CN104879296B - 一种往复式压缩机用监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设备监测领域，尤其是一种往复式压缩机用监测系统。包括往复式压缩机，该往复式压缩机包括机体、该机体连通安装有溢流阀，所述机体上端安装有转盘，保护罩，所述机体两侧分别安装有一段气缸和二段气缸，所述一段气缸和二段气缸分别连接安装有进气缓冲罐和排气缓冲罐，所述机体上端安装的保护盖两侧与转盘相对位位置分别安装一键相位位移传感器，所述一段气缸和二段气缸上端安装的缸盖外侧安装有温度探头，所述一段气缸和二段气缸下端安装的每个排气阀内均分别安装有温度探头和压力探头，所述机体内两侧与一段气缸和二段气缸分别连接的两十字头的一侧端面内分别安装有一个无线振动传感器和至少一个无线温度传感器。

Description

一种往复式压缩机用监测系统

技术领域

本发明涉及一种设备监测领域，尤其是一种往复式压缩机用监测系统。

背景技术

往复式压缩机是石油、化工、冶金、动力等工业领域广泛使用的一类关键动力设备，在生产中起着犹如人体“心脏”的重要作用。

往复式压缩机的关键运动部件主要包括连杆、曲轴、十字头、活塞杆以及活塞等。其中曲轴在电动机的作用下做旋转运动，十字头则是旋转运动和直线运动的交汇点带动活塞和活塞杆进行直线往复运动，由此可见往复式压缩机的内部工作极为复杂，因此在实际生产中往复式压缩机的故障率非常高，而且由于其结构复杂，激励源众多，在故障发生后的检修过程也面临着巨大的难度，难免会出现维修不足或维修过剩的问题，维修不足容易发生事故，维修过剩又会造成资源和成本的浪费，因此针对上述问题开发一套能够实时监测生产流程的“预知维修系统”已是当务之急。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理、使用方便，能对往复式压缩机进行实施监测的一种往复式压缩机用监测系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

所述机体上端安装的保护盖两侧与转盘相对位位置分别安装一键相位传感器，所述一段气缸和二段气缸上端安装的缸盖外侧安装有温度探头，所述一段气缸和二段气缸下端安装的每个排气阀内均分别安装有温度探头和压力探头，该一段气缸和二段气缸的缸体外壁分别对位安装有一个加速度传感器，所述机体内与活塞杆对位的两侧端部对位安装有活塞杆位移传感器，所述活塞杆旁侧的机体安装的填料函内壁上安装有用于固定温度探头的法兰16所述机体内两侧与一段气缸和二段气缸分别连接的两十字头的一侧端面内分别安装有一个无线振动传感器和一个无线温度传感器，与所述一段气缸和二段气缸分别连接安装的进气缓冲罐和排气缓冲罐外侧分别安装有压力变送器，在与所述机体相连通的溢流阀内安装有溢流阀位移传感器。

而且，所述一段气缸和二段气缸下端安装的排气阀包括阀体、防堵装置、冷却装置、温度探头和压力探头，所述阀体内穿装有气阀螺栓，该气阀螺栓内缘沿其轴向贯通制有取压孔，该取压孔两端分别连通所述一段气缸和二段气缸的缸体内外两侧，所述取压孔位于缸体外侧的端部连通安装有一取压件的一侧端部，该取压件的另一侧端部连通安装有一压力探头的输入端，所述压力探头的输入端与取压件之间连通安装有手阀，该手阀与取压件接触的端部外缘套装有密封装置，所述密封装置外侧安装有用于与缸体相安装的法兰，所述法兰外壁沿其径向制有安装孔，该安装孔内套装有所述温度探头的输入端。

而且，所述防堵装置包括三通阀门、导气阀和防堵手阀，所述取压孔位于缸体外侧的端部连通安装有所述三通阀门的第一接口，该三通阀门的第二接口安装有所述防堵手阀的一端，该防堵手阀的另一端连通安装所述导气阀的出气口，该导气阀的进气口连通安装有高压气管，所述高压气管内的气体介质压力大于阀体内的气压，所述三通阀门的第三接口连通所述压力探头的输入端。

而且，所述密封装置包括能相互锁紧安装的上密封件和下密封件，所述下密封件套装在取压件的端部，该下密封件上方安装有所述上密封件，所述下密封件的内缘制有凹槽，该凹槽内侧与取压件外缘形成的间隙内紧密置有填充物。

而且，所述冷却装置包括水箱、离心泵和水套，所述水套套装在取压件和密封装置的外侧，该水套两端通过导水管依次连通水箱和离心泵形成回路。

而且，所述溢流阀包括溢流阀阀体和阀帽，所述溢流阀阀体内制有入口和出口，所述阀帽与入口对位设置，所述入口与阀帽之间依次对位安装有阀芯、压簧和调节环，该调节环内缘制有通孔，该通孔内套装有所述阀帽端部安装的溢流阀位移传感器的传感杆，该溢流阀位移传感器安装的传感杆向溢流阀阀体内侧延伸，该传感杆的端部压接在所述阀芯的上端面内。

而且，所述阀芯上端面内制有凹槽，所述凹槽内嵌装有所述溢流阀位移传感器所装传感杆的端部。

而且，所述两十字头安装有活塞杆的端面内分别固定安装有一安装座，该安装座内制有凹槽，所述凹槽内分别嵌装有一个无线振动传感器和一个无线温度传感器。

而且，所述安装座内置有为无线振动传感器和无线温度传感器提供电能的电源。

而且，所述键相位传感器、活塞杆位移传感器、温度探头、压力探头、无线振动传感器、无线温度传感器、加速度传感器、压力变送器和溢流阀位移传感器的输出端均连接有中央处理终端。

本发明的优点和积极效果是：

1、本系统中，通过键相位传感器、活塞杆位移传感器、温度探头、压力探头、无线振动传感器、无线温度传感器、加速度传感器、压力变送器和溢流阀位移传感器相配合能对往复式压缩机的整体工作过程进行实时监测，便于操作人员对往复式压缩机进行针对性更强的适时检修。

2、本系统中，一段气缸，二段气缸配合压力探头和温度探头能对一段气缸和二段气缸工作过程中的缸体压力和缸体温度进行实时的监测，预先发现由于缸体堵塞或其他原因造成的压力过大或过热问题，从而进行适时检修保证装置的正常运行。

3、本系统中，三通阀门，导气阀和防堵手阀相配合可以保证高压气管内的气体适时导入测压孔以保证由压力探头输入端至缸体内部的通畅，进而使得压力探头能够持续有效的对一段气缸和二段气缸内的缸体压力进行适时监测。

4、本系统中，所述密封装置包括的上密封件，下密封件和填充物可有效密封取压件的端部，避免排气阀排出的气体泄漏或外部的气体进入取压件，从而保证采集数据的准确性。

5、本系统中，安装在取压件和密封装置外侧的冷却装置，水箱配合离心泵可将冷却液循环在水套内对压力探头和温度探头进行冷却，从而保证压力探头和温度探头在适合的温度正常运行，避免由于过热造成的故障。

6、本系统中，阀帽端部安装的溢流阀位移传感器的传感杆由调节环内伸入，其端部压接在所述阀芯的上端面内,在溢流阀正常投用后，阀芯，压簧，调节环配合位移传感器能实时监测出阀芯的开度，所述位移传感器监测的信号实时发送至数据分析终端进行表达和预警，使操作人员始终能够方便地观察溢流阀的运行状态(过油量)，当数据异常时进行人工干预，从而保证溢流阀和设备的使用安全。

7、本系统中，十字头配合安装座、无线振动传感器和无线温度传感器能对十字头的使用状态进行实时监测，所述安装座内置电源为监测装置提供能源，其均匀制出的凹槽便于无线振动传感器和无线温度传感器的安装。

8、本发明中，所述键相位传感器、活塞杆位移传感器、温度探头、压力探头、无线振动传感器、无线温度传感器、加速度传感器、压力变送器和溢流阀位移传感器的输出端连接有中央处理终端能将往复式压缩机的整体工作过程进行有效的监测和收集，当发生故障或存在隐患时，操作人员可以第一时间得到相关数据，更有针对性的及时对往复式压缩机的故障位置进行排查与检修，从而避免维修不足或维修过剩的问题，在保证生产安全的前提下大大节约生产成本，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1一段气缸，二段气缸中排气阀的结构示意图；

图3为图1中十字头的结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为图1中溢流阀的结构示意图；

图6为图1中的模块图；

图7为图1中无线温度传感器和无线振动传感器的模块图；

图8为图1中A部安装结构示意图；

图9为图1中B部安装结构示意图；

图10为图1中C部安装结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作详细说明，所述实施例是说明性的，而非限制性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种往复式压缩机用监测系统，包括往复式压缩机，该往复式压缩机包括机体9、该机体连通安装有溢流阀，所述机体上端安装有转盘7，保护罩8，所述机体两侧分别安装有一段气缸13和二段气缸22，所述一段气缸通过管路连接安装有一段气缸进气缓冲罐11和一段气缸排气缓冲罐14，所述二段气缸通过管路连接安装有二段气缸进气缓冲罐2和二段气缸排气缓冲罐20，所述管路外侧端面安装有压力探头3，本发明的创新在于，所述机体上端面两侧端部如图8所示，分别安装有一加速度传感器5，该两加速度传感器之间安装的保护盖两侧与转盘相对位位置分别安装一键相位传感器6；所述一段气缸和二段气缸上端安装的缸盖外侧如图9所示通过抱箍59安装有温度探头12，所述一段气缸和二段气缸下端安装的排气阀内均分别安装有温度探头和压力探头；该一段气缸和二段气缸的缸体外壁分别对位安装有一个加速度传感器，所述机体内与活塞杆10对位的两侧端部对位安装有活塞杆位移传感器4，所述活塞杆旁侧的机体安装的填料函内壁上安装有用于固定温度探头的法兰16，该活塞杆两侧与一段气缸和二段气缸分别连接的两十字头17的一侧端面内分别安装有一安装座19，该十字头监测装置包括一个无线温度传感器40和一个无线振动传感器42，与所述一段气缸和二段气缸分别连接安装的进气缓冲罐和排气缓冲罐外侧分别安装有压力变送器1，在与所述机体相连通的溢流阀内安装有溢流阀位移传感器57。

本实施例中为了对一段气缸和二段气缸的工作状态进行实时监测，所述一段气缸和二段气缸下端安装的排气阀包括阀体60、防堵装置、冷却装置、温度探头和压力探头，所述阀体内穿装有气阀螺栓30，该气阀螺栓内缘沿其轴向贯通制有取压孔29，该取压孔两端分别连通所述一段气缸和二段气缸的缸体内外两侧，所述取压孔位于缸体外侧的端部连通安装有一取压件28的一侧端部，该取压件的另一侧端部连通安装有一压力探头的输入端，所述压力探头的输入端与取压件之间连通安装有手阀23，该手阀与取压件接触的端部外缘套装有密封装置，所述密封装置外侧安装有用于与缸体相安装的固定法兰15，所述法兰外壁沿其径向制有安装孔，该安装孔内套装有所述温度探头的输入端。所述防堵装置包括三通阀门38、导气阀35和防堵手阀37，所述取压孔位于缸体外侧的端部连通安装有所述三通阀门的第一接口，该三通阀门的第二接口安装有所述防堵手阀的一端，该防堵手阀制有进气口和出气口，所述进气口与出气口之间的导气阀安装有一电磁阀36，该电磁阀控制阀芯33开闭气口，该防堵手阀的另一端连通安装所述导气阀的出气口，该导气阀的进气口连通安装有高压气管34，所述高压气管内的气体介质压力大于阀体内的气压，所述三通阀门的第三接口连通所述压力探头的输入端。

本实施例中，为保证压力探头与取压件的良好密封安装有密封装置，所述密封装置包括能相互锁紧安装的上密封件32和下密封件31，所述下密封件套装在取压件的端部，该下密封件上方安装有所述上密封件，所述下密封件的内缘制有凹槽，该凹槽内侧与取压件外缘形成的间隙内紧密置有填充物。

本实施例中为保证压力探头和温度探头在适合温度正常使用安装有冷却装置，所述冷却装置包括水箱25、离心泵26和水套24，所述水套套装在取压件和密封装置的外侧，该水套两端通过导水管27依次连通水箱和离心泵形成回路。

本实施例中为对溢流阀进行实时监测，所述溢流阀包括溢流阀阀体47和阀帽45，所述溢流阀阀体和阀帽之间的连接处垫装有密封圈46，所述溢流阀阀体内制有入口51和出口48，所述阀帽与入口对位设置，所述入口与阀帽之间依次对位安装有阀芯50、压簧53和调节环55，该调节环内缘制有通孔56，该通孔内套装有所述阀帽端部安装的溢流阀位移传感器的传感杆54，该溢流阀位移传感器安装的传感杆向溢流阀阀体内侧延伸，所述阀芯上端面内制有凹槽52，所述凹槽内嵌装有所述溢流阀位移传感器所装传感杆的端部。所述阀芯与入口之间嵌装有密封环49。

本实施例中，所述两十字头滑动嵌装在滑道41内，该两十字头的两侧端部分别安装有活塞杆和连杆39，其中安装有活塞杆的端面内均通过螺母44固定安装有一安装座，该安装座内制有凹槽43，所述凹槽内分别嵌装有一个无线温度传感器和一个无线振动传感器。所述安装座内置有为无线振动传感器和无线温度传感器提供电能的电源。

本实施例中，为了保证监测数据的实时记录和有效分析，所述键相位传感器、温度探头、压力探头、活塞杆位移传感器、加速度传感器、压力变送器和溢流阀位移传感器的输出端均依次连通接线箱58、安全栅、采集卡和中央处理终端。所述无线振动传感器、无线温度传感器的输出端依次连通无线接收端、安全栅、采集卡和中央处理终端。

本实施例中，在设备运行的工作环境中加装环境温度采集装置21，用于实时采集工作环境的温度情况，提前排除由于工作环境温度过高造成的隐患，保证生产过程的高效安全。

本发明的工作过程是：

本发明工作时操作人员需将键相位传感器、温度探头、压力探头、活塞杆位移传感器、无线振动传感器、无线温度传感器、加速度传感器、压力变送器和溢流阀位移传感器的输出端依次连通接线箱、安全栅、采集卡和中央处理终端，测试完成后即可正常使用。通过设备安装的多点位监测装置能对设备的整体运行过程进行实时监测，当设备出现过温，高压或其他原因造成的故障时，采集卡能对各点位监测装置的数据进行收集记录并最终连接至中央处理终端进行显示，操作人员通过对数据的分析比对能对装置的运行过程进行比对预判。

本发明中当机体内的压力过大时，油质会沿溢流阀阀体内制出的入口流入内并从出口排出设备从而减小设备的油压，在油质流经阀体的过程中阀体内安装的阀芯受到压力影响向阀体内侧挤压，安装在阀芯端面的传感杆发生位移向溢流阀位移传感器的内侧收缩，所述溢流阀位移传感器将被测量的物理量转化为电信号通过其输出端传输至数据分析终端，待分析完成后将收集的信息进行持续显示，实时监测所述新型溢流阀的工作状态，当新型溢流阀发生工作异常，溢流阀位移传感器的传感杆的位移位置出离正常工作的位移区间超出临界值时，其发送的电信号经中央处理终端分析后进行显示。

本发明中当往复式压缩机缸体内出现填料函磨损或主填料泄露的情况时温度探头实时监测的填料函温度会发生异常上升，此时中央处理终端收到的温度信息会直接反馈给操作人员，操作人员能对数据进行分析并及时检修，保证设备的正常工作运行；填料函内壁安装的活塞杆位移传感器能用于实时监测活塞杆的工作状态，当出现往复压缩机部件出现连接松动、活塞杆裂纹或十字头间隙过大等问题时，该活塞杆位移传感器能实时监测到活塞杆下端位移变量的异常信息，从而为十字头和活塞等部件连接的机械完整性提供重要信息，操作人员能够根据所得信息对部件进行及时的养护和更换。

本发明在往复式压缩机运行过程中，当一段气缸，二段气缸内的压力会通过排气阀内安装的气阀螺栓制出的取压孔依次连通取压件和压力探头的输入端，从而对缸体内的压力进行实施的采集，并通过中央处理终端进行记录分析，从而对往复式压缩机的安全运行和适时检修提供可靠的依据。在压力数据进行采集的过程中使用者需将离心泵开启，使循环冷却液通过水箱流经水套对手阀和密封装置进行有效降温，从而保证压力探头处于适宜工作的正常温度环境中。

在上述过程中，当排气阀出现堵塞出现无法采集压力数据的情况时，操作人员需将防堵手阀开启，之后控制导气阀内安装的电磁阀将阀芯与气口分离，气口开启后，高压气管内的气体介质压力大于排气阀内的气压，从而对取压孔和取压件进行反吹，待堵塞物质受到高压影响返回缸体内后，排气阀和压力监测装置继续正常运行，操作人员即可控制电磁阀将气口重新关闭，在关闭防堵手阀后即可正常使用，对往复式压缩机的缸体压力重新进行实时监测，从而保证往复式压缩机的正常运行。

本发明中，所述无线温度传感器和无线振动传感器的输出端通过连接的无线接收端和中央处理终端能对十字头使用过程中的温度和振动进行实时监控，当十字头出现润滑不良或其他情况时，中央处理终端的实时数据将出现异常，当其异常数据超过人工设置的预设值时，操作人员即可将十字头的工作过程终止并进行检查维修，待检修完成重新启动装置至工作状态后，操作人员即可通过温度和振动数据观察装置是否修复完成至正常状态。

本发明中，所述键相位传感器、温度探头、压力探头、活塞杆位移传感器、无线振动传感器、无线温度传感器、加速度传感器、压力变送器和溢流阀位移传感器的输出端连接有中央处理终端能将往复式压缩机的整体工作过程进行有效的监测和收集，当发生故障或存在隐患时，操作人员可以第一时间得到相关数据，更有针对性的及时对往复式压缩机的故障位置进行排查与检修，从而避免维修不足或维修过剩的问题，在保证生产安全的前提下大大节约生产成本，提高生产效率。

Claims (10)

1.一种往复式压缩机用监测系统，包括往复式压缩机，该往复式压缩机包括机体、该机体连通安装有溢流阀，所述机体上端安装有转盘，保护罩，所述机体两侧分别安装有一段气缸和二段气缸，所述一段气缸和二段气缸分别连接安装有进气缓冲罐和排气缓冲罐，其特征在于：所述机体上端面两侧端部，分别安装有一加速度传感器，该两加速度传感器之间安装的保护盖两侧与转盘相对位位置分别安装一键相位传感器；所述一段气缸和二段气缸上端安装的缸盖外侧通过抱箍安装有温度探头，所述一段气缸和二段气缸下端安装的每个排气阀内均分别安装有温度探头和压力探头；该一段气缸和二段气缸的缸体外壁分别对位安装有一个加速度传感器，所述机体内与活塞杆对位的两侧端部对位安装有活塞杆位移传感器，所述活塞杆旁侧的机体安装的填料函内壁上安装有用于固定温度探头的法兰，该活塞杆两侧与一段气缸和二段气缸分别连接的两十字头的一侧端面内分别安装有一安装座，该十字头监测装置包括一个无线温度传感器和一个无线振动传感器，与所述一段气缸和二段气缸分别连接安装的进气缓冲罐和排气缓冲罐外侧分别安装有压力变送器，在与所述机体相连通的溢流阀内安装有溢流阀位移传感器。

2.根据权利要求1所述的一种往复式压缩机用监测系统，其特征在于：所述一段气缸和二段气缸下端安装的每个排气阀包括阀体、防堵装置、冷却装置、温度探头和压力探头，所述阀体内穿装有气阀螺栓，该气阀螺栓内缘沿其轴向贯通制有取压孔，该取压孔两端分别连通所述一段气缸和二段气缸的缸体内外两侧，所述取压孔位于缸体外侧的端部连通安装有一取压件的一侧端部，该取压件的另一侧端部连通安装有一压力探头的输入端，所述压力探头的输入端与取压件之间连通安装有手阀，该手阀与取压件接触的端部外缘套装有密封装置，所述密封装置外侧安装有用于与缸体相安装的固定法兰，所述固定法兰外壁沿其径向制有安装孔，该安装孔内套装有所述温度探头的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种往复式压缩机用监测系统，其特征在于：所述防堵装置包括三通阀门、导气阀和防堵手阀，所述取压孔位于缸体外侧的端部连通安装有所述三通阀门的第一接口，该三通阀门的第二接口安装有所述防堵手阀的一端，该防堵手阀的另一端连通安装所述导气阀的出气口，该导气阀的进气口连通安装有高压气管，所述高压气管内的气体介质压力大于阀体内的气压，所述三通阀门的第三接口连通所述压力探头的输入端。

4.根据权利要求2所述的一种往复式压缩机用监测系统，其特征在于：所述密封装置包括能相互锁紧安装的上密封件和下密封件，所述下密封件套装在取压件的端部，该下密封件上方安装有所述上密封件，所述下密封件的内缘制有凹槽，该凹槽内侧与取压件外缘形成的间隙内紧密置有填充物。

5.根据权利要求2所述的一种往复式压缩机用监测系统，其特征在于：所述冷却装置包括水箱、离心泵和水套，所述水套套装在取压件和密封装置的外侧，该水套两端通过导水管依次连通水箱和离心泵形成回路。

6.根据权利要求1所述的一种往复式压缩机用监测系统，其特征在于：所述溢流阀包括溢流阀阀体和阀帽，所述溢流阀阀体内制有入口和出口，所述阀帽与入口对位设置，所述入口与阀帽之间依次对位安装有阀芯、压簧和调节环，该调节环内缘制有通孔，该通孔内套装有所述阀帽端部安装的溢流阀位移传感器的传感杆，该溢流阀位移传感器安装的传感杆向溢流阀阀体内侧延伸，该传感杆的端部压接在所述阀芯的上端面内。

7.根据权利要求6所述的一种往复式压缩机用监测系统，其特征在于：所述阀芯上端面内制有凹槽，所述凹槽内嵌装有所述溢流阀位移传感器所装传感杆的端部。

8.根据权利要求1所述的一种往复式压缩机用监测系统，其特征在于：所述两十字头安装有活塞杆的端面内分别固定安装有一安装座，该安装座内制有凹槽，所述凹槽内分别嵌装有一个无线振动传感器和一个无线温度传感器。

9.根据权利要求8所述的一种往复式压缩机用监测系统，其特征在于：所述安装座内置有为无线振动传感器和无线温度传感器提供电能的电源。

10.根据权利要求1所述一种往复式压缩机用监测系统，其特征在于：所述键相位传感器、活塞杆位移传感器、温度探头、压力探头、无线振动传感器、无线温度传感器、加速度传感器、压力变送器和溢流阀位移传感器的输出端均连接有中央处理终端。