CN106545515B - 一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统，包括供水系统1、含有喷嘴的喷头2、设置在一腔体里的注水密封体3、球阀4、充氮气装置5及废气收集装置6；所述供水系统1与所述喷头2连接；所述喷头2依次穿过所述注水密封体3、球阀4连接到压缩机内部；所述腔体开设有两气腔接口。本发明还提供基于在线更换喷嘴的压缩机注水系统进行更换喷头的方法。本发明可以在压缩机运行不停车的情况下，将喷头从压缩机流道内抽出，更换新的喷嘴后，将喷头再次装入压缩机，继续注水喷雾作业。并且，在线更换喷嘴时，不泄露压缩机内的被压缩气体，也不污染压缩机内的被压缩气体。

Description

一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统及方法

技术领域

本发明涉及到压缩机领域，特别涉及到一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统及方法。

背景技术

目前离心压缩机因工艺需求，需要注水系统，注水可以降低被压缩气体的温度，抑制聚合反应，以避免结焦的产生，提高压缩机运行效率和安全性，并且降低功耗。

产品气等含有烯烃类和高碳气体，在被压缩时，温度升高，将会结焦，结焦物将会粘结在叶轮，扩压器等压缩机流道和零部件上，严重影响了压缩机的气动性能。结焦物的覆盖不均匀或者部分突然脱落会影响压缩机的转子的平衡，造成压缩机振动超标，甚至停车。压缩机注水系统正是解决了这个问题，在压缩机运行过程中注水系统向流道内注水喷雾，降低了被压缩气体的温度问题，防止结焦产生。但注水用的喷嘴有时会产生堵塞，这个喷嘴需要定期更换，更换喷嘴需要压缩机停车甚至停产，由此带来不便和经济损失，现有的国产及进口设备上均很难实现在线更换喷嘴的功能。

发明内容

本发明提供了一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统及方法，解决目前压缩机注水系统无法在线更换的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统，包括供水系统1、含有喷嘴的喷头2、设置在一腔体里的注水密封体3、球阀4、充氮气装置5及废气收集装置6；所述供水系统1与所述喷头2连接；所述喷头2依次穿过所述注水密封体3、球阀4连接到压缩机内部；所述腔体开设有两气腔接口；在需要更换压缩机内的喷头2的喷嘴时，所述注水密封体3一端通过第一气腔接口18连接所述充氮气装置5，用于在更换所述喷头2的喷嘴时，向所述注水密封体3充入氮气，另一端通过第二气腔接口19连接废气收集装置6，用于在更换所述喷头2的喷嘴时，收集来自压缩机泄露的少量气体和部分氮气；在需要向压缩机内插入含有新喷嘴的喷头2时，所述注水密封体3一端通过第一气腔接口18连接所述废气收集装置6，用于在插入含有新喷嘴的喷头2时，收集来自压缩机泄露的少量气体和部分氮气，另一端通过第二气腔接口19连接充氮气装置5，用于在插入含有新喷嘴的喷头2时，充入氮气以阻隔外界空气进入压缩机。

进一步地，所述注水密封体3包括由密封环构成的动密封、含有密封腔体的静密封及用于压紧或放松所述静密封的压紧装置，所述喷头2穿过所述压紧装置、所述静密封、所述动密封、所述球阀4连接到压缩机内部；所述第一气腔接口18与所述静密封相通，所述第二气腔接口19与所述压紧装置相通。

进一步地，所述动密封包括径向环7、切向环8及拉簧9；所述径向环 7与所述切向环8的开口交错布置，并通过定位装置进行定位；所述拉簧9 分别与所述径向环7和所述切向环8连接；所述喷头2穿过所述径向环7、所述切向环8及球阀4连接到压缩机内部。

进一步地，所述切向环8结构为三瓣等分，三瓣合为一体形成中间带有缝隙的圆环。

进一步地，所述径向环7为三个结构相同，呈现120度分布的圆环。

进一步地，所述静密封包括密封变形体13及薄垫片12；所述两个密封变形体13面对面放置,从而与所述腔体的上下底面形成一个密封腔室，所述薄垫片12设置在所述密封变形体13的两侧；其中一所述薄垫片12与所述压紧装置相接；另一所述薄垫片12与所述切向环8相接。

进一步地，所述压紧装置包括推力球轴承14、压紧微调螺母15及注水密封体法兰16；所述注水密封体法兰16与所述压紧微调螺母15外壳之间设置有O型圈17；所述推力球轴承14位于所述压紧微调螺母15与所述静密封之间；所述第二气腔接口19位于所述O型圈17下侧。

进一步地，所述喷头2包括喷头体20与喷嘴21，所述喷头体20的顶部设置有所述喷嘴21。

本发明还提供了一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统的在线更换喷嘴的方法，包括:

在更换前，将所述充氮气装置5连接所述第一气腔接口18，所述废气收集装置6连接所述第二气腔接口19，开启所述充氮气装置5和所述废气收集装置6；

旋转所述压紧装置，使其向外侧进行轴向移动，松开所述喷头2；

将所述喷头2依次从压缩机、球阀4、注水密封体3中抽出，更换喷头2中的喷嘴，并在所述喷头2通过所述球阀4后，关闭所述球阀4；

将所述充氮气系统5与所述废气收集装置6关闭后互换安装位置再开启；

将所述含有新喷嘴21的喷头依次通过所述注水密封体3、球阀4推入到压缩机内，旋转所述压紧微调螺母15使其复位；

关闭所述充氮气系统5与所述废气收集装置6。

本发明提供的一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统及方法，在压缩机运行不停车的情况下，将喷头从压缩机流道内抽出，更换新的喷嘴后，将喷头再次装入压缩机，继续注水喷雾作业。并且，在线更换喷嘴时，不泄露压缩机内的被压缩气体，也不污染压缩机内的被压缩气体。

附图说明

图1为本发明提供的一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统结构示意图；

图2为图1所示在线更换喷嘴的压缩机注水系统中注水密封体结构示意图；

图3为图1所示在线更换喷嘴的压缩机注水系统中径向环主视图；

图4为图1所示在线更换喷嘴的压缩机注水系统中径向环侧视图；

图5为图1所示在线更换喷嘴的压缩机注水系统中切向环主视图；

图6为本为图1所示在线更换喷嘴的压缩机注水系统中切向环侧视图；

图7为图1所示在线更换喷嘴的压缩机注水系统中拉簧结构示意图；

图8为图1所示在线更换喷嘴的压缩机注水系统中密封变形体主视图；

图9为图1所示在线更换喷嘴的压缩机注水系统中密封变形体侧视图；

图10为图1所示在线更换喷嘴的压缩机注水系统中压紧装置结构试图；

图11为图1所示在线更换喷嘴的压缩机注水系统中喷头结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明提供的一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统，包括供水系统1、含有喷嘴的喷头2、设置在一腔体里的注水密封体3、球阀4、充氮气装置5及废气收集装置6。在本实施例中充氮气装置5由氮气源、开关阀和连接软管组成，废气收集装置由抽气泵、开关阀、软管和储罐组成。供水系统1与喷头2连接，喷头2依次穿过注水密封体3、球阀4连接到压缩机内部，喷头2包括喷头体20与喷嘴21，喷头体20的顶部设置有喷嘴21，在本实施例中喷头体20与喷嘴21螺纹连接，在其他实施例中头体20与喷嘴21可以卡扣连接。喷头2的喷头体20顶部有锥度结构，以便顺利通过密封体和球阀中。腔体开设有两气腔接口，分别是第一气腔接口18和第二气腔接口19。

参见图2，注水密封体3包括由密封环构成的动密封、含有密封腔体的静密封及用于压紧或放松所静密封的压紧装置，喷头2穿过压紧装置、静密封、动密封、球阀4连接到压缩机内部。第一气腔接口18与静密封相通，第二气腔接口19与压紧装置相通。动密封包括径向环7、切向环8及拉簧9；径向环7与切向环8的开口交错布置，并通过定位装置进行定位，其目的是相交错产生类似于迷宫密封的效果，在喷头与动密封发生相对移动时，动密封可实现良好的密封效果；在本实施例中定位装置为定位销。拉簧9分别与径向环7和切向环8连接，拉簧9可产生一定的圆周力，使得动密封与喷头2之间紧密贴合。拉簧9的结构具体如图7所示。在本实施例中径向环7和切向环8的材料为聚四氟乙烯。参见图3，4，径向环7 为三个结构相同，呈现120度分布的圆环。径向环7可以实现向心或者离心的微动，来调节内环直径，并且在径面的面积上实现全封闭。参见图5,6，切向环8结构为三瓣等分，三瓣合为一体形成中间带有缝隙的圆环。喷头 2穿过径向环7、切向环8及球阀4连接到压缩机内部。在本实施例中动密封部分共两组，每组动密封之间通过厚垫片11连接。厚垫片11为奥氏体不锈钢材质。在其他实施例中动密封组数的多少由需要密封的压力来决定。静密封包括密封变形体13及薄垫片12。参见图8,9，密封变形体13为容易变形的折角型，两个密封变形体13面对面放置,从而与腔体的上下底面形成一个密封腔室，薄垫片12设置在密封变形体13的两侧；其中一薄垫片12与压紧装置相接；另一薄垫片12与切向环8相接。在本实施例中密封变形体13材料为聚四氟乙烯，薄垫片12材料为奥氏体不锈钢。

参见图2，10，压紧装置包括推力球轴承14、压紧微调螺母15及注水密封体法兰16。注水密封体法兰16与压紧微调螺母15外壳之间设置有O 型圈17，当压紧微调螺母15向外侧轴向移动，此时O型圈17受压，从而起到一定的密封作用。推力球轴承14位于压紧微调螺母15与静密封之间，其作用传递压紧微调螺母15与静密封之间的作用力。在本实施例中压紧微调螺母15为细牙螺纹，将旋转运动转换为轴向的直线运动，螺纹升角极小，自锁性极好从而实现了微调。压紧微调螺母15材料采用高强度钢材，保证了螺纹牙的高强度。在旋转压紧微调螺母15时，通过推力球轴承14实现了滑动摩擦变为滚动摩擦，从而使压紧微调螺母15时旋转摩擦力减小，实现压紧微调螺母15的微调作用。第二气腔接口19位于O型圈17下侧。在需要更换压缩机内的喷头2的喷嘴时，注水密封体3一端通过第一气腔接口18连接充氮气装置5，用于在更换喷头2的喷嘴时，向注水密封体3中的静密封中充入一定压力氮气，其作用一方面是可以促使密封变形体13 回弹，从而使密封变形体13与喷头2之间出现间隙，使得喷头2可以移动；另一方面也可以顶住来自压缩机的气体，减少压缩机的气体泄露。注水密封体3另一端通过第二气腔接口19连接废气收集装置6，用于在更换喷头 2的喷嘴时，收集来自压缩机泄露的少量气体和部分氮气。在需要向压缩机内插入含有新喷嘴的喷头2时，注水密封体3一端通过第一气腔接口18 连接废气收集装置6，用于在插入含有新喷嘴的喷头2时，收集注水密封体3中的气体和部分氮气，另一端通过第二气腔接口19连接充氮气装置5，用于在插入含有新喷嘴的喷头2时，充入氮气以阻隔外界空气进入。

下面对本发明提供的一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统的安装方法及在线更换的方法进行说明。初次安装使用时，将压紧微调螺母15与注水密封体法兰16连接，将O型圈17放入压紧微调螺母15和注水密封体法兰 16垂直接触面之间，然后调整压紧微调螺母15。在本实施例中压紧微调螺母15与注水密封体法兰16内侧端面距离为2.5mm。将喷头2顺次穿过压紧微调螺母15、推力球轴承14、垫圈、静密封、动密封，在压缩机开车前将喷头2、注水密封体3、球阀4、注水系统1安装好，拧紧螺母，注水通过喷头喷淋实现。

在线更换的过程包括：

将充氮气装置5连接气腔接口一18，废气收集装置连接气腔接口二19，开启充氮气装置5和废气收集装置6。

旋转压紧微调螺母15，其向外侧进行轴向移动，从而减少静密封的受压力，静密封的密封变形体13回弹，变形量减小，此时应当保证密封变形体13变形量减小量在可控范围内。同时压紧微调螺母15向外侧轴向移动，这时O型圈17受压，起到一定的密封作用。充氮气装置5向静密封腔内充满有着一定压力的氮气，可以促使密封变形体13回弹，打通密封变形体 13与喷头2之间的间隙，泄漏气体通过废气收集装置6抽出。在此过程中静密封逐渐失效，喷头2被松开，可以轴向移动。

在慢慢抽出喷头2时，动密封起作用，径向环7和切向环8在拉簧9 的作用下，对喷头2有着一定的抱紧力，使得动密封与喷头2有着一定的密封作用，压缩机内部气体在动密封的作用后，到达静密封腔压力很低。同时由于静密封腔充满有压力的氮气(能进一步顶住压缩机内部气体压力，减轻压缩机气体泄露)，这时，压缩机内气体极少部分泄露，并且泄漏气体被废气收集装置6抽出。在喷头2通过球阀4后，关闭球阀4，压缩机内气体被截断，喷头2顺利抽出。将注水密封体3与球阀4分开，更换喷嘴21，旋下受损喷嘴21，更换新喷嘴21。

接着将注水密封体3与球阀4连接好，然后把充氮气系统5与废气收集装置6关闭后互换安装位置即废气收集装置6连接气腔接口一18，充氮气装置5连接气腔接口二19再开启。打开球阀4，推入喷嘴21后，旋转压紧微调螺母15，使其复位，压紧微调螺母15通过推力球轴承14产生作用力，进而压紧静密封的密封变形体13，使其变形压紧喷头2，从而实现密封作用。在插入含有新喷嘴的喷头2时，废气收集装置收集来自压缩机泄露的少量气体和部分氮气，充氮气装置5向压紧装置充入氮气以阻隔外界空气进入压缩机。更换完成安装完成后，关闭充氮气装置5和废气收集装置6。

本发明实施例提供的注水系统不仅仅局限于注水，可以拓展为注水，注油，注蒸汽或者其他配方液体。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统，其特征在于，包括供水系统(1)、含有喷嘴的喷头(2)、设置在一腔体里的注水密封体(3)、球阀(4)、充氮气装置(5)及废气收集装置(6)；所述供水系统(1)与所述喷头(2)连接；所述喷头(2)依次穿过所述注水密封体(3)、球阀(4)连接到压缩机内部；所述腔体开设有两气腔接口；在需要更换压缩机内的喷头(2)的喷嘴时，所述注水密封体(3)一端通过第一气腔接口(18)连接所述充氮气装置(5)，用于在更换所述喷头(2)的喷嘴时，向所述注水密封体(3)充入氮气，另一端通过第二气腔接口(19)连接废气收集装置(6)，用于在更换所述喷头(2)的喷嘴时，收集来自压缩机泄露的少量气体和部分氮气；在需要向压缩机内插入含有新喷嘴的喷头(2)时，所述注水密封体(3)一端通过第一气腔接口(18)连接所述废气收集装置(6)，用于在插入含有新喷嘴的喷头(2)时，收集来自压缩机泄露的少量气体和部分氮气，另一端通过第二气腔接口(19)连接充氮气装置(5)，用于在插入含有新喷嘴的喷头(2)时，充入氮气以阻隔外界空气进入压缩机。

2.根据权利要求1所述的在线更换喷嘴的压缩机注水系统，其特征在于，所述注水密封体(3)包括由密封环构成的动密封、含有密封腔体的静密封及用于压紧或放松所述静密封的压紧装置，所述喷头(2)穿过所述压紧装置、所述静密封、所述动密封、所述球阀(4)连接到压缩机内部；所述第一气腔接口(18)与所述静密封相通，所述第二气腔接口(19)与所述压紧装置相通。

3.根据权利要求2所述的在线更换喷嘴的压缩机注水系统，其特征在于，所述动密封包括径向环(7)、切向环(8)及拉簧(9)；所述径向环(7)与所述切向环(8)的开口交错布置，并通过定位装置进行定位；所述拉簧(9)分别与所述径向环(7)和所述切向环(8)连接；所述喷头(2)穿过所述径向环(7)、所述切向环(8)及球阀(4)连接到压缩机内部。

4.根据权利要求3所述的一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统，其特征在于，所述切向环(8)结构为三瓣等分，三瓣合为一体形成中间带有缝隙的圆环。

5.根据权利要求3所述的一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统，其特征在于，所述径向环(7)为三个结构相同，呈现120度分布的圆环。

6.根据权利要求3所述的一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统，其特征在于，所述静密封包括密封变形体(13)及薄垫片(12)；两个所述密封变形体(13)面对面放置,从而与所述腔体的上下底面形成一个密封腔室，所述薄垫片(12)设置在所述密封变形体(13)的两侧；其中一所述薄垫片(12)与所述压紧装置相接；另一所述薄垫片(12)与所述切向环(8)相接。

7.根据权利要求2所述的一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统，其特征在于，所述压紧装置包括推力球轴承(14)、压紧微调螺母(15)及注水密封体法兰(16)；所述注水密封体法兰(16)与所述压紧微调螺母(15)外壳之间设置有O型圈(17)；所述推力球轴承(14)位于所述压紧微调螺母(15)与所述静密封之间；所述第二气腔接口(19)位于所述O型圈(17)下侧。

8.根据权利要求1所述的一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统，其特征在于，所述喷头(2)包括喷头体(20)与喷嘴(21)，所述喷头体(20)的顶部设置有所述喷嘴(21)；所述喷嘴(21)顶部设有锥形结构。

9.基于权利要求1-8中任一项所述的一种在线更换喷嘴的压缩机注水系统的在线更换喷嘴的方法，其特征在于，包括:

在更换前，将所述充氮气装置(5)连接所述第一气腔接口(18)，所述废气收集装置(6)连接所述第二气腔接口(19)，开启所述充氮气装置(5)和所述废气收集装置(6)；

旋转压紧装置，使其向外侧进行轴向移动，松开所述喷头(2)；

将所述喷头(2)依次从压缩机、球阀(4)、注水密封体(3)中抽出，更换喷头(2)中的喷嘴，并在所述喷头(2)通过所述球阀(4)后，关闭所述球阀(4)；

将充氮气装置(5)与所述废气收集装置(6)关闭后互换安装位置再开启；

将所述含有新喷嘴(21)的喷头依次通过所述注水密封体(3)、球阀(4)推入到压缩机内，旋转压紧微调螺母(15)使其复位；

关闭充氮气装置(5)与所述废气收集装置(6)。