[發明專利]一種機械密封在線監測系統

無效

• 申請號: 201110222261.4
• 申請日: 2011-08-04
• 公開（公告）號: CN102313578A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 姚科;董偉威;高福榮
• 申請（專利權）人: 廣州市香港科大霍英東研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 羅毅萍

技術領域

本發明屬于過程監測與故障診斷領域，更具體地，涉及一種機械密封在線監控系統。?

背景技術

機械密封是一種廣泛應用于旋轉機械的油封裝置，比如離心泵、離心機、反應釜和壓縮機等設備，它靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的效果。參見圖1，機械密封的主要組成部分是動環8和靜環9，其中動環8靠后面的彈簧座1通過緊固螺釘2固定在軸或者軸套7上，并隨軸或軸套7做同步運動，靜環9靠防轉銷6固定在壓蓋上，與軸或軸套7間沒有接觸。在電機軸做旋轉運動時，機械密封是靠動環8、靜環9之間的端面以及動環密封圈4、靜環密封圈5來共同達到阻漏的目的，一旦任何一處出現故障，都會造成原料的作廢。目前，工業應用中并沒有針對以上裝置的在線監測措施，通常只是靠定期檢查和更換原件的傳統方法來進行維護保養，不過由于機械密封安裝需要停機，非常耗時耗力，并且安裝拆卸需要一定的專業性，頻繁檢查或者更換配件一方面造成原配件不能充分利用，另一方面還會影響正常生產，另一種情況下，如果遇到偶然性因素，如密封端面進入雜質導致密封泄露，檢查不及時將造成整鍋原料浪費，給企業帶來較大的損失。?

參見圖2，機械密封設備在其生命周期中通常經歷有穩定運行到失去平衡再到泄露的階段，綜合上述機械密封現有技術的不足，如果能建立一套合理有效的機械密封在線監測系統，使其在機械密封從平衡態到發生振動異常，噪聲加劇的非平衡態而又未有嚴重泄露損失的故障早期給出預警信號，使用戶可以及時了解當前設備的運行情況并采取相應措施，則一方面用戶不必頻繁地開機檢查，另一方面用戶在故障前期即得到警示，可避免事故的進一步擴大。不過就目前而言，尚無企業或科研單位對該項技術進行專門研究，可以說相關產品尚屬空白。?

發明內容

本發明的目的，就是克服現有技術的不足，提供一種機械密封在線監測系統，該系統通過對機械密封系統的工作狀態進行監控，可以在機械密封裝置的故障前期給出預警信號，避免發生生產事故。?

為了達到上述目的，采用如下技術方案：?

一種機械密封在線監測系統，基于機械密封裝置，包括數據處理單元、與數據處理單元相連的檢測單元和用戶終端，所述檢測單元包括I/O模塊和與I/O模塊相連的電機轉速傳感?器、電流傳感器、徑向振動傳感器和噪聲傳感器，其中：?

數據處理單元用于處理來自檢測單元和用戶終端的數據；?

檢測單元用于檢測機械密封裝置的工作狀態并將傳感器信號反饋給數據處理單元；

用戶終端用于與數據處理單元進行數據交換并顯示監測結果。?

進一步地，所述電機轉速傳感器設置于電機軸上。?

更進一步地，所述電流傳感器設置于電機控制器上。?

再進一步地，所述徑向振動傳感器的數量為2，分別設置于電機外殼的外圍，2個徑向振動傳感器位于電機軸的同一橫截面上，所述橫截面和電機軸心線交點與2個徑向振動傳感器的連線相互垂直。?

還進一步地，所述徑向振動傳感器與電機外殼的最小距離介于1mm-10mm之間。?

作為一種具體實施例，所述噪聲傳感器位于電機外殼上。?

進一步地，所述檢測單元采集的信息至少包括電機轉速信號、流經電機的電流信號、電機軸的徑向振動信號和噪聲信號。?

再進一步地，所述用戶終端至少包含用戶輸入模塊和顯示模塊。?

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：?

在機械密封系統上設置檢測振動、噪聲、電流、轉速等信號的傳感器，通過數據處理單元對采集到的數據進行多變量統計過程監測，實現了對機械密封運行狀態的間接監測，可以在機械密封的故障早期給出預警信號，從而避免了生產事故的發生，減少了企業原材料、設備及其他方面的損失，為機械密封狀態檢測以及故障預測提供了可能性；同時，由于該監測系統不用停機對設備進行檢查，相對現有技術節約了大量時間和人力資源，提高了企業生產效率。?

附圖說明

圖1為現有技術的機械密封裝置結構示意圖。?

圖2為現有技術的機械密封裝置運行狀態變化圖。?

圖3為本發明所述機械密封在線監測系統的功能模塊示意圖。?

圖4為本發明所述機械密封在線監測系統的機械密封裝置與電機的連接示意圖。?

圖5為本發明所述機械密封在線監測系統的徑向振動傳感器安裝示意圖。?

圖6為本發明所述機械密封在線監測方法的MPCA建模流程圖。?

圖7為本發明所述機械密封在線監測方法的MPCA建模的三維數據展開示意圖。?