CN103900802B - 智能控制机械密封运转试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能控制机械密封运转试验装置，其特点是：该试验装置(如图所示)内设有用来模拟各类工作机械内高温高压工作介质的装置；设有用来模拟各类被测机械密封运转时密封液调节情况的装置；设有机械密封运转试验必需的各种测量仪器及智能控制装置等。该试验装置是由计算机系统和组态软件组成的全自动智能控制机械密封运转试验装置。它具有操作简单、运行直观、稳定可靠、精度高、维护成本低、安装方便等特点。该试验装置是由机、电、仪及计算机系统组态软件组成的智能化检测系统，它从开启检测到检测结束、打印出检测报告，全过程完全是自动进行的。它填补了我国目前无全自动进行机械密封性能动态实验测试的空白。

Description

智能控制机械密封运转试验装置

技术领域

本发明是涉及一种智能控制机械密封运转试验装置。

技术背景

机械密封(mechanical seal)是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。好的机械密封可以提高机器的工作效率还能降低机器工作时的能耗；可以减少机器的穿漏、内漏和外漏，还可以增大机器的容积；在减少摩擦损失的同时，又能提高机器正常工作时的机械效率；如果改善密封的方式，还能提高机组或机器的效率；改变密封的辅助系统，可以提高机组的效率减少能耗，达到节约原材料/提高机器可靠性/安全和环境保护等目的。

为了提高产品质量，必须对机械密封性进行静态和动态检测，用以指导改善机械密封结构、保证出厂产品质量合格。目前机械密封性检测的装置还停留在人工控制的方法上，机械密封性检测的各种数据还是由人员读数和记录完成。

中国发明专利2009年6月公开的一种釜用机械密封气密性试验检测装置，申请公布号CN 201262585Y，该项专利产品不足之处是：它是一种静态检测釜用机械密封气密性试验检测装置，无法对机械密封进行动态检测。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种智能控制机械密封运转试验装置，该试验装置内设有工作压力源加热容器、变压器油，电加热控制器、电加热器、工作液压力调节阀、双活塞压力平衡器、齿轮油泵一、电磁阀一和电磁阀二，用来模拟各种工作机械内高温高压的工作介质；该试验装置内设有密封液调节容器、密封液，密封液压力调节阀、双活塞压力平衡器、齿轮油泵二、电磁阀三和电磁阀四，用来模拟各种机械密封运转时的密封情况；该试验装置内设有调频电机和电机调频器，用来模拟各种机械密封运转时的和种转动速度；该试验装置内设有转速计，用于检测机械密封运转的转速和功率损耗；该试验装置内设有泄漏量检测仪，用于检测机械密封的泄漏量；该试验装置还带有计算机系统和计算机系统组态软件，全自动智能控制机械密封运转试验装置完成机械密封的各项性能试验。

该智能控制机械密封运转试验装置具有操作简单、运行直观、稳定可靠、精度高、维护成本低、安装方便等特点。

本发明的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：智能控制机械密封运转试验装置是由试验台密封2，轴套3，工作压力源4，密封液5，双活塞压力平衡器6，工作压力源加热容器7，密封液调节容器8，电加热控制器9，电机调频器10，转速计11，调频电机12，泄漏量检测仪13，电加热器14，工作液压力调节阀15，密封液压力调节阀16，齿轮油泵一17，齿轮油泵二18，电磁阀一19，电磁阀二20，电磁阀三21，电磁阀四22，计算机23及计算机系统组态软件、机械密封试验台体、电子线路、压力管线等组成的智能控制装置对试验检测件1进行全自动智能检测的机械装置。

该智能控制机械密封运转试验装置在联结好试验检测件1后，开启电源对智能控制机械密封运转试验装置供电，启动计算机系统组态软件，进入控制菜单，进行试验检测项目数据设定，试验检测项目数据设定好后即可启动试验检测。

所述试验检测件1是需要对其进行检测的各种型号的机械密封件。由于它的规格型号具有多种多样，内外尺寸不一，所以本试验装置配备有轴套3，轴套3按照不同规格的机械密封进行更换。

所述试验台密封2是对工作压力源4进行密封的机械密封。是为防止工作压力源4的高温高压压力油从试验传动轴泄漏至转速计11方向所设置的机械密封。

所述工作压力源4是为对机械密封进行泄漏量检测的介质。它的用压缩比较小的变压器油经过加温加压，让其达到机械密封检漏需要的一定温度和压力的测量介质。

所述密封液5是机械密封工作时所用的密封液。它的牌号的由被测机械密封所决定。

所述双活塞压力平衡器6是检测和平衡工作压力源4与密封液5工作压力所设的平衡容器。它是由自主开发和设计的工作压力在＞或＝3MPa的双端活塞自动平衡调节的压力式容器。

所述工作压力源加热容器7是为工作压力源4加温、循环和储存的压力容器。它由自主设计制造，压力源加热容器7内装设有电加热器14，电加热器14是功率为3KW/220V的内热式电加热器；电加热器14的工作状态是由电加热控制器9所决定，在需要电加热器14通电工作时由电加热控制器9给它接通电源，当工作压力源4的温度达到设定工作温度时，电加热控制器9会自动断开电加热器14的工作电源停止加热。

所述密封液调节容器8是为被测机械密封使用的密封液循环和储存的压力容器。它由自主设计制造，工作压力为＞或＝1.6MPa。

所述电机调频器10是为调频电机12所设置的电源调频装置。调频电机12是为模拟被测机械密封工作转速状态的运转动力，功率设计为5KW/380V。

所述转速计11是为检测被测机械密封工作转速和功率消耗的装置。

所述泄漏量检测仪13是为检测被测机械密封工作时密封液泄漏量的检测装置。它是由自主开发和设计的泄漏量检测仪。

所述工作液压力调节阀15是为模拟机械密封运转时所承受工作压力源压力的调节、控制装置。

所述密封液压力调节阀16是为模拟被测机械密封运转时密封腔内密封液压力源压力的调节、控制装置。

所述齿轮油泵一17是给工作压力源4加压及循环的机械装置。

所述齿轮油泵二18是给密封液5加压及循环的机械装置。

所述电磁阀一19是被测机械密封密封腔内密封液排空阀。当被测机械密封检测完成需要取出被测机械密封时，电磁阀一19应处于全开状态；当被测机械密封处于检测状态时，电磁阀一19应处于全关状态。电磁阀一19应选用电关型。

所述电磁阀二20是开启和关闭密封液进入被测机械密封密封腔内的电磁阀门。当被测机械密封处于检测状态时，电磁阀二20应处于全开状态；当被测机械密封检测完成需要取出被测机械密封时，电磁阀二20应处于全关状态。电磁阀二20应选用电开型。

所述电磁阀三21是工作压力源4的排空阀。当被测机械密封检测完成需要取出被测机械密封时，电磁阀三21应处于全开状态；当被测机械密封处于检测状态时，电磁阀三21应处于全关状态。电磁阀三21应选用电关型。

所述电磁阀四22是开启和关闭工作压力源4进入试验台密封2和试验检测件1之间压力腔的电磁阀门。当被测机械密封处于检测状态时，电磁阀四22应处于全开状态；当被测机械密封检测完成需要取出被测机械密封时，电磁阀四22应处于全关状态。电磁阀四22应选用电开型。

所述计算机23是包括计算机系统组态软件、总线转换器件、温度传感器、压力传感器及通讯线路等的设备、器材。

本发明提供一种智能控制机械密封运转试验装置，该试验装置是由机、电、仪及计算机系统组态软件组成的智能化检测系统。它从开启检测到检测结束、打印出检测报告，全过程完全是自动进行的。它填补了我国目前无全自动进行机械密封性能动态实验测试的空白。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明装置结构示意图；

图2是本发明装置实施例中控制结构图。

具体实施方式

智能控制机械密封运转试验装置：是由试验台密封2，轴套3，工作压力源4，密封液5，双活塞压力平衡器6，工作压力源加热容器7，密封液调节容器8，电加热控制器9，电机调频器10，转速计11，调频电机12，泄漏量检测仪13，电加热器14，工作液压力调节阀15，密封液压力调节阀16，齿轮油泵一17，齿轮油泵二18，电磁阀一19，电磁阀二20，电磁阀三21，电磁阀四22，计算机23及计算机系统组态软件、机械密封试验台体、电子线路、压力管线等组成的智能控制装置对试验检测件1进行全自动智能检测的机械装置。

实施例：

如图1、图2所示，智能控制机械密封运转试验装置检测控制信号系统元件由：PCV1，PCV2，PI1，PI2，PET1，PET2，TET1，TET2，TET3，TCV，SCU，S/JET，FEIT，PC及RS-485转换器等组成。它在计算机系统组态软件的控制下完成工作压力源4的温度、压力检测，控制工作压力源4在工作腔内的压力达到设定值并稳定流动，控制密封液在工作压力源加热容器7内的加温、使其达到设定值；它在计算机系统组态软件的控制下完成密封液5的温度、压力检测，控制密封液5在被测机械密封1内的压力与工作压力源4的压力平衡运行，模拟被测机械密封在正常工作状态下所承受的工作压力及温度；它在计算机系统组态软件的控制下完成被测机械密封1泄漏量的自动检测；它在系统组态软件的控制下完成调频电机12按照设定转速运行。

所述PCV1是用于调节工作压力源4的电动调节阀。它根据PET1所测量到的工作压力源4在工作腔内的压力值、参照计算机系统组态软件中设定的被测机械密封的检测压力要求值，完成工作压力源4在工作腔内的压力进行自动调节。

所述PCV2是用于调节密封液5的电动调节阀。它根据PET2所测量到的密封液5在被测机械密封密封腔内的压力值，参照工作压力源4在工作腔内的压力值、根据计算机系统组态软件中设定的工作压力源4与密封液5的压力平衡要求值，完成密封液5在被测机械密封密封腔内的压力进行自动调节。

所述PI1和PI2是设在双活塞压力平衡器6两端的压力变送器。它把检测到的工作压力源4和密封液5在双活塞压力平衡器6两端的压力工况值传送到计算机中，在计算机系统组态软件的画面中随机显示，用于显示与记录。

所述TET1和TET3是对工作压力源4进行测量的温度变送器。它把检测到的工作压力源4在工作腔内的温度和工作压力源4在工作压力源加热容器7中的温度值传送到计算机中，在计算机系统组态软件的画面中随机显示与记录，并用于控制电加热控制器9和电加热器14对工作压力源4进行加温。

所述TET2是对密封液5进行测量的温度变送器。它把检测到的密封液5在被测机械密封密封腔内的温度值传送到计算机中，在计算机系统组态软件的画面中随机显示与记录。

所述TCV是对工作压力源4进行加温的温度控制器。它的加温控制信号来自计算机系统组态软件所发出的加温指令。

所述SCU是调频电机12进行调速的电机调速控制器。它的调速控制信号来自计算机系统组态软件所发出的调速指令。

所述S/JET是对智能控制机械密封运转试验装置的运转速度、功率消耗进行检测的装置。它把检测到的运转速度、功率消耗值随时传送到计算机系统组态软件中，用于在计算机系统组态软件的画面中随机显示与记录。

所述FEIT是对被检测机械密封泄漏量进行检测的仪器。它把检测到的机械密封泄漏量传送到计算机系统组态软件中，用于在计算机系统组态软件的画面中随机显示与记录。

所述RS-485转换器是把各种传感器信号传送到计算机系统的线路器件。它用能在三根线路中同时传送各种测量量和各种控制信号，用于完成检测和控制。

所述计算机23是为完成自动测量与控制的硬件设备。它在计算机系统组态软件的控制下完成智能控制机械密封运转试验装置的全自动化检测工作。

智能控制机械密封运转试验装置的设定实施流程是：按设计安装联结好试验装置的全部设施，安装好被检测机械密封1，开启电源总开关，启动计算机系统，系统管理员登录计算机系统组态软件的画面，设置智能控制机械密封运转试验装置操作人员并设定操作人员相应的操作权限，完成后系统管理员退出。操作人员登录计算机系统组态软件的画面，按被检测机械密封使用参数设定检测试验参数，按画面试验流程开启检测试验，检测试验结束后，操作人员可调阅检测试验过程中的各种检测数据，并可打印出检测试验报告单。检测结束，关闭电源，等工作压力源4和密封液5自动排空后，即可更换被检测机械密封1进行下一件被检测机械密封1的检测试验。

智能控制机械密封运转试验装置的实施过程是：(参见图1和图2)

I、按设计制造出机械密封运转试验装置机台及相应零配件，试验台密封2，各种规格的轴套3，双活塞压力平衡器6，工作压力源加热容器7，密封液调节容器8及泄漏量检测仪13。

II、按设计要求购置配套设备及零配件：电加热控制器9，电机调频器10，转速计11，调频电机12，电加热器14，工作液压力调节阀15，密封液压力调节阀16，齿轮油泵一17，齿轮油泵二18，电磁阀一19，电磁阀二20，电磁阀三21，电磁阀四22，计算机23及相应的管材、线材，工作压力源4，密封液5等等。

III、按设计要求开发制作计算机系统组态软件及相应的控制软件。购置相应的传感器：PI1，PI2，PET1，PET2，TET1，TET2，TET3，TCV，SCU，S/JET，FEIT，PC及RS-485转换器。

IV、按设计要求建造好智能控制机械密封运转试验装置的安装基础。等基础保养期过后，按设计顺序进行设备安装与调试。

V、安装过程顺序是：

(1)、试验装置机台。

(2)、机械设备，压力容器，阀门，压力管线。

(3)、电力线路，传感器，计算机系统及控制管线。

VI、调试过程顺序是：

(1)、计算机系统及控制软件，各相应传感器，控制电器。

(2)、压力容器试验检测，压力管路试压检测，容器与管路联通试压，油路系统吹扫。

(3)、各单机空载试运转。

各单机空载试运转合格后，智能控制机械密封运转试验装置即可投入使用。该试验装置是由机、电、仪及计算机系统组态软件组成的智能化检测系统。它从开启检测到检测结束、打印出检测报告，全过程完全是自动进行的。它操作简单、维护方便填补了我国目前无全自动进行机械密封性能动态实验测试的空白。

Claims (11)

1.智能控制机械密封运转试验装置，是由试验台密封2，轴套3，工作压力源4，密封液5，双活塞压力平衡器6，工作压力源加热容器7，密封液调节容器8，电加热控制器9，电机调频器10，转速计11，调频电机12，泄漏量检测仪13，电加热器14，工作液压力调节阀15，密封液压力调节阀16，齿轮油泵一17，齿轮油泵二18，电磁阀一19，电磁阀二20，电磁阀三21，电磁阀四22，计算机23及计算机系统组态软件、总线转换器件、机械密封试验台体、传感器PI1，PI2，PET1，PET2，TET1，TET2，TET3，TCV，SCU，S/JET，FEIT，RS-485转换器及电子线路、压力管线组成；

其特征在于：该试验装置内设有工作压力源加热容器、变压器油，电加热控制器、电加热器、工作液压力调节阀、双活塞压力平衡器、齿轮油泵一、电磁阀一和电磁阀二，用来模拟各种工作机械内高温高压的工作介质；该试验装置内设有密封液调节容器、密封液，密封液压力调节阀、双活塞压力平衡器、齿轮油泵二、电磁阀三和电磁阀四，用来模拟各种机械密封运转时的密封情况；该试验装置内设有调频电机和电机调频器，用来模拟各种机械密封运转时的和种转动速度；该试验装置内设有转速计，用于检测机械密封运转的转速和功率损耗；该试验装置内设有泄漏量检测仪，用于检测机械密封的泄漏量；该试验装置还带有计算机系统组态软件，全自动智能控制机械密封运转试验装置完成机械密封的各项性能试验；该智能控制机械密封运转试验装置具有操作简单、运行直观、稳定可靠、精度高、维护成本低、安装方便的特点。

2.根据权利要求1所述的智能控制机械密封运转试验装置，其特征在于：所述轴套3设于所述试验装置内，可按照不同规格的机械密封进行更换。

3.根据权利要求1所述的智能控制机械密封运转试验装置，其特征在于：所述试验台密封2设于所述试验装置内，可防止工作压力源4的高温高压压力油从试验传动轴泄漏。

4.根据权利要求1所述的智能控制机械密封运转试验装置，其特征在于：所述压力源加热容器7设于所述试验装置内，是为工作压力源4加温、循环和储存的压力容器；它由自主设计制造，压力源加热容器7内装设有电加热器14，电加热器14是功率为3KW/220V的内热式电加热器；电加热器14的工作状态是由电加热控制器9所决定，在需要电加热器14通电工作时由电加热控制器9给它接通电源，当工作压力源4的温度达到设定工作温度时，电加热控制器9会自动断开电加热器14的工作电源停止加热。

5.根据权利要求1所述的智能控制机械密封运转试验装置，其特征在于：所述密封液调节容器8设于所述试验装置内，它由自主设计制造，工作压力为＞或＝1.6Mpa，它是为模拟被测机械密封密封腔内密封带压液循环和储存的压力容器。

6.根据权利要求1所述的智能控制机械密封运转试验装置，其特征在于：所述泄漏量检测仪13设于所述试验装置内，它是由自主开发和设计的泄漏量检测仪，是为检测被测机械密封工作时密封液泄漏量的检测装置。

7.根据权利要求1所述的智能控制机械密封运转试验装置，其特征在于：所述电机调频器10和所述调频电机12设于所述试验装置内，所述调频电机12是为组成模拟被测机械密封工作时转速状态，功率设计为5KW/380V。

8.根据权利要求1所述的智能控制机械密封运转试验装置，其特征在于：所述转速计11设于所述试验装置内，它能实时检测出被测机械密封工作时的转速与功率消耗量。

9.根据权利要求1所述的智能控制机械密封运转试验装置，其特征在于：所述工作液压力调节阀15设于所述试验装置内，它能对被测机械密封所承受的工作压力进行实时调节。

10.根据权利要求1所述的智能控制机械密封运转试验装置，其特征在于：所述密封液压力调节阀16设于所述试验装置内，它能对被测机械密封密封腔内的密封液压力进行实时调节。

11.根据权利要求1所述的智能控制机械密封运转试验装置，其特征在于：所述计算机23及计算机系统组态软件，总线转换器件，传感器PI1，PI2，PET1，PET2，TET1，TET2，TET3，TCV，SCU，S/JET，FEIT设于所述试验装置内；它们组成的智能控制系统，实现了机械密封运转试验装置从开启检测到检测结束、打印出检测报告，全过程完全是自动进行。