒组件60和相关的密封环20、30锁定在机械密封件内。多个间隔元件110可用来接合形成在锁定环100内的凹槽,从而在机械密封组件10内定位所选元件,诸如套筒组件60、密封环20、30以及承载元件90。间隔元件可以被构造成在密封使用期间从锁定环转动或旋转。间隔元件在其受让人的美国专利no.6,935,632中描述,其内容通过引用合并于此。套筒组件60还可包括多个对中元件102,以便相对于轴对中套筒组件60以及密封环20、30。

压盖组件50和套筒组件60可以是实体的,或者可以分体成一对弧形段,以有助于机械密封组件的便利组装和安装。所示压盖组件50包括具有外部壳体部分52的通用壳体,壳体部分52具有形成其中的多个螺栓开口54。螺栓开口54适于就座将压盖组件50以及机械密封组件10固定到固定设备的螺栓(未示出)。压盖组件50还可包括在内部压盖壳体表面和外部压盖壳体表面之间形成其中的一个或多个流体开口56,以允许压盖的内部区域以及密封件之间与外部供应流体进行流通。流体开口56因此允许固定设备内的处理流体和外部环境或可连接到流体开口的外部流体源之间的连通。流体开口56可被构造成在其中接收所选的流体,诸如屏障或冲洗流体。

外部壳体部分52还包括一个或多个且优选为一对传感器开口58,每个传感器开口被设置尺寸并构造成安装传感器80、82。传感器开口可具有任何所选构型,并且可垂直于轴线12,或可以相对于轴线12倾斜或横向。传感器80、82可以是任何所选类型的传感器,包括射频识别(rfid)传感器、温度传感器、压力传感器、运动传感器、湿度传感器等。根据一种实施方式,传感器是rfid传感器,或者可以是能够用作和当作rfid传感器的另一类型的传感器。rfid传感器80、82可存储与标识相关的识别信息,并继而可以用来识别特定的机械密封组件10以及固定设备的位置。传感器还可基于系统和用户需求具有存储其中的任何所选类型的信息。rifd传感器80、82可以是只读传感器、读/写传感器或其组合。适用于本发明的rfid传感器的适当例子通过美国的infochip制造和销售。另外,rfid传感器可以是不包括本地电源并且相反依赖于rfid读取器的电磁能量的无源rfid传感器,或者可以是包括本地电源的有源rfid传感器,或者其组合。rifd传感器被构造成与rfid读取器结合地操作,如本领域所公知那样。

根据机械密封件的类型和具体的客户应用,传感器开口58可以形成在压盖组件50的外部压盖壳体部分52内的所选位置处。例如,传感器开口可以在安装之后根据密封件和传感器的接近程度以及安装时传感器信号的强弱来放置在机械密封组件内。根据一种优选实施方式,压盖组件50可具有一对传感器开口58、58,并且传感器开口可形成在压盖内的任何所选位置处,并优选地彼此邻近地形成。图3、4示出本发明的第二实施方式,其中传感器80、82安装在压盖组件50的外部壳体部分52内的周向不同位置处,使得开口彼此在空间上分离。压盖组件50还可包括在内部压盖壳体表面和外部压盖壳体表面之间形成其中的一个或多个流体开口56,以允许压盖的内部区域以及密封件与外部供应流体进行连通。流体开口56因此允许固定设备内的处理流体和外部环境或可以联接到流体开口的外部流体源之间的连通。流体开口56可以被构造成在其中接收所选流体,诸如屏障或冲洗流体。本领域普通技术人员将容易意识到传感器可以安装在压盖组件50之外的位置处。例如,传感器可以安装在邻近另一密封部件(诸如套筒组件、密封环、承载件、锁定环等)安装在压盖组件的内部内,或安装在另一密封部件上或内。本领域普通技术人员还将意识到基于当前教导,任何适当数量的传感器可以与机械密封组件结合使用。

rfid传感器80、82可以被涂覆任何所选材料,以保护传感器,免受外部环境影响。根据一种实践,每个传感器80、82可被涂覆塑料材料,诸如热塑材料。一种这样的材料可以是聚醚醚酮(peek)材料。该材料可以被选择成允许化学相容性、最佳的传感器安装和总体机械强度。

传感器80、82可被构造成以所选波长或频率辐射或操作,并且如果两个或更多个传感器安装在机械密封组件10的压盖组件50内,传感器优选地以不同频率辐射,诸如以低频(例如在大约120khz-140khz之间)、高频和/或超高频或其组合。例如,并根据一种实施方式,一个rfid传感器80可以以高频(例如在大约12-15mhz之间)辐射,而另一传感器可以以超高频(例如在大约850-960mhz或在大约2.4-2.5ghz之间)辐射。根据另一实践,传感器可以相同频率操作,或者以低频、高频和超高频范围内的不同频率范围操作。

rfid传感器80、82可以通过包括摩擦或压配合技术的任何已知技术放置和固定在传感器开口58、58内,或者可以通过粘合剂固定其中。

如之前所述,形成在机械密封件的压盖内的传感器开口也可根据机械密封的类型以所选角度倾斜或歪斜。传感器开口位置可以被选择成优化或强化密封定向组合。另外,机械密封件可包括特别设计的狭槽深度和开口直径,使得rfid类型传感器的开放式终端插入,同时防止传感器意外脱落。

rfid传感器也可被选择成通过与密封件的操作环境化学地相容来展示适当水平的化学耐用性。这允许rfid类型传感器在多种类型的机械密封件中的开放式终端使用和安装,而没有不利地影响或干涉传感器发射或接收的射频信号。这允许传感器信号的便利读取性以及以更远距离读取信号而没有有害干扰的能力。另一优点在于rfid传感器允许操编辑从中获得信号,而不必须接近运动和潜在危险的设备。

本发明的所示机械密封组件10的某些部件类似于其受让人的美国专利nos.5,571,268、7,708,283和10,352,457中描述的机械密封组件,这些专利的内容通过应用合并于此。本发明的机械密封组件包括机械密封件,其可包括任何类型的机械密封件,包括所示的实体密封件、分体式密封件、螺旋密封件、串联密封件、集装式密封件、eps密封件、平衡密封件、不平衡密封件、推杆密封件、迷宫密封件、端面密封件、液压密封件、气动密封件等。

因此从以上描述中明显可以看出本发明有效地获得以上提出的目的。由于某些变化可以在以上结构中进行而不偏离本发明的范围,意图在于以上说明或附图所示的所有主题作为示例性说明而没有限制含义。

同样理解到下面的权利要求覆盖本文描述的本发明的所有通用和具体特征,就语言而言,本发明范围的所有陈述可以认为是落入其之间。

已经描述了本发明,所要求保护的内容是新颖的,并且希望通过文字专利来稳固。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1

威尼斯人棋牌|威尼斯欢乐娱人城

XML 地图 | Sitemap 地图