CN102865219B

CN102865219B - 一种直驱式高压泵动密封内泄在线监测方法

Info

Publication number: CN102865219B
Application number: CN201210382738.XA
Authority: CN
Inventors: 张仕进; 曾继跃; 汪艳丽; 吴逾强
Original assignee: ZHEJIANG UNIVERSAL SMART SYSTEMS CO Ltd
Current assignee: Roufeng Machinery Technology Jiangsu Co ltd
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2032-10-09
Also published as: CN102865219A

Abstract

本发明提供了一种直驱式高压泵动密封内泄在线监测方法，包含以下步骤：（1）采集冷却水通道上近高压动密封处的压力值；（2）计算出压力波动幅值；（3）判断压力波动幅值是否大于参考波动幅值的1.2倍；若是，则认为出现压力脉冲波动，进入步骤（4）；否则，转入步骤（1）；（4）重复执行步骤（1）-（3），直至可计算出压力脉冲波动出现的频率；（5）判断压力脉冲波动出现的频率是否是柱塞往复运动的频率的0.5-1.5倍；若是，则认为高压动密封处发生泄漏；否则，转入步骤（1）。该在线监测方法操作简便，受外界环境因素影响小，识别结果准确，可及时发现直驱式高压泵动密封处的泄漏情况。

Description

一种直驱式高压泵动密封内泄在线监测方法

技术领域

本发明属于直驱式高压泵领域，具体涉及一种直驱式高压泵动密封内泄在线监测方法。

背景技术

直驱式高压泵是相对于增压式高压泵而言的。在增压式高压泵系统中，电机将电能转化为油介质的压力能，油介质的压力能推动柱塞往复运动，将柱塞的机械能转化为水的压力能。而直驱式高压泵则由电机直接驱动一个曲柄连杆机构进而带动柱塞作往复运动，将柱塞的机械能转化为水的压力能，少了油介质驱动这一环节以及相应的效率损失，因此，直驱式高压泵的效率高达90%，而增压式高压泵的效率大约为70%。

直驱式高压泵的工作原理如图1所示，柱塞1、高压静密封4、背托环5、高压动密封6、高压缸体8、单向阀9、高压静密封10、单向阀支撑座11及单向阀12相互依托，形成密闭高压腔室7。冷却水装置3、低压静密封2、高压静密封4、背托环5及其高压动密封6则相互依托，形成低压冷却水通道22、24（图2所示）。正常工作过程中，由于高压静密封4、背托环5及高压动密封6的阻隔，高压腔室7中的水及其冷却水通道22、24中的水互不连通。工作时，在曲柄连杆的带动下，柱塞1作往复运动，从而在高压腔室7中实现低压吸水冲程及高压排水冲程。在低压吸水冲程，柱塞1向右运动，高压腔室7的体积增大，腔室中压力降低，在进水端水压作用下，单向阀9打开，同时，单向阀12关闭，低压水14进入腔室7。在高压排水冲程，柱塞1向左运动，腔室7的体积减小，腔室中的水受压而压力升高，单向阀9关闭、单向阀12打开，腔室中的高压水15经单向阀12排出而进入压力波动缓解装置13。正是在上述低压吸水冲程及高压排水冲程的交替作用下，普通自来水实现了加压过程。

如图2所示，在高压排水冲程时，由于高压腔室7中的水压远高于冷却水通道中的水压，正常情况下，高压动密封6阻止高压水进入冷却水通道22、24。如高压动密封6出现损坏，则高压腔室7中的高压水便流入冷却水通道22、24。上述情况下，泄漏出来的高压水直接进入冷却水路，依靠肉眼无法看出是否发生泄漏。一般来说，初始发生泄漏时，泄漏通道26很小，由于高压泵压力非常高（高达420MPa或更多），因此，在泄漏通道26处便形成微射流，此微射流能很快损坏价格昂贵的背托环5及冷却腔体。因此，及时发现动密封处的泄漏不但可以避免泄漏造成的巨大损失，同时也可缩短排查问题耽误的时间。

理论上讲，发生泄漏后，冷却水通路中的水流量增加，可通过检测流量的变化得知动密封工况。然而，实际应用中，上述方法并不可行，主要原因是：比起冷却水流量，泄漏量非常小，特别是在泄漏初期，因此，采用检测流量的方法难以准确识别是否泄漏。发生泄漏时，微射流产生的高速水束通过动密封会产生热量，导致局部温度升高。因此，理论上看，检测温度变化可以获得泄漏信息。同样，此种方法在实际应用中并不可行，主要原因是：1、温度受外界环境影响较大，采用温度变化的方法很难精确确定是否发生泄漏；2、微射流产生的热量很容易被冷却水带走，致使该热量变化难以被监测到。

因此，目前现有技术中还没有能够准确识别动密封处的泄漏情况的方法。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种能够准确识别出动密封处泄漏情况的直驱式高压泵动密封内泄在线监测方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种直驱式高压泵动密封内泄在线监测方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）采集冷却水通道上近高压动密封处的压力值；

（2）重复执行步骤（1），直至采集到一个压力峰值和一个压力谷值；并根据所述压力峰值和压力谷值计算出压力波动幅值，所述压力波动幅值为压力峰值与压力谷值的差值，或者为压力峰值与压力平均值的差值；

（3）判断压力波动幅值是否大于参考波动幅值的1.2倍；若是，则认为出现压力脉冲波动，进入步骤（4）；否则，转入步骤（1）；

（4）重复执行步骤（1）-（3），直至可计算出压力脉冲波动出现的频率；

（5）判断压力脉冲波动出现的频率是否是柱塞往复运动的频率的0.5-1.5倍；若是，则认为高压动密封处发生泄漏；否则，转入步骤（1）。

进一步的，步骤（3）中所述参考波动幅值的确定方法为：

（a）在直驱式高压泵正常工作的一时间段内，监测并记录冷却水通道上近高压动密封处的压力值；

（b）计算出所述时间段内的最大波动幅值；

（c）标记最大波动幅值为参考波动幅值。

进一步的，步骤（1）中通过一压力传感器采集压力值，所述压力传感器安装在冷却水通道上近高压动密封处。

从原理上讲，高压动密封处发生泄漏时，泄漏处产生的微射流进入冷却水通道，会引起通道中水压的脉冲波动，而此脉冲波动的频率应与柱塞往复频率一致。本发明所述的直驱式高压泵动密封内泄在线监测方法，通过实时监测采集冷却水通道上近高压动密封处的压力值，并对比压力脉冲波动出现的频率与柱塞往复运动的频率，判断出高压动密封处是否发生泄漏。该在线监测方法操作简便，受外界环境因素影响小，识别结果准确，可及时发现直驱式高压泵动密封处的泄漏情况。

附图说明

图1为直驱式高压泵的工作原理图；

图2为内泄发生通路示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供了一种直驱式高压泵动密封内泄在线监测方法，包含以下步骤：

（1）采集冷却水通道上近高压动密封处的压力值；具体实施时，可在冷却水通道上近高压动密封处安装一压力传感器，通过压力传感器实时采集压力值，其中压力传感器的位置要尽量靠近高压动密封处。压力传感器的量程要大于冷却水正常工作时最大压力，并尽量不要超出冷却水最大压力太多，这样可提高其提高灵敏度。

所述压力峰值为压力值从上升变为下降点的值，举例说，在T0点，压力值为10Pa，在T1点，压力值为11Pa，在T2点，压力值从11Pa降为10.5Pa，则压力峰值为11Pa；所述压力谷值则为压力值从下降变为上升点的值；所述压力平均值是指自采集工作开始后，所有采集到的压力值的平均值。

其中，所述参考波动幅值的确定方法为：

（a）在直驱式高压泵正常工作的一时间段内，监测并记录冷却水通道上近高压动密封处的压力值；所述时间段可以根据实际情况设定，比如可设置为初始正常工作时的一段时间，如1小时，也可设置为出现压力脉冲波动前的一段时间，如0.5小时。

（b）计算出所述时间段内的最大波动幅值，所述最大波动幅值可以为压力峰值与谷值的差值，也可为压力峰值与压力平均值的差值；

（c）标记最大波动幅值为参考波动幅值。

参考波动幅值还可以根据往常得到的经验值来确定。

即当第一次出现压力脉冲波动时，其频率无法确定，需要返回步骤（1），重新采集冷却水通道上近高压动密封处的压力值。只要连续出现两次压力脉冲波动，根据两次出现压力脉冲波动的时间，即可计算出压力脉冲波动出现的频率。当然所述的连续两次压力脉冲波动，不局限于第一次和第二次，可以是任意时刻和任意次。

（5）判断压力脉冲波动出现的频率是否是柱塞往复运动的频率的0.5-1.5倍；若是，则认为高压动密封处发生泄漏；否则，转入步骤（1）。其中柱塞往复运动的频率可以根据驱动电机的转速确定。

本发明不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。

Claims

1.一种直驱式高压泵动密封内泄在线监测方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）采集冷却水通道上近高压动密封处的压力值；

2.根据权利要求1所述的直驱式高压泵动密封内泄在线监测方法，其特征在于，步骤（3）中所述参考波动幅值的确定方法为：

（b）计算出所述时间段内的最大波动幅值；

（c）标记最大波动幅值为参考波动幅值。

3.根据权利要求1所述的直驱式高压泵动密封内泄在线监测方法，其特征在于，步骤（1）中通过一压力传感器采集压力值，所述压力传感器安装在冷却水通道上近高压动密封处。