一種機械密封循環保護控制系統的製作方法

2023-06-27 00:23:11 2

專利名稱：一種機械密封循環保護控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械密封循環保護系統，特別是一種雙端面機械密封及串聯機械密封的循環液循環保護控制系統。
背景技術：
隨著我國國民經濟的發展，國民的環保意識不斷加強，國家對環境保護也越來越重視，離心泵等轉動設備所輸送的介質很多都是對環境有威脅的，在多數的情況下不允許所輸送的介質直接洩漏到外部環境中，對環境造成汙染，這就要求離心泵等轉動設備的密封採取保護措施，防止有害介質直接洩漏到大氣，根據標準JB/T6629和美國石油學會標準API682的要求，離心泵等轉動設備採用雙端面機械密封或串聯機械密封結構。一般不允許向大氣洩漏的介質採用串聯機械密封，內密封洩漏將是所輸送的介質洩漏到循環液中，由貯液罐通過排汙口排到指定的容器裡或排到火炬等可以接受洩漏介質的地方，能避免輸送 介質通過旋轉軸直接向外部空間洩漏，貯液罐可以不用承壓，循環液可在常壓下工作，只要能夠循環就行，如果介質密封腔的壓力較大時，機械密封比壓就大，機械密封端面磨損就會嚴重，影響到機械密封的使用壽命。而危險、有毒的介質一般要求採取雙端面機械密封結構，要求循環液端的密封腔壓力大於介質密封腔壓力，這樣內密封洩漏將是循環液洩漏到所輸送的介質中，避免有危害的介質洩漏出來，貯液罐需要承壓，壓力必須大於介質密封腔壓力。循環液在有壓情況下工作，如果所輸送的介質受環境條件影響較大，如液氨、輕烴類的介質受溫度影響較大，冬天和夏天的入口壓力波動很大，這就對循環液端的密封腔壓力控制帶來麻煩。現有技術中專利號為201110128176. I 「一種離心泵的密封組合結構」主要是利用動力環的離心作用來提供一種手段使循環液在循環液封閉的系統中循環，可以應用於串聯機械密封和雙端面機械密封，但是對循環液端的密封腔壓力不能調節和控制。現有技術中專利號為200720099724. I 「智能化油氣混輸雙螺杆泵機械密封保護系統」和200820143842. 2 「一種船用輸送浙青用雙螺杆貨油泵的機械密封保護系統」，主要是通過潤滑油泵使循環液在循環液封閉的系統中循環，通過調節閥、溫度傳感器和壓力傳感器以及PLC控制器來控制循環液出口的溫度和壓力，這兩個專利技術主要針對雙端面機械密封結構，所測得壓力分別為輸送的介質泵的入口壓力和循環液的密封腔的壓力，並通過調節閥來調節循環液的壓力來保護機械密封，保證泵所輸送的介質不洩漏到外部環境，該系統結構複雜，控制點多，並且是針對螺杆泵的密封系統，針對性單一。流體機械工程技術人員都知道，介質端的入口壓力和介質端的密封腔壓力不一致，一般情況下，介質端的密封腔壓力要大於介質端的入口壓力。對串聯機械密封或雙端面機械密封來說如何控制輸送介質端的密封腔壓力Pl和循環液端的密封腔壓力P2之間的壓差值AP對提高機械密封的密封性能和延長使用壽命有重要的意義。在標準JB/T6629和美國石油學會標準API682都規定了雙端面及串聯機械密封的循環液循環方案和要求，在所有的方案中都沒有明確提出如何控制以上所述的兩個密封腔之間的壓差值AP，使壓差值AP維持在一定的範圍內，特別是API682的PLAN53中不僅要求配置虹吸罐，還要求配置蓄能罐等，導致結構複雜，成本增加，蓄能罐還要不斷的補充蓄能壓力，導致壓力會波動，影響機械密封的使用。

實用新型內容本實用新型的目的是針對現有的雙端面及串聯機械密封的循環液循環方案中的沒有明確提出如何控制輸送介質端的密封腔壓力Pl和循環液端的密封腔壓力P2之間的壓差值AP = P1-P2，使壓差值AP維持在一定的範圍內的問題，提供設計一種可通過調節循環液壓力來控制兩個密封腔之間的壓差值AP的一種機械密封循環保護控制系統，從而達到提高機械密封的密封性能和延長使用壽命的目的。本實用新型的技術方案為一種機械密封循環保護控制系統，它主要包括潤滑迴路系統和通過控制線連接潤滑迴路系統的控制裝置200，其中潤滑迴路系統主要包括循環液貯液罐400、離心泵上的旋轉主軸5、密封室2與軸套(6、9)之間裝有的第一級機械密封3和第二級機械密封4、以及連接管路；旋轉主軸5和軸套(6、9)之間的安裝在密封室右 邊的機械密封為第一級機械密封3，旋轉主軸5和軸套(6、9)之間的安裝在密封室左邊的機械密封為第二級機械密封4，在所述的密封室上在第一級機械密封和第二級密封之間的循環液密封腔8上設有一個進液孔I和出液孔11，進液孔I和出液孔11通過連接管路與循環液貯液罐400連通；其特徵在於還包括設有測壓裝置100、節流裝置300和循環泵500 ；循環泵500通過連接管路連接設在進液孔I與循環液貯液罐400之間；在所述的密封室的第一級機械密封的介質密封腔7上設有一個測壓孔10，測壓孔10通過連接管路與所述的測壓裝置100的介質取壓孔101連接；節流裝置300通過連接管路連接設在出液孔11與循環液貯液罐400之間；其之間的連接為在所述的節流裝置300上有一個進液孔301和一個出液孔302，在進液孔301和出液孔302之間有一個節流減壓孔304，在進液孔301和節流減壓孔304之間有一個測壓孔303，進液孔301通過連接管路與出液孔11連接，出液孔302通過連接管路與貯液罐400連接，測壓孔303通過連接管路與測壓裝置100上循環液取壓孔102連接；在所述的測壓裝置100左右有一個介質取壓孔101和一個循環液取壓孔102 ；所述的控制裝置200通過控制線與循環泵500、設在測壓裝置100兩個取壓孔(101和102)上壓力傳感器(104和106)連接或是直接與設在測壓裝置100差壓傳感器108連接。本實用新型採取上述方案，具有以下技術效果1.通過監測輸送介質端的密封腔壓力Pl和循環液端的密封壓力P2，並把壓力傳送到控制裝置，通過控制裝置控制循環泵運行，調節循環液端的密封壓力P2，使輸送介質端的密封腔壓力Pl和循環液端的密封壓力P2之間的壓差值AP維持在一定範圍內，能大大提高機械密封的密封性能和延長使用壽命；
2.簡化雙端面機械密封結構的加壓系統，使系統獲得穩定的壓力，避免壓力波動；3.自動監測和控制循環液端的壓力，避免了現階段整個密封保護系統人工控制的人為因素和操作的時間影響，4.該系統調節壓力範圍大，壓力高，適用所有的串聯機械密封結構和雙端面密封結構。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型做進一步詳細說明。圖I為本實用新型的實施例I的結構示意圖。圖2為實施例I的控制裝置200的控制程序流程示意圖。[0009]圖3為本實用新型的實施例2的結構示意圖。圖4為實施例2的控制裝置200的控制程序流程示意圖。圖5為本實用新型的實施例3的結構示意圖。圖中1.進液孔2.密封室3.第一級機械密封4.第二級機械密封5.旋轉主軸6.軸套7.介質密封腔8.循環液密封腔9.軸套10.介質密封腔測壓孔11.出液孔100.測壓裝置101.介質取壓孔102.循環液取壓孔103.傳感器接口 104.壓力傳感器105.傳感器接口 106.壓力傳感器107.傳感器傳輸線結構108.差壓傳感器200.控制裝置300.節流裝置301.進液孔302.出液孔303.測壓孔304.減壓孔400.貯液罐500.循環泵具體實施方式
實施例I如圖I所示實施例I為一種串聯機械密封的循環液循環保護控制系統的技術方案它主要包括潤滑迴路系統和通過控制線連接潤滑迴路系統的控制裝置200，其中潤滑迴路系統主要包括循環液貯液罐400、離心泵上的旋轉主軸5、密封室2與軸套(6、9)之間裝有的第一級機械密封3和第二級機械密封4、以及連接管路；旋轉主軸5和軸套(6、9)之間的安裝在密封室右邊的機械密封為第一級機械密封3，旋轉主軸5和軸套(6、9)之間的安裝在密封室左邊的機械密封為第二級機械密封4，在所述的密封室上在第一級機械密封和第二級密封之間的循環液密封腔8上設有一個進液孔I和出液孔11，進液孔I和出液孔11通過連接管路與循環液貯液罐400連通；其特徵在於還包括設有測壓裝置100、節流裝置300和循環泵500 ;循環泵500通過連接管路連接設在進液孔I與循環液貯液罐400之間；在所述的密封室的第一級機械密封的介質密封腔7上設有一個測壓孔10，測壓孔10通過連接管路與所述的測壓裝置100的介質取壓孔101連接；節流裝置300通過連接管路連接設在出液孔11與循環液貯液罐400之間；其之間的連接為在所述的節流裝置300上有一個進液孔301和一個出液孔302，在進液孔301和出液孔302之間有一個節流減壓孔304，在進液孔301和節流減壓孔304之間有一個測壓孔303，進液孔301通過連接管路與出液孔11連接，出液孔302通過連接管路與貯液罐400連接，測壓孔303通過連接管路與測壓裝置100上循環液取壓孔102連接；在所述的測壓裝置100左右有一個介質取壓孔101和一個循環液取壓孔102 ;所述的控制裝置200通過控制線與循環泵500、設在測壓裝置100兩個取壓孔(101和102)上壓力傳感器(104和106)連接，使得設在測壓裝置100兩個取壓孔(101和102)上壓力傳感器(104和106)測取的實時壓力(P1、P2)分別通過導線直接入控制裝置200。圖2為實施例I的控制裝置200的控制程序流程示意圖。如圖2所示本實用新型的控制裝置200的控制程序為開始運行，初始化程序，根據需要發出信號，控制循環泵500的啟動，循環液通過封閉的循環液系統內循環流動，通過測壓裝置中的循環液取壓孔上的壓力傳感器106測得循環液密封腔8的壓力P2，並且發出信號允許主泵啟動，主泵啟動，通過測壓裝置中的介質取壓孔上的壓力傳感器104測得介質密封腔7的壓力P1，經過控制裝置200的計算AP = P1-P2，通過控制裝置200的判斷AP是否在規定的設定值範圍，如果是「YES」，循環泵和主泵正常運行，如果是「NO」，控制裝置200通過調整循環泵的運行來調節循環液密封腔8的壓力P2，再重複以上所述的計算和判斷過程。實施例2如圖3所示，實施例2也為一種串聯機械密封的循環液循環保護控制系統的技術方案，本實施例2的技術方案為與實施例I的技術方案結構構成原理相同，因此技術方案同實施例I 一樣，說明省略。本實施例2與實施例I的不同之處在於測壓裝置100的結構的不同實施例I的測壓裝置100如圖I所示，在所述的測壓裝置100上有兩個取壓孔，分別是介質取壓孔101和循環液取壓孔102，在介質取壓孔101上端有一個傳感器接口 103，在傳感器接口 103上安裝有壓力傳感器104，介質密封腔測壓孔10通過管路與測壓裝置100上的介質取壓孔101連接，介質密封腔7上的測壓孔10的壓力Pl就傳遞到介質取壓孔101上，壓力Pl就由壓力傳感器104的轉換，通過導線與控制裝置200連接，傳輸到控制 裝置200 ;在循環液取壓孔102上端有一個傳感器接口 105，在傳感器接口 105上安裝有壓力傳感器106，循環液密封腔8上的出液孔11通過管路與節流裝置300上的進液孔301連接，進液孔301與測壓孔303相通，測壓孔303通過管路與測壓裝置100上的循環液取壓孔102連接，這樣循環液密封腔8上的出液孔11的壓力P2就傳遞到循環液取壓孔102上，壓力P2經過壓力傳感器106的轉換，通過導線與控制裝置200連接，傳輸到控制裝置200。實施例2的測壓裝置100如圖3所示，在所述的測壓裝置100上有兩個取壓孔，分別是介質取壓孔101和循環液取壓孔102，在介質取壓孔101和循環液取壓孔102之間安裝有一個差壓傳感器108，介質密封腔測壓孔10通過管路與測壓裝置100上的介質取壓孔101連接，介質密封腔7上的測壓孔10的壓力Pl就傳遞到介質取壓孔101上，循環液密封腔8上的出液孔11通過管線與節流裝置300上的進液孔301連接，進液孔301與測壓孔303相通，測壓孔303通過管路與測壓裝置100上的循環液取壓孔102連接，這樣循環液密封腔8上的出液孔11的壓力P2就傳遞到循環液取壓孔102上，壓力Pl和壓力P2經過差壓傳感器108的轉換，由傳感器傳輸線結構107通過導線與控制裝置200連接，傳輸到控制裝置200。圖4為實施例2的控制裝置200的控制程序流程示意圖。如圖4所示本實用新型的控制裝置200的控制程序開始運行，初始化程序，根據需要發出信號，控制循環泵500的啟動，循環液通過封閉的循環液系統內循環流動，循環泵運行正常後，發出信號允許主泵啟動，主泵啟動，通過差壓傳感器108直接測得介質密封腔7的壓力Pl和循環液密封腔8的壓力P2的差壓AP = P1-P2，通過控制裝置200的判斷AP是否在規定的設定值範圍，如果是「YES」，循環泵和主泵正常運行，如果是「NO」，控制裝置200通過調整循環泵的運行來調節循環液密封腔8的壓力P2，再重複以上所述的判斷過程。如圖5所示，實施例3為一種雙端面機械密封的循環液循環保護控制系統的技術方案，本實施例3的一種機械密封循環保護控制系統技術方案與實施例I和實施例2的技術方案結構構成原理是相同，因此技術方案同實施例I 一樣，說明也省略。本實施例3的技術方案為與實施例I和實施例2不同之處在於本實施例3機械密封採用雙端面機械密封，面實施例I和實施例2的機械密封採用串聯機械密封。另外實施例3的測壓裝置100可以採用實施例I的測壓裝置100結構(如圖5所示)、也可以採用實施例2的測壓裝置100結構(省略此圖)，因此實施例3的控制裝置200的控制程序流程示意圖也以為實施例I的控制裝置200的控制程序流程示意圖(如圖2)，也可以為實施例2的控制裝置200的控制程序流程示意圖(如圖4)。在使用串聯機械密封系統時，通過調節串聯機械密封的循環液壓力來控制兩個密 封腔之間的壓差值AP在0. 2 I. OMPa之間；在使用雙端面機械密封系統時，通過調節雙端面機械密封的循環液壓力來控制兩個密封腔之間的壓差值AP在-I. 0 -0. 14MPa之間。
權利要求1. 一種機械密封循環保護控制系統，它主要包括潤滑迴路系統和通過控制線連接潤滑迴路系統的控制裝置(200)，其中潤滑迴路系統主要包括循環液貯液罐(400)、離心泵上的旋轉主軸(5)、密封室(2)與軸套(6、9)之間裝有的第一級機械密封(3)和第二級機械密封(4)、以及連接管路；旋轉主軸(5)和軸套(6、9)之間的安裝在密封室右邊的機械密封為第一級機械密封(3)，旋轉主軸5和軸套(6、9)之間的安裝在密封室左邊的機械密封為第二級機械密封(4)，在所述的密封室上在第一級機械密封和第二級密封之間的循環液密封腔(8)上設有一個進液孔⑴和出液孔(11)，進液孔⑴和出液孔(11)通過連接管路與循環液貯液罐(400)連通；其特徵在於還包括設有測壓裝置(100)、節流裝置(300)和循環泵(500);循環泵(500)通過連接管路連接設在進液孔(I)與循環液貯液罐(400)之間；在所述的密封室的第一級機械密封的介質密封腔(7)上設有一個測壓孔(10)，測壓孔(10)通過連接管路與所述的測壓裝置(100)的介質取壓孔(101)連接；節流裝置(300)通過連接管路連接設在出液孔(11)與循環液貯液罐(400)之間；其之間的連接為在所述的節流裝置(300)上有一個進液孔(301)和一個出液孔(302)，在進液孔(301)和出液孔(302)之間有一個節流減壓孔(304)，在進液孔(301)和節流減壓孔(304)之間有一個測壓孔(303)，進液孔(301)通過連接管路與出液孔(11)連接，出液孔(302)通過連接管路與貯液罐(400)連接，測壓孔(303)通過連接管路與測壓裝置(100)上循環液取壓孔(102)連接；在所述的測壓裝置(100)左右有一個介質取壓孔(101)和一個循環液取壓孔(102);所述的控制裝置(200)通過控制線與循環泵(500)、設在測壓裝置(100)兩個取壓孔(101和102)上壓力傳感器(104和106)連接或是直接與設在測壓裝置(100)差壓傳感器(108)連接。
專利摘要一種機械密封循環保護控制系統，它主要包括潤滑迴路系統和通過控制線連接潤滑迴路系統的控制裝置(200)，其中潤滑迴路系統主要包括循環液貯液罐(400)、旋轉主軸(5)、密封室(2、第一級機械密封(3)和第二級機械密封(4)以及連接管路；其特徵在於還包括設有測壓裝置(100)、節流裝置(300)和循環泵(500)；循環泵(500)通過連接管路連接在進液孔(1)與循環液貯液罐(400)之間；節流裝置(300)通過連接管路連接在出液孔(11)與循環液貯液罐(400)之間；控制裝置(200)通過控制線與循環泵(500)、測壓裝置(100)上的壓力傳感器(104和106)連接或是與差壓傳感器(108)連接。本實用新型優點在於通過監測輸送介質端的密封腔壓力P1和循環液端的密封壓力P2，使輸送介質端的密封腔壓力P1和循環液端的密封壓力P2之間的壓差值ΔP維持在一定範圍內，能大大提高機械密封的密封性能和延長使用壽命。
文檔編號F04D29/10GK202560624SQ201220078830
公開日2012年11月28日 申請日期2012年3月1日 優先權日2012年3月1日
發明者金慶明 申請人:金慶明