阅读说明：本技术 具有磨损量在线监测功能的密封环 (Sealing ring with abrasion loss online monitoring function ) 是由 陈侃 奉明忠 张车宁 刘伟 李志山 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种具有磨损量在线监测功能的密封环,包括石墨环、绝缘基底层、绝缘基底层外表面的敏感栅、敏感栅外表面的保护层,敏感栅包括沿密封环周向设置的周向敏感栅和纵向设置的纵向敏感栅,敏感栅底部的环形为敏感栅连接层,敏感栅连接层底部的环形为PCB基板,敏感栅为导电层,敏感栅连接层为金属层,周向敏感栅和纵向敏感栅的交点为逻辑节。石墨环在运转过程中端面存在磨损,当磨损使得敏感栅的某个触点断裂,从而产生逻辑门信号,通过在PCB基板外部连接电路获得各种二进制编码来实现对机械密封环磨损的在线监测,本发明通过采用信息科技技术,使得补偿环自身变为一个传感敏感元件,从而使得机械密封具有在线磨损量监测的能力。(The invention provides a sealing ring with an abrasion loss online monitoring function, which comprises a graphite ring, an insulating substrate layer, sensitive grids on the outer surface of the insulating substrate layer and a protective layer on the outer surface of the sensitive grids, wherein the sensitive grids comprise circumferential sensitive grids arranged along the circumferential direction of the sealing ring and longitudinal sensitive grids arranged longitudinally, the ring at the bottom of each sensitive grid is a sensitive grid connecting layer, the ring at the bottom of each sensitive grid connecting layer is a PCB (printed circuit board) substrate, each sensitive grid is a conductive layer, each sensitive grid connecting layer is a metal layer, and the intersection points of the circumferential sensitive grids and the longitudinal sensitive grids are logic nodes. The end face of the graphite ring is abraded in the operation process, when the graphite ring is abraded, a certain contact of the sensitive grid is broken, so that a logic gate signal is generated, various binary codes are obtained by connecting a circuit outside a PCB substrate to realize online monitoring of abrasion of the mechanical sealing ring.)

具有磨损量在线监测功能的密封环

技术领域

本发明属于机械密封技术领域，尤其是一种具有磨损量在线监测功能的密封环。

背景技术

机械密封通常用于密封高温、有毒、高压工艺介质，它作为工艺介质与环境的屏障，保障环境和人不受到威胁。因此，机械密封的可靠性和它自身的健康度重要性不言而喻。对机械密封的状态进行监测，并预测其寿命，就变得很重要。

目前，世界上所有的机械密封产品自身是不具备状态监测能力的。都是通过在产品上开孔或者设置附属结构，通过增设传感器来采集机械密封性能。对机械密封端面的磨损在线监测，是没有方法达到的。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于解决问题，提供一种具有磨损量在线监测功能的密封环。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种具有磨损量在线监测功能的密封环，包括石墨环1、石墨环1外表面的绝缘基底层2、绝缘基底层2外表面的敏感栅3、敏感栅3外表面的保护层4，敏感栅3包括沿密封环周向设置的周向敏感栅5和纵向设置的纵向敏感栅6，敏感栅3底部的环形为敏感栅连接层7，敏感栅连接层7底部的环形为PCB基板8，敏感栅3为导电层，敏感栅连接层7为金属层，周向敏感栅5和纵向敏感栅6的交点为逻辑节9。

作为优选方式，石墨环在运转过程中端面存在磨损，当磨损使得敏感栅3的某个触点断裂，从而改变逻辑状态信号，通过在PCB基板8外部连接电路获得各种二进制编码来实现对机械密封环磨损的在线监测。

作为优选方式，密封环制备方法为：在石墨环1外层喷涂绝缘基底层2，在绝缘基底层2外层喷涂分别沿密封环周向和纵向设置的导电层作为敏感栅3，在导电层外喷涂保护层4，在石墨环和PCB基板8间通过焊接金属环进行连接。

作为优选方式，保护层4的材料为聚醚醚酮PEEK，或聚四氟乙烯PTFE。

作为优选方式，敏感栅3材料选自铜、金、银金属。

作为优选方式，周向敏感栅5在周向的上下间距为0.1微米-1毫米。优选为1微米。

作为优选方式，4-360根纵向敏感栅6在周向上均布。

作为优选方式，绝缘基底层2、敏感栅3、保护层4的厚度总和不超过0.5mm。

作为优选方式，绝缘基底层2为不导电且能与导电金属连接的材料。

作为优选方式，绝缘基底层2为石英。

本发明的有益效果为：本发明更改机械密封补偿环功能，除保持原机械密封补偿环功能外，通过采用信息科技技术，使得补偿环自身变为一个传感敏感元件，从而使得机械密封具有在线磨损量监测的能力。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

1为石墨环，2为绝缘基底层，3为敏感栅，4为保护层，5为周向敏感栅，6为纵向敏感栅，7为敏感栅连接层，8为PCB基板，9为逻辑节。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

本实施例提供一种具有磨损量在线监测功能的密封环，包括石墨环1、石墨环1外表面的绝缘基底层2、绝缘基底层2外表面的敏感栅3、敏感栅3外表面的保护层4，敏感栅3包括沿密封环周向设置的周向敏感栅5和纵向设置的纵向敏感栅6，敏感栅3底部的环形为敏感栅连接层7，敏感栅连接层7底部的环形为PCB基板8，敏感栅3为导电层，敏感栅连接层7为金属层，周向敏感栅5和纵向敏感栅6的交点为逻辑节9。

石墨环在运转过程中端面存在磨损，当磨损使得敏感栅3的某个触点断裂，从而改变逻辑状态信号，通过在PCB基板8外部连接电路获得各种二进制编码来实现对机械密封环磨损的在线监测。例如：每条横栅格设置一个编号，每条纵栅格设置一个编号，使得每个节点有个编号，每次测量所有节点状态所形成的布尔值编码不一样，每磨损掉一个节点，编码值就相应的改变，编码的变化反映所有节点的状态，从而反映环体磨损的状态。

密封环制备方法为：在石墨环1外层喷涂绝缘基底层2，在绝缘基底层2外层喷涂分别沿密封环周向和纵向设置的导电层作为敏感栅3，在导电层外喷涂保护层4，在石墨环和PCB基板8间通过焊接金属环进行连接。

保护层4的材料为聚醚醚酮PEEK，或聚四氟乙烯PTFE。

敏感栅3材料选自铜、金、银金属。

周向敏感栅5在周向的上下间距为0.1微米-1毫米。因此本发明磨损量检测的最大分辨率可以为1um。

4-360根纵向敏感栅6在周向上均布。

绝缘基底层2、敏感栅3、保护层4的厚度总和不超过0.5mm。

绝缘基底层2为不导电且能与导电金属连接的材料。优选的，绝缘基底层2为石英。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。