一種直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法
2023-10-31 11:40:27 1
專利名稱：一種直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法
技術領域：
本發明屬於直驅式高壓泵領域，具體涉及ー種直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法。
背景技術：
直驅式高壓泵是相對於增壓式高壓泵而言的。在增壓式高壓泵系統中，電機將電能轉化為油介質的壓力能，油介質的壓力能推動柱塞往復運動，將柱塞的機械能轉化為水的壓カ能。而直驅式高壓泵則由電機直接驅動ー個曲柄連杆機構進而帶動柱塞作往復運動，將柱塞的機械能轉化為水的壓カ能，少了油介質驅動這ー環節以及相應的效率損失，因此，直驅式高壓泵的效率高達90%，而增壓式高壓泵的效率大約為70%。直驅式高壓泵的工作原理如圖I所示，柱塞I、高壓靜密封4、背託環5、高壓動密封6、高壓缸體8、單向閥9、高壓靜密封10、單向閥支撐座11及單向閥12相互依託，形成密閉高壓腔室7。冷卻水裝置3、低壓精密封2、高壓靜密封4、背託環5及其高壓動密封6則相互依託，形成低壓冷卻水通道22、24 (圖2所示)。正常工作過程中，由於高壓靜密封4、背託環5及高壓動密封6的阻隔，高壓腔室7中的水及其冷卻水通道22、24中的水互不連通。工作時，在曲柄連杆的帶動下，柱塞I作往復運動，從而在高壓腔室7中實現低壓吸水衝程及高壓排水衝程。在低壓吸水衝程，柱塞I向右運動，高壓腔室7的體積增大，腔室中壓カ降低，在進水端水壓作用下，單向閥9打開，同吋，單向閥12關閉，低壓水14進入腔室7。在高壓排水衝程，柱塞I向左運動，腔室7的體積減小，腔室中的水受壓而壓カ升高，單向閥9關閉、單向閥12打開，腔室中的高壓水15經單向閥12排出而進入壓カ波動緩解裝置13。正是在上述低壓吸水衝程及高壓排水衝程的交替作用下，普通自來水實現了加壓過程。如圖2所示，在高壓排水衝程時，由於高壓腔室7中的水壓遠高於冷卻水通道中的水壓，正常情況下，高壓動密封6阻止高壓水進入冷卻水通道22、24。如高壓動密封6出現損壞，則高壓腔室7中的高壓水便流入冷卻水通道22、24。上述情況下，洩漏出來的高壓水直接進入冷卻水路，依靠肉眼無法看出是否發生洩漏。一般來說，初始發生洩漏時，洩漏通道26很小，由於高壓泵壓カ非常高(高達420MPa或更多)，因此，在洩漏通道26處便形成微射流，此微射流能很快損壞價格昂貴的背託環5及冷卻腔體。因此，及時發現動密封處的洩漏不但可以避免洩漏造成的巨大損失，同時也可縮短排查問題耽誤的時間。理論上講，發生洩漏後，冷卻水通路中的水流量増加，可通過檢測流量的變化得知動密封エ況。然而，實際應用中，上述方法並不可行，主要原因是比起冷卻水流量，洩漏量非常小，特別是在洩漏初期，因此，採用檢測流量的方法難以準確識別是否洩漏。發生洩漏時，微射流產生的高速水束通過動密封會產生熱量，導致局部溫度升高。因此，理論上看，檢測溫度變化可以獲得洩漏信息。同樣，此種方法在實際應用中並不可行，主要原因是1、溫度受外界環境影響較大，採用溫度變化的方法很難精確確定是否發生洩漏；2、微射流產生的熱量很容易被冷卻水帶走，致使該熱量變化難以被監測到。
因此，目前現有技術中還沒有能夠準確識別動密封處的洩漏情況的方法。
發明內容
本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種能夠準確識別出動密封處洩漏情況的直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法。本發明是通過如下技術方案實現的
一種直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法，其特徵在於，包含以下步驟
(1)採集冷卻水通道上近高壓動密封處的壓カ值；
(2)重複執行步驟(1)，直至採集到一個壓カ峰值和ー個壓カ谷值；並根據所述壓カ峰值和壓力谷值計算出壓カ波動幅值，所述壓カ波動幅值為壓カ峰值與壓カ谷值的差值，或者為壓カ峰值與壓力平均值的差值；
(3)判斷壓カ波動幅值是否大於參考波動幅值的I.2倍；若是，則認為出現壓カ脈衝波動，進入步驟(4);否則，轉入步驟(I)；
(4)重複執行步驟(I)- (3)，直至可計算出壓カ脈衝波動出現的頻率；
(5)判斷壓カ脈衝波動出現的頻率是否是柱塞往復運動的頻率的O.5-1. 5倍；若是，則認為高壓動密封處發生洩漏；否則，轉入步驟(I)。進ー步的，步驟(3)中所述參考波動幅值的確定方法為
(a)在直驅式高壓泵正常工作的一時間段內，監測並記錄冷卻水通道上近高壓動密封處的壓カ值；
(b)計算出所述時間段內的最大波動幅值；
(C)標記最大波動幅值為參考波動幅值。進ー步的，步驟(I)中通過ー壓カ傳感器採集壓カ值，所述壓カ傳感器安裝在冷卻水通道上近高壓動密封處。從原理上講，高壓動密封處發生洩漏時，洩漏處產生的微射流進入冷卻水通道，會引起通道中水壓的脈衝波動，而此脈衝波動的頻率應與柱塞往復頻率一致。本發明所述的直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法，通過實時監測採集冷卻水通道上近高壓動密封處的壓カ值，並對比壓カ脈衝波動出現的頻率與柱塞往復運動的頻率，判斷出高壓動密封處是否發生洩漏。該在線監測方法操作簡便，受外界環境因素影響小，識別結果準確，可及時發現直驅式高壓泵動密封處的洩漏情況。
圖I為直驅式高壓泵的工作原理 圖2為內洩發生通路示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明做進ー步詳細的說明。本發明提供了一種直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法，包含以下步驟
(I)採集冷卻水通道上近高壓動密封處的壓力值；具體實施時，可在冷卻水通道上近高壓動密封處安裝ー壓カ傳感器，通過壓カ傳感器實時採集壓カ值，其中壓カ傳感器的位置要儘量靠近高壓動密封處。壓カ傳感器的量程要大於冷卻水正常工作時最大壓カ，並儘量不要超出冷卻水最大壓カ太多，這樣可提聞其提聞靈敏度。(2)重複執行步驟(1)，直至採集到一個壓カ峰值和ー個壓カ谷值；並根據所述壓力峰值和壓力谷值計算出壓カ波動幅值，所述壓カ波動幅值為壓カ峰值與壓力谷值的差值，或者為壓カ峰值與壓力平均值的差值；
所述壓カ峰值為壓力值從上升變為下降點的值，舉例說，在TO點，壓カ值為10Pa，在Tl點，壓カ值為llPa，在T2點，壓カ值從IlPa降為10. 5Pa，則壓カ峰值為IlPa ;所述壓カ谷值則為壓カ值從下降變為上升點的值；所述壓カ平均值是指自採集工作開始後，所有採集到的壓カ值的平均值。(3)判斷壓カ波動幅值是否大於參考波動幅值的I. 2倍；若是，則認為出現壓カ脈衝波動，進入步驟(4);否則，轉入步驟(I)；
其中，所述參考波動幅值的確定方法為
(a)在直驅式高壓泵正常工作的一時間段內，監測並記錄冷卻水通道上近高壓動密封處的壓カ值；所述時間段可以根據實際情況設定，比如可設置為初始正常工作時的一段時間，如I小時，也可設置為出現壓カ脈衝波動前的一段時間，如O. 5小吋。(b)計算出所述時間段內的最大波動幅值，所述最大波動幅值可以為壓力峰值與谷值的差值，也可為壓カ峰值與壓力平均值的差值；
(C)標記最大波動幅值為參考波動幅值。參考波動幅值還可以根據往常得到的經驗值來確定。(4)重複執行步驟(I) - (3)，直至可計算出壓カ脈衝波動出現的頻率；
即當第一次出現壓カ脈衝波動時，其頻率無法確定，需要返回步驟(1)，重新採集冷卻水通道上近高壓動密封處的壓カ值。只要連續出現兩次壓カ脈衝波動，根據兩次出現壓カ脈衝波動的時間，即可計算出壓カ脈衝波動出現的頻率。當然所述的連續兩次壓カ脈衝波動，不局限於第一次和第二次，可以是任意時刻和任意次。(5)判斷壓カ脈衝波動出現的頻率是否是柱塞往復運動的頻率的O. 5-1. 5倍；若是，則認為高壓動密封處發生洩漏；否則，轉入步驟(I)。其中柱塞往復運動的頻率可以根據驅動電機的轉速確定。本發明不僅局限於上述具體實施方式
，本領域一般技術人員根據本發明公開的內容，可以採用其它多種具體實施方式
實施本發明，因此，凡是採用本發明的設計結構和思路，做一些簡單的變化或更改的設計，都落入本發明保護的範圍。
權利要求
1.一種直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法，其特徵在於，包含以下步驟 (1)採集冷卻水通道上近高壓動密封處的壓力值； (2)重複執行步驟(1)，直至採集到一個壓力峰值和一個壓力谷值；並根據所述壓力峰值和壓力谷值計算出壓力波動幅值，所述壓力波動幅值為壓力峰值與壓力谷值的差值，或者為壓力峰值與壓力平均值的差值； (3)判斷壓力波動幅值是否大於參考波動幅值的I.2倍；若是，則認為出現壓力脈衝波動，進入步驟(4);否則，轉入步驟(I)； (4)重複執行步驟(I)- (3)，直至可計算出壓力脈衝波動出現的頻率； (5)判斷壓力脈衝波動出現的頻率是否是柱塞往復運動的頻率的O.5-1. 5倍；若是，則認為高壓動密封處發生洩漏；否則，轉入步驟(I)。
2.根據權利要求I所述的直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法，其特徵在於，步驟(3)中所述參考波動幅值的確定方法為 (a)在直驅式高壓泵正常工作的一時間段內，監測並記錄冷卻水通道上近高壓動密封處的壓力值； (b)計算出所述時間段內的最大波動幅值； (C)標記最大波動幅值為參考波動幅值。
3.根據權利要求I所述的直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法，其特徵在於，步驟(I)中通過一壓力傳感器採集壓力值，所述壓力傳感器安裝在冷卻水通道上近高壓動密封處。
全文摘要
本發明提供了一種直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法，包含以下步驟(1)採集冷卻水通道上近高壓動密封處的壓力值；(2)計算出壓力波動幅值；(3)判斷壓力波動幅值是否大於參考波動幅值的1.2倍；若是，則認為出現壓力脈衝波動，進入步驟(4)；否則，轉入步驟(1)；(4)重複執行步驟(1)-(3)，直至可計算出壓力脈衝波動出現的頻率；(5)判斷壓力脈衝波動出現的頻率是否是柱塞往復運動的頻率的0.5-1.5倍；若是，則認為高壓動密封處發生洩漏；否則，轉入步驟(1)。該在線監測方法操作簡便，受外界環境因素影響小，識別結果準確，可及時發現直驅式高壓泵動密封處的洩漏情況。
文檔編號F04B51/00GK102865219SQ201210382738
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月9日 優先權日2012年10月9日
發明者張仕進, 曾繼躍, 汪豔麗, 吳逾強 申請人:浙江宇宙智能設備有限公司