[發明專利]一種直驅式高壓泵動密封內瀉在線監測方法

有效

• 申請號: 201210382738.X
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102865219A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 張仕進;曾繼躍;汪艷麗;吳逾強
• 申請（專利權）人: 浙江宇宙智能設備有限公司
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 吳繼道

技術領域

?本發明屬于直驅式高壓泵領域，具體涉及一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于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力能。而直驅式高壓泵則由電機直接驅動一個曲柄連桿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力能，少了油介質驅動這一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1所示，柱塞1、高壓靜密封4、背托環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相互依托，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、背托環5及其高壓動密封6則相互依托，形成低壓冷卻水通道22、24（圖2所示）。正常工作過程中，由于高壓靜密封4、背托環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，在曲柄連桿的帶動下，柱塞1作往復運動，從而在高壓腔室7中實現低壓吸水沖程及高壓排水沖程。在低壓吸水沖程，柱塞1向右運動，高壓腔室7的體積增大，腔室中壓力降低，在進水端水壓作用下，單向閥9打開，同時，單向閥12關閉，低壓水14進入腔室7。在高壓排水沖程，柱塞1向左運動，腔室7的體積減小，腔室中的水受壓而壓力升高，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排出而進入壓力波動緩解裝置13。正是在上述低壓吸水沖程及高壓排水沖程的交替作用下，普通自來水實現了加壓過程。

如圖2所示，在高壓排水沖程時，由于高壓腔室7中的水壓遠高于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，泄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泄漏。一般來說，初始發生泄漏時，泄漏通道26很小，由于高壓泵壓力非常高（高達420MPa或更多），因此，在泄漏通道26處便形成微射流，此微射流能很快損壞價格昂貴的背托環5及冷卻腔體。因此，及時發現動密封處的泄漏不但可以避免泄漏造成的巨大損失，同時也可縮短排查問題耽誤的時間。

理論上講，發生泄漏后，冷卻水通路中的水流量增加，可通過檢測流量的變化得知動密封工況。然而，實際應用中，上述方法并不可行，主要原因是：比起冷卻水流量，泄漏量非常小，特別是在泄漏初期，因此，采用檢測流量的方法難以準確識別是否泄漏。發生泄漏時，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泄漏信息。同樣，此種方法在實際應用中并不可行，主要原因是：1、溫度受外界環境影響較大，采用溫度變化的方法很難精確確定是否發生泄漏；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泄漏情況的方法。

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泄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，其特征在于，包含以下步驟：

（1）采集冷卻水通道上近高壓動密封處的壓力值；

（2）重復執行步驟（1），直至采集到一個壓力峰值和一個壓力谷值；并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于參考波動幅值的1.2倍；若是，則認為出現壓力脈沖波動，進入步驟（4）；否則，轉入步驟（1）；

（4）重復執行步驟（1）-（3），直至可計算出壓力脈沖波動出現的頻率；

（5）判斷壓力脈沖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泄漏；否則，轉入步驟（1）。?

進一步的，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，監測并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。

進一步的，步驟（1）中通過一壓力傳感器采集壓力值，所述壓力傳感器安裝在冷卻水通道上近高壓動密封處。