本發(fā)明涉及壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封方法及裝置。

背景技術(shù)：

大型離心壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用在石油、化工、空分、電力、冶金、環(huán)保等眾多領(lǐng)域。由于加工制造的原因，壓縮機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙不可能完全一致，導(dǎo)致氣體在壓縮機(jī)的密封腔中壓力分布不均勻，產(chǎn)生氣流激振，其氣流激振不僅影響壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，而且有時還能造成災(zāi)難性后果。

目前，常用的抑制壓縮機(jī)氣流激振的方法主要有改變密封間隙、反旋流技術(shù)、阻尼軸承、可傾密封等，而這些方法均存在一定的缺點(diǎn)，如：改變密封間隙對機(jī)組穩(wěn)定性的影響規(guī)律不確定，能夠影響到泄漏量乃至機(jī)組效率；反旋流技術(shù)增加了密封結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和額外的空間需求，而且反吹孔將導(dǎo)致密封變窄或減少密封齒，導(dǎo)致泄漏量的增加并影響性能；阻尼軸承的增加會導(dǎo)致消耗增加；可傾密封的泄漏量雖然較少，但在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)遇到常彈簧卡住而無法伸縮導(dǎo)致密封無法“可傾”的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封方法及裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封方法，包括如下步驟：

對離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的氣流激振進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測；

根據(jù)監(jiān)測的所述氣流激振的振動響應(yīng)，確定所述轉(zhuǎn)子在所述密封腔內(nèi)的徑向氣體壓力的最大位置和最小位置；

在所述密封腔內(nèi)的氣體壓力的最小位置減小所述轉(zhuǎn)子與密封環(huán)之間的間隙，和/或在所述密封腔內(nèi)的氣體壓力的最大位置增大所述轉(zhuǎn)子與密封環(huán)之間的間隙。

進(jìn)一步的，對所述轉(zhuǎn)子在所述密封腔內(nèi)的氣流激振進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的步驟包括：

實(shí)時監(jiān)測所述轉(zhuǎn)子在工作狀況下在所述密封腔內(nèi)的振動響應(yīng)；

根據(jù)監(jiān)測所述轉(zhuǎn)子在所述密封腔內(nèi)的振動響應(yīng)做功與所述轉(zhuǎn)子的阻尼做功進(jìn)行對比，判斷其頻域信號是否出現(xiàn)一階臨界頻率，進(jìn)而實(shí)時監(jiān)測其是否發(fā)生了氣流激振。

進(jìn)一步的，通過振動傳感器對所述轉(zhuǎn)子在所述密封腔內(nèi)的氣流激振進(jìn)行監(jiān)測。

進(jìn)一步的，確定所述轉(zhuǎn)子在所述密封腔內(nèi)的徑向氣體壓力的最大位置和最小位置的步驟包括：根據(jù)監(jiān)測到的振動響應(yīng)數(shù)據(jù)來繪制出所述轉(zhuǎn)子的軸心軌跡圖，通過所述軸心軌跡圖判斷所述轉(zhuǎn)子在所述密封腔內(nèi)的徑向氣體壓力的最大和最小位置，其中，所述軸心軌跡圖與所述轉(zhuǎn)子幾何中心距離最近的位置即為壓力最大位置，與所述轉(zhuǎn)子幾何中心距離最遠(yuǎn)的位置為壓力最小位置。

進(jìn)一步的，在調(diào)整所述密封環(huán)與所述轉(zhuǎn)子之間的間隙大小時，通過推動可傾密封瓦塊來調(diào)整所述密封環(huán)與所述轉(zhuǎn)子之間的間隙大小，并實(shí)時監(jiān)測所述轉(zhuǎn)子的振動響應(yīng)，直至監(jiān)測到的頻域信號中一階臨界頻率減弱或消失時，停止所述密封環(huán)與所述轉(zhuǎn)子之間的間隙調(diào)整。

本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是提供一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封裝置，通過此可傾密封裝置來解決由于氣流激振的問題而產(chǎn)生故障的問題，提高其運(yùn)行穩(wěn)定性，彌補(bǔ)目前流體自激振動抑制技術(shù)的不足。

一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封裝置，包括密封腔、可傾密封瓦塊、密封環(huán)和液壓缸，所述密封腔外壁設(shè)置在離心壓縮機(jī)的內(nèi)腔中，所述密封腔內(nèi)壁通過球形支承與所述可傾密封瓦塊的外壁相連接，所述密封腔上設(shè)置有液壓缸，所述液壓缸與所述可傾密封瓦塊的外壁相連接,所述可傾密封瓦塊的內(nèi)壁設(shè)置有密封環(huán)，所述密封環(huán)在所述離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子外側(cè)，所述轉(zhuǎn)子與所述密封環(huán)之間設(shè)置有實(shí)時監(jiān)測裝置，所述實(shí)時監(jiān)測裝置對所述轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的氣流激振進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測；所述實(shí)時監(jiān)測裝置與徑向氣壓監(jiān)測裝置相連接，所述徑向氣壓監(jiān)測裝置用于根據(jù)監(jiān)測的所述氣流激振的振動響應(yīng)，確定所述轉(zhuǎn)子在所述密封腔內(nèi)的徑向氣體壓力的最大位置和最小位置；所述徑向氣壓監(jiān)測裝置與間隙調(diào)整裝置相連接，所述間隙調(diào)整裝置用于控制所述液壓缸，使所述液壓缸調(diào)節(jié)所述可傾密封瓦塊的外壁和所述密封腔之間的距離，進(jìn)而調(diào)整所述轉(zhuǎn)子與所述密封環(huán)之間的縫隙的大小，使在所述密封腔內(nèi)的氣體壓力的最小位置的所述轉(zhuǎn)子與密封環(huán)之間的間隙減小，和/或在所述密封腔內(nèi)的氣體壓力的最大位置的所述轉(zhuǎn)子與密封環(huán)之間的間隙增大

進(jìn)一步的，還包括：

實(shí)時監(jiān)測模塊，設(shè)置在所述實(shí)時監(jiān)測裝置內(nèi)，用于對所述轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的氣流激振進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測；

徑向氣壓監(jiān)測模塊，設(shè)置在所述徑向氣壓監(jiān)測裝置內(nèi)，用于根據(jù)所述實(shí)時監(jiān)測模塊監(jiān)測的所述氣流激振的振動響應(yīng)，確定所述轉(zhuǎn)子在所述密封腔內(nèi)的徑向氣體壓力的最大位置和最小位置；

間隙調(diào)整模塊，設(shè)置在所述間隙調(diào)整裝置內(nèi)，用于控制所述液壓缸在所述密封腔內(nèi)的氣體壓力的最小位置處減小所述轉(zhuǎn)子與所述密封環(huán)之間的間隙，和/或在所述密封腔內(nèi)的氣體壓力的最大位置處增大所述轉(zhuǎn)子與所述密封環(huán)之間的間隙。

進(jìn)一步的，所述實(shí)時監(jiān)測模塊包括：

振動響應(yīng)監(jiān)測模塊，用于實(shí)時監(jiān)測所述轉(zhuǎn)子在工作狀況下在密封腔內(nèi)的振動響應(yīng)；

判斷模塊，用于根據(jù)所述振動響應(yīng)監(jiān)測模塊監(jiān)測到的所述轉(zhuǎn)子在所述密封腔內(nèi)的振動響應(yīng)做功與所述轉(zhuǎn)子的阻尼做功進(jìn)行對比，判斷其頻域信號是否出現(xiàn)一階臨界頻率，進(jìn)而實(shí)時監(jiān)測其是否發(fā)生了氣流激振。

進(jìn)一步的，所述徑向氣壓監(jiān)測模塊包括：

軌跡繪制模塊，用于根據(jù)所述實(shí)時監(jiān)測模塊監(jiān)測到的振動響應(yīng)數(shù)據(jù)來繪制出所述轉(zhuǎn)子的軸心軌跡圖；

位置分析模塊，用于根據(jù)所述軌跡繪制模塊所軸心軌跡圖判斷所述轉(zhuǎn)子在所述密封腔內(nèi)的徑向氣體壓力的最大和最小位置。

進(jìn)一步的，所述間隙調(diào)整模塊包括：

間隙控制模塊，用于接收所述位置分析模塊在所述密封腔內(nèi)的徑向氣體壓力的最大位置和/或最小位置的信息，來控制液壓缸推動所述可傾密封瓦塊來調(diào)整所述密封環(huán)與所述轉(zhuǎn)子之間的間隙大小；

監(jiān)控模塊，用于接收所述實(shí)時監(jiān)測模塊監(jiān)測的實(shí)時監(jiān)測所述轉(zhuǎn)子的振動響應(yīng)信號，并在所述實(shí)時監(jiān)測模塊監(jiān)測到的頻域信號中一階臨界頻率減弱或消失時，向所述間隙控制模塊發(fā)出停止所述液壓缸的推動的信號指令。

本發(fā)明涉及的一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封方法及裝置，其中，通過對離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的氣流激振進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的間隙，進(jìn)而有效消除氣體激振和抑制轉(zhuǎn)子的振動，大大降低了離心壓縮機(jī)停機(jī)帶來的損失，有較高的使用效率，彌補(bǔ)了目前密封氣流激振抑制領(lǐng)域的不足。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明示例性實(shí)施例的一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施性實(shí)施例的一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施性實(shí)施例的一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施性實(shí)施例的一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封裝置的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施性實(shí)施例的實(shí)時監(jiān)測模塊的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施性實(shí)施例的徑向氣壓監(jiān)測模塊的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施性實(shí)施例的間隙調(diào)整模塊的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-密封腔，2-可傾密封瓦塊，3-轉(zhuǎn)子，4-密封環(huán)，5-密封腔外壁，6-密封腔內(nèi)壁，7-液壓缸，8-球形支承。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，為一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封方法流程圖，包括如下步驟：

步驟s101：對離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的氣流激振進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測；

步驟s102：根據(jù)監(jiān)測的氣流激振的振動響應(yīng)，確定轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的徑向氣體壓力的最大位置和最小位置；

步驟s103：通過液壓缸調(diào)整轉(zhuǎn)子和密封環(huán)之間的間隙大小，即通過在密封腔內(nèi)的氣體壓力的最小位置減小轉(zhuǎn)子與密封環(huán)之間的間隙，和/或在密封腔內(nèi)的氣體壓力的最大位置增大轉(zhuǎn)子與密封環(huán)之間的間隙。

在一個實(shí)施例中，在步驟s101中，對轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的氣流激振進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的步驟包括：

步驟s101-1：實(shí)時監(jiān)測轉(zhuǎn)子在工作狀況下在密封腔內(nèi)的振動響應(yīng)；

步驟s101-2：根據(jù)監(jiān)測轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的振動響應(yīng)做功與轉(zhuǎn)子的阻尼做功進(jìn)行對比，判斷其頻域信號是否出現(xiàn)一階臨界頻率，進(jìn)而實(shí)時監(jiān)測其是否發(fā)生了氣流激振。

其中，通過振動傳感器對轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的氣流激振進(jìn)行監(jiān)測。

在一個實(shí)施例中，在步驟s102中，確定轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的徑向氣體壓力的最大位置和最小位置的步驟包括：

步驟s102-1：根據(jù)監(jiān)測到的振動響應(yīng)數(shù)據(jù)來繪制出轉(zhuǎn)子的軸心軌跡圖；

步驟s102-2：通過軸心軌跡圖判斷轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)的徑向氣體壓力的最大和最小位置；其中，軸心軌跡圖與轉(zhuǎn)子幾何中心距離最近的位置即為壓力最大位置，與轉(zhuǎn)子幾何中心距離最遠(yuǎn)的位置為壓力最小位置。

在一個實(shí)施例中，在步驟s103中，在調(diào)整密封環(huán)與轉(zhuǎn)子之間的間隙大小時，包括如下步驟：

步驟s103-1：通過液壓缸來推動可傾密封瓦塊來調(diào)整密封環(huán)與轉(zhuǎn)子之間的間隙大小，并實(shí)時監(jiān)測轉(zhuǎn)子的振動響應(yīng)，直至監(jiān)測到的頻域信號中一階臨界頻率減弱或消失時，停止液壓缸對密封環(huán)與轉(zhuǎn)子之間的間隙調(diào)整。

如圖2和圖3所示，為一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括密封腔1、可傾密封瓦塊2、密封環(huán)4和液壓缸7，密封腔外壁5設(shè)置在離心壓縮機(jī)的內(nèi)腔中，密封腔內(nèi)壁6通過球形支承8與可傾密封瓦塊2的外壁相連接，密封腔1上設(shè)置有液壓缸7，液壓缸7與可傾密封瓦塊2的外壁相連接,可傾密封瓦塊2的內(nèi)壁設(shè)置有密封環(huán)4，密封環(huán)4內(nèi)在離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子3外側(cè)，轉(zhuǎn)子3與密封環(huán)4之間設(shè)置有實(shí)時監(jiān)測裝置，實(shí)時監(jiān)測裝置對轉(zhuǎn)子3在密封腔1內(nèi)的氣流激振進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測；實(shí)時監(jiān)測裝置與徑向氣壓監(jiān)測裝置相連接，徑向氣壓監(jiān)測裝置用于根據(jù)監(jiān)測的氣流激振的振動響應(yīng)，確定轉(zhuǎn)子3在密封腔1內(nèi)的徑向氣體壓力的最大位置和最小位置；徑向氣壓監(jiān)測裝置與間隙調(diào)整裝置相連接，間隙調(diào)整裝置用于控制液壓缸7，使液壓缸調(diào)節(jié)可傾密封瓦塊2的外壁和密封腔1之間的距離，進(jìn)而調(diào)整轉(zhuǎn)子3與密封環(huán)4之間的縫隙的大小，使在密封腔1內(nèi)的氣體壓力的最小位置的轉(zhuǎn)子3與密封環(huán)4之間的間隙減小，和/或在密封腔1的氣體壓力的最大位置的轉(zhuǎn)子3與密封環(huán)4之間的間隙增大；其中，可傾密封瓦塊2的個數(shù)為4個，4個可傾密封瓦塊2的形狀相同，每個可傾密封瓦塊2的外壁的中間位置與球形支承8相連接。通過球形支承連接，通過液壓缸7調(diào)整密封環(huán)4的擺動，無需限位及鎖緊等裝置的設(shè)置，因此與自適應(yīng)擺動的被動控制相比，通過液壓缸7調(diào)整密封環(huán)4擺動的精度高，便于其主動控制。

其中，如圖2所示，液壓缸7為4個，并均勻的分布在密封腔1上，每個液壓缸7的頂端均靠近可傾密封瓦塊2的外壁的一端。

或，如圖3所示，液壓缸7為8個，每兩個液壓缸7的頂端均靠近可傾密封瓦塊7的外壁的兩端。

在一個實(shí)施例中，如圖4所示，一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封裝置還包括：

實(shí)時監(jiān)測模塊101，設(shè)置在實(shí)時監(jiān)測裝置內(nèi)，用于對轉(zhuǎn)子3在密封腔1內(nèi)的氣流激振進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測；

徑向氣壓監(jiān)測模塊102，設(shè)置在徑向氣壓監(jiān)測裝置內(nèi)，用于根據(jù)實(shí)時監(jiān)測模塊101監(jiān)測的氣流激振的振動響應(yīng)，確定轉(zhuǎn)子3在密封腔1內(nèi)的徑向氣體壓力的最大位置和最小位置；

間隙調(diào)整模塊103，設(shè)置在間隙調(diào)整裝置內(nèi)，用于控制液壓缸7在密封腔1內(nèi)的氣體壓力的最小位置處減小轉(zhuǎn)子3與密封環(huán)4之間的間隙，和/或在密封腔1內(nèi)的氣體壓力的最大位置處增大轉(zhuǎn)子3與密封環(huán)4之間的間隙。

在一個實(shí)施例中，如圖5所示，實(shí)時監(jiān)測模塊101包括：

振動響應(yīng)監(jiān)測模塊1011，用于實(shí)時監(jiān)測轉(zhuǎn)子3在工作狀況下在密封腔1內(nèi)的振動響應(yīng)；

判斷模塊1012，用于根據(jù)振動響應(yīng)監(jiān)測模塊1011監(jiān)測到的轉(zhuǎn)子3在密封腔1內(nèi)的振動響應(yīng)做功與轉(zhuǎn)子3的阻尼做功進(jìn)行對比，判斷其頻域信號是否出現(xiàn)一階臨界頻率，進(jìn)而實(shí)時監(jiān)測其是否發(fā)生了氣流激振。

在一個實(shí)施例中，如圖6所示，徑向氣壓監(jiān)測模塊102包括：

軌跡繪制模塊1021，用于根據(jù)實(shí)時監(jiān)測模塊101監(jiān)測到的振動響應(yīng)數(shù)據(jù)來繪制出轉(zhuǎn)子3的軸心軌跡圖；

位置分析模塊1022，用于根據(jù)軌跡繪制模塊1021所軸心軌跡圖判斷轉(zhuǎn)子3在密封腔1內(nèi)的徑向氣體壓力的最大和最小位置。其中，軸心軌跡圖與轉(zhuǎn)子3幾何中心距離最近的位置即為壓力最大位置，與轉(zhuǎn)子3幾何中心距離最遠(yuǎn)的位置為壓力最小位置。

在一個實(shí)施例中，如圖7所示，間隙調(diào)整模塊103包括：

間隙控制模塊1031，用于接收位置分析模塊1022在密封腔1內(nèi)的徑向氣體壓力的最大位置和/或最小位置的信息，來控制液壓缸7推動可傾密封瓦塊2來調(diào)整密封環(huán)4與轉(zhuǎn)子3之間的間隙大小；

監(jiān)控模塊1032，用于接收實(shí)時監(jiān)測模塊101監(jiān)測的實(shí)時監(jiān)測轉(zhuǎn)子3的振動響應(yīng)信號，并在實(shí)時監(jiān)測模塊101監(jiān)測到的頻域信號中一階臨界頻率減弱或消失時，向間隙控制模塊1031發(fā)出停止液壓缸7的推動的信號指令。

本發(fā)明涉及的一種抑制離心壓縮機(jī)氣流激振的可傾密封方法及裝置，可以在線解決因密封引起的轉(zhuǎn)子氣流激振問題，大大降低了離心壓縮機(jī)停機(jī)帶來的損失；并同時能夠抑制轉(zhuǎn)子的振動，有較高的使用效率；并且結(jié)合液壓缸的使用，使其快速可控性，進(jìn)而對氣流激振的抑制精度較高、抑制振動效果顯著，同時還能防止可傾密封塊卡死的現(xiàn)象，液壓缸調(diào)節(jié)能使可傾密封瓦塊快速回到初始位置避免可傾密封瓦塊往復(fù)振動的現(xiàn)象，彌補(bǔ)了目前密封氣流激振抑制領(lǐng)域的不足。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。