專利名稱：機械密封相態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供了一種監(jiān)測和控制機械密封端面流體膜相態(tài)的系統(tǒng)。它是通過對密封面溫度的監(jiān)測，調(diào)節(jié)沖洗液的流量，可使密封工作在所需要的相態(tài)并處于最佳工況中，以延長密封的壽命。
石油化工及其它行業(yè)用泵的泄漏是較普遍的問題，因此需要用機械密封。機械密封的性能和壽命受密封面間流體所處的相態(tài)的影響，如何監(jiān)測密封面的溫度和監(jiān)控密封面間流體的相態(tài)，保證密封在最佳工況下正常工作，這是延長密封壽命的關(guān)鍵。曾有文章介紹日本科學(xué)家采用在密封面埋設(shè)熱電偶和在靜環(huán)外周嵌插貼有應(yīng)變片的防轉(zhuǎn)銷的方法來分別測密封端面的溫度和端面摩擦力矩，將測得的摩擦力矩換算成一系列端面摩擦系數(shù)，畫出f－G曲線，來判別泵軸封具體的摩擦狀態(tài)，所作f－G曲線是采用雙端面密封作試驗而得到的。但該試驗沒有投入實際應(yīng)用，還在繼續(xù)試驗中，也無專利文獻報道。對機械端面密封的相態(tài)監(jiān)測和控制，至今尚無這方面的報道。
針對石油化工企業(yè)泵用機械密封端面液膜易發(fā)生相變的狀況，本實用新型的目的是要提供一種監(jiān)測和控制機械密封相態(tài)的系統(tǒng)，使密封工作在最佳工況下。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的相態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)主要由沖洗量調(diào)節(jié)裝置和密封面溫度監(jiān)測報警裝置兩部分組成。沖洗量調(diào)節(jié)裝置是一種流量可調(diào)的限流閥，安裝在密封沖洗管路上；對于一對密封環(huán)來講，密封面溫度監(jiān)測報警裝置是用兩支熱電偶連接聲光報警溫度顯示儀，其中的一支熱電偶插入靜環(huán)，測量端面溫度；另一支熱電偶插入密封腔，測量密封腔內(nèi)介質(zhì)的平均溫度。
安裝了上述相態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)后，當(dāng)工作中密封面溫度超過或低于給定工況下臨界溫度值，將要發(fā)生相變時，報警裝置便開始報警，工作人員可根據(jù)要求，調(diào)節(jié)沖洗量調(diào)節(jié)裝置來改變沖洗量，直到報警聲停止，密封處于所要求的相態(tài)。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及附圖給出。


圖1是機械密封相態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)安裝示意圖。
圖2是機械密封結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是直角限流閥(沖洗量調(diào)節(jié)裝置)的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖4是膜壓系數(shù)Km與端面溫度Tf的關(guān)系曲線。
圖中，1－密封雙向沖洗管路；2，12－限流閥入口壓力表；3，11－直角限流閥(沖洗量調(diào)節(jié)裝置)；4，10－限流閥出口壓力表；5，9－腔內(nèi)介質(zhì)測溫?zé)犭娕迹?，8－端面測溫?zé)犭娕迹?－聲光報警數(shù)字顯示儀；13－閥芯；14－螺母；15－O形密封圈；16－閥體。
下面結(jié)合實施例及附圖詳細描述依據(jù)本實用新型所提出的機械密封相態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)及工作過程。
圖1所示的泵為多級離心泵，泵的兩端各裝有一套機械密封。在密封沖洗管路(1)上安裝兩個可調(diào)式直角限流閥(3，11)。直角限流閥(3，11)是在一段兩端孔大中間孔小的彎管的小孔段管壁上開孔，螺帽(14)固定在閥體(16)上，螺母(14)內(nèi)裝閥芯(13)，閥芯(13)與螺母(14)之間用活螺紋聯(lián)接，并有O形密封圈(15)密封。閥芯(13)可以軸向移動，它在閥體內(nèi)的深度可以調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)閥芯在閥體內(nèi)的深度，即改變閥的升程，來調(diào)節(jié)閥的流量。
在靜環(huán)(1)里插入熱電偶(6，8)，測端面溫度，在密封腔插入熱電偶(5，9)，測密封腔內(nèi)介質(zhì)平均溫度，四支熱電偶均與聲光報警數(shù)字顯示儀(7)連接。
根據(jù)泵送的介質(zhì)(或沖洗液或阻封液)性質(zhì)、介質(zhì)工況和工作參數(shù)，以及密封環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸和導(dǎo)熱性，在端面溫度變化的條件下，可以求得機械密封端面膜壓系數(shù)Km與端面溫度Tf的關(guān)系曲線，如圖4所示。在工作過程中，當(dāng)端面溫度超過給定工況下的臨界溫度值(該值由Km－Tf曲線決定)時，報警裝置報警，工作人員可以根據(jù)數(shù)字顯示儀上所顯示的溫度和參照Km－Tf曲線，調(diào)節(jié)限流閥(3)或(11)的流量，直到報警聲停止，使密封處于所需相態(tài)。例如要求密封工作在全液相狀態(tài)，而報警裝置的警聲響，就可增大限流閥的升程，即增大沖洗量，直至警響停止；如果要求密封在全汽相狀態(tài)，就可減小沖洗量，直至報警聲停止，此時沖洗的主要目的是防止雜質(zhì)淤積和介質(zhì)在密封面上結(jié)晶，同時帶走部分摩擦熱，防止密封處于干摩擦狀態(tài)。
本實用新型可方便地控制機械密封的相態(tài)，也能控制合適的沖洗量，因為沖洗量過大會對密封環(huán)產(chǎn)生沖蝕，同時也浪費沖洗液和能源，同時，沖洗液過大會造成攪拌熱增加，減小沖洗效果，同樣導(dǎo)致密封面的溫升；如果沖洗量太小又起不到?jīng)_洗作用。而控制合適的沖洗量，對應(yīng)用于具有外沖洗的泵密封來講，其經(jīng)濟效益是非?？捎^的。
權(quán)利要求1.一種機械密封相態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，由沖洗液調(diào)節(jié)裝置和密封面溫度監(jiān)測報警裝置兩部分組成，沖洗液調(diào)節(jié)裝置安裝在密封沖洗管路上，報警裝置的信號用熱電偶測取密封面的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械密封相態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，沖洗液調(diào)節(jié)裝置是可調(diào)節(jié)流量的限流閥，閥芯(13)可軸向運動，通過調(diào)節(jié)閥的升程，便能控制通過限流器的流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械密封相態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，每對密封環(huán)的密封面溫度監(jiān)測報警裝置是由兩支熱電偶連接聲光報警溫度顯示儀構(gòu)成，其中一支熱電偶［(6)或(8)］插入該對密封環(huán)的靜環(huán)，測端面溫度，另一支熱電偶［(5)或(9)］插入該套密封所處的密封腔內(nèi)，測密封腔內(nèi)介質(zhì)的平均溫度。
專利摘要本實用新型提供了一種監(jiān)測和控制機械密封相態(tài)的系統(tǒng)。用熱電偶連接聲光報警數(shù)字顯示儀作相態(tài)監(jiān)測；用可調(diào)流量的限流閥來控制沖洗量，以控制密封，使之處于所需相態(tài)，當(dāng)密封端面溫度產(chǎn)生變化，端面間流體發(fā)生相變時，報警裝置開始報警，通過調(diào)節(jié)限流閥閥芯，改變沖洗量，直至報警聲停止，密封處于所需相態(tài)。
文檔編號F16J15/16GK2126886SQ92227650
公開日1993年2月10日 申請日期1992年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月10日
發(fā)明者顧永泉, 彭旭東, 王汝美 申請人:石油大學(xué)(華東), 齊魯石化公司勝利煉油廠