CN115406593A - 一种罗茨式压缩机氦检测装置与检测方法 - Google Patents

一种罗茨式压缩机氦检测装置与检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于罗茨式蒸汽压缩机泄漏检测技术领域，具体涉及一种罗茨式压缩机氦检测装置与检测方法；该检测装置包括罗茨式压缩机、氦气瓶、密封罩、氦质谱检漏仪和吸枪；所述罗茨式压缩机包括进气口和出气口，所述进气口接通氦气瓶，所述出气口分别接通有氦气浓度计和第一压力表；所述氦质谱检漏仪连接吸枪；所述罗茨式压缩机放置在密封罩内，密封罩内还设置有循环风机；吸枪择一连接所述罗茨式压缩机或密封罩；本发明通过设置密封罩和氦质谱检漏仪，可以有效获得罗茨式压缩机整体的泄露率，且设置密封罩可以获得累积保压时间，可以精确获得罗茨式压缩机整机的泄漏率，保证最终测量结果的准确性，满足了部分行业对整机高精度漏率的要求。

Description

一种罗茨式压缩机氦检测装置与检测方法
技术领域
本发明涉及罗茨式蒸汽压缩机泄漏检测技术领域，尤其是涉及一种罗茨式压缩机氦检测装置与检测方法。
背景技术
罗茨式压缩机一般通过气泡法、气压衰减法以及水压法等传统技术进行泄漏检测，这些泄漏检测技术检测精度低，容易遗漏部分漏点，影响最终检测的准确性，在电力及化工等特殊行业不能满足运行可靠性对罗茨式压缩机整机高精度漏率的要求，同时现有罗茨式压缩机检漏技术只能做定性检测，不能准确检测出罗茨式压缩机整机漏率具体数值，所以仅靠现有的传统检漏技术，不能满足罗茨式压缩机在电力及化工等特殊领域对泄漏检测的高要求。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种一种罗茨式压缩机氦检测装置与检测方法。
第一方面，一种罗茨式压缩机氦检测装置，包括罗茨式压缩机、氦气瓶、密封罩、氦质谱检漏仪和吸枪；所述罗茨式压缩机包括进气口和出气口，所述进气口接通氦气瓶，所述出气口分别接通有氦气浓度计和第一压力表；所述氦质谱检漏仪连接吸枪；所述罗茨式压缩机放置在密封罩内，且密封罩内还设置有循环风机；所述吸枪择一连接所述罗茨式压缩机或密封罩。
作为优选，所述罗茨式压缩机的进气口安装有第一堵板，出气口处安装有第二堵板，所述第一堵板与第二堵板上均设有O型圈和密封槽，所述O型圈和密封槽配合，所述第一堵板外侧设置有进气管一，所述进气管一的一端连通罗茨式压缩机的进气口，另一端连接有第一球阀，所述第一球阀的另一端通过进气管二连接氦气瓶的出口，所述氦气瓶的出口处设置减压阀；所述第二堵板外侧设置有出气管，所述出气管设置有第一支路和第二支路，所述第一支路连接所述氦气浓度计，且所述第一支路上设置有第二球阀，所述第二支路连接第一压力表，所述第二支路上设置有第三球阀。
作为优选，所述罗茨式压缩机的轴端设置机械密封，所述机械密封包括冷却水进口和冷却水出口，所述机械密封的冷却水出口连接有气路支管，所述气路支管连接有第二压力表，且气路支管上安装有第四球阀。
第二方面，一种罗茨式压缩机氦检测方法，包括以下步骤：
测算氦质谱检漏仪的灵敏度；
通过氦气瓶向罗茨式压缩机内部充压；
巡检罗茨式压缩机所有易泄漏连接处；
检测完易泄漏连接处后，继续向罗茨式压缩机内部充压；
将罗茨式压缩机密封保压；
计算罗茨式压缩机的整体泄漏率。
作为优选，测算氦质谱检漏仪的灵敏度的具体步骤为：
启动氦质谱检漏仪；
通过接管将吸枪与氦质谱检漏仪连接，测量响应时间；
记录氦质谱检漏仪的本底值S0；
将吸枪的吸嘴一端接入大气，记录此时氦质谱检漏仪值S1；
通过灵敏度E=ΔC0/（S1-S0）计算得出氦质谱检漏仪的灵敏度具体值，其中E为氦质谱检漏仪的灵敏度，ΔC0为空气中的氦气含量，ΔC0=5.2×10-6。
作为优选，通过氦气瓶向罗茨式压缩机内部充压的具体步骤为：
打开第一球阀和第三球阀，关闭第二球阀；
氦气瓶内的氦气进入罗茨式压缩机，使罗茨式压缩机内部充压到25kPa-35kPa，关闭第一球阀。
作为优选，巡检罗茨式压缩机所有易泄漏连接处的具体步骤为：
将吸枪对罗茨式压缩机所有易泄漏连接处巡检，吸枪的吸嘴沿着待检部位移动；
若是巡检时氦质谱检漏仪的读数超过大气中的氦质谱检漏仪读数S1一个数量级，则证明此处泄漏，对此处进行返修处理并复检，直至氦质谱检漏仪显示的读数为S1。
作为优选，检测完易泄漏连接处后，继续向罗茨式压缩机内部充压的具体步骤为：
打开第一球阀，氦气瓶内的氦气进入罗茨式压缩机，使罗茨式压缩机内部充压到90kPa-100kPa，此时关闭第一球阀；
打开第二球阀，直至氦气浓度大于0.6，读取此时氦气浓度计的数值CHe，关闭第二球阀。
作为优选，将罗茨式压缩机密封保压的具体步骤为：
确定最小累积保压时间Δt，Δtmin=ΔC0×P0×V0/（Qmax×CHe），其中Δtmin为最小累积保压时间，ΔC0为空气中的氦气含量ΔC0=5.2×10-6，P0为环境的大气压，V0为密封罩的体积，Qmax为设备整体的最大允许泄露率，单位为pa.m3/s，CHe为罗茨式压缩机内的氦气浓度；
将罗茨式压缩机通过密封罩进行密封；
启动循环风机，使罗茨式压缩机泄漏到密封罩内的氦气均匀分布在密封罩内；
通过氦质谱检漏仪检测密封罩的密封情况，用吸枪的吸嘴分别对准密封罩的五个测量点C1～C5进行测量，五个测量点即密封罩的前、后、左、右和上面的中心位置，并记录各点的读数S2；
累积保压时间Δt；
通过氦质谱检漏仪测量并记录密封罩五个测量点C1～C5的各点读数S3；
通过ΔC=E（S3-S2），计算累积前后S2和S3之间差距最大的氦气浓度差ΔC。
作为优选，计算罗茨式压缩机的整体泄漏率的具体为：Q=ΔC×P0×V0/（CHe×Δt），其中Q为设备的整体泄露率，单位为pa.m3/s。
综上所述，本发明具有如下的有益技术效果：
1.本发明通过设置氦质谱检漏仪和吸枪，先对罗茨式压缩机易泄漏连接处进行巡检，优先排除大漏点及管路连接处漏点，提高检漏效率及数据可靠性；
2.本发明通过在罗茨式压缩机外设置已知体积的密封罩，可以有效获得罗茨式压缩机整体的泄露率，且设置密封罩可以获得累积保压时间，可以精确获得罗茨式压缩机整机的泄漏率，保证最终测量结果的准确性，满足了部分行业对整机高精度漏率的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中第一堵板和第二堵板密封结构示意图；
图3是本发明中机械密封连接示意图；
图4是本发明中测点位置示意图；
图5是本发明的检测方法流程图。
附图标记说明：
1-罗茨式压缩机；101-进气口；102-出气口；
2-氦质谱检漏仪；
3-氦气瓶；31-减压阀；
4-密封罩；
5-氦气浓度计；
6-第一压力表；
7-循环风机；
8-第一堵板；81-进气管一；82-第一球阀；83-进气管二；
9-第二堵板；91-出气管；911-第一支路；912-第二球阀；913-第二支路；914-第三球阀；
10-吸枪；
11-机械密封；111-冷却水进口；112-冷却水出口；113-气路支管；114-第二压力表；115-第四球阀；
12-O型圈；121-密封槽。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本发明实施例公开一种罗茨式压缩机氦检测装置与检测方法。
参照图1，一种罗茨式压缩机氦检测装置包括罗茨式压缩机1、氦气瓶3、密封罩4、氦质谱检漏仪2、吸枪10、氦气浓度计5、第一压力表6；
如图1和图2所示，罗茨式压缩机1包括进气口101和出气口102，进气口101安装有第一堵板8，出气口102处安装有第二堵板9，第一堵板8与第二堵板9上均设有O型圈12和密封槽121，O型圈12和密封槽121配合。第一堵板8和第二堵板9分别与进口法兰和出口法兰通过O型圈12密封。
如图1所示，第一堵板8外侧设置有进气管一81，进气管一81的一端连通罗茨式压缩机1的进气口101，另一端连接有第一球阀82，第一球阀82的另一端通过进气管二83连接氦气瓶3的出口，氦气瓶3的出口处设置减压阀31；第二堵板9外侧设置有出气管91，出气管91设置有第一支路911和第二支路913，第一支路911连接氦气浓度计5，且第一支路911上设置有第二球阀912，第二支路913连接第一压力表6，第二支路913上设置有第三球阀914。
其中第一压力表6为高精度数字压力表，精度在0.5%，便于精确得到罗茨式压缩机1腔内的压力变化。
如图1所示，氦质谱检漏仪2连接吸枪10；罗茨式压缩机1放置在密封罩4内。
如图1所示，密封罩4内还设置有循环风机7，当罗茨式压缩机1内的氦气泄漏到密封罩4内时，启动循环风机7使得氦气在密封罩4内均匀分布。
如图1和图3所示，罗茨式压缩机1的轴端设置机械密封11，机械密封11包括冷却水进口111和冷却水出口112，机械密封11的冷却水出口112连接有气路支管113，气路支管113连接有第二压力表114，且气路支管113上安装有第四球阀115，当想罗茨式压力机1腔体内充氦气时，为保证罗茨式压缩机1腔体内部与轴端的机械密封11轴向压力平衡，封堵冷却水进口111，并对气路支管113用压缩空气充压到100kPa，关闭第四球阀115。。
如图5所示，基于一种罗茨式压缩机氦检测装置的检测方法，包括以下步骤：
S1、测算氦质谱检漏仪2的灵敏度；
具体为，
S101、启动氦质谱检漏仪2；
S102、通过接管将吸枪10与氦质谱检漏仪2连接，测量响应时间；
S103、记录氦质谱检漏仪2的本底值S0；
S104、将吸枪10的吸嘴一端接入大气，记录此时氦质谱检漏仪2值S1；
S105、通过灵敏度E=ΔC0/（S1-S0）计算得出氦质谱检漏仪2的灵敏度具体值，其中E为氦质谱检漏仪2的灵敏度，ΔC0为空气中的氦气含量，ΔC0=5.2×10-6。
S2、通过氦气瓶3向罗茨式压缩机1内部充压；
具体为，
S201、打开第一球阀82和第三球阀914，关闭第二球阀912；
S202、氦气瓶3内的氦气进入罗茨式压缩机1，使罗茨式压缩机1内部充压到25kPa-35kPa，关闭第一球阀82。
S3、巡检罗茨式压缩机1所有易泄漏连接处；
具体为，
S301、将吸枪10对罗茨式压缩机1所有易泄漏连接处巡检，吸枪10的吸嘴沿着待检部位移动；
S302、若是巡检时氦质谱检漏仪2的读数超过大气中的氦质谱检漏仪2读数S1一个数量级，则证明此处泄漏，对此处进行返修处理并复检，直至氦质谱检漏仪2显示的读数为S1。
其中，数量级均以10为底数。
S4、检测完易泄漏连接处后，继续向罗茨式压缩机1内部充压；
具体为，
S401、打开第一球阀82，氦气瓶3内的氦气进入罗茨式压缩机1，使罗茨式压缩机1内部充压到90kPa-100kPa，此时关闭第一球阀82；
S402、打开第二球阀912，直至氦气浓度大于0.6，读取此时氦气浓度计5的数值CHe，关闭第二球阀912。
S5、将罗茨式压缩机1密封保压；
具体为，
S501、确定最小累积保压时间Δt，Δtmin=ΔC0×P0×V0/（Qmax×CHe），其中Δtmin为最小累积保压时间，单位为秒S，ΔC0为空气中的氦气含量ΔC0=5.2×10-6，P0为环境的大气压，V0为密封罩4的体积，Qmax为设备整体的最大允许泄露率，单位为pa.m3/s，CHe为罗茨式压缩机1内的氦气浓度；
S502、将罗茨式压缩机1通过密封罩4进行密封；
S503、启动循环风机7，使罗茨式压缩机1泄漏到密封罩4内的氦气均匀分布在密封罩4内；
S504、如图4所示，通过氦质谱检漏仪2检测密封罩4的密封情况，用吸枪10的吸嘴分别对准密封罩4的五个测量点C1～C5进行测量，五个测量点即密封罩4的前、后、左、右和上面的中心位置，并记录各点的读数S2；
S505、累积保压时间Δt；
S506、通过氦质谱检漏仪2测量并记录密封罩4五个测量点C1～C5的各点读数S3；
S507、通过ΔC=E（S3-S2），计算累积前后S2和S3之间差距最大的氦气浓度差ΔC。
S6、计算罗茨式压缩机1的整体泄漏率；
具体为，Q=ΔC×P0×V0/（CHe×Δt），其中Q为设备的整体泄露率，单位为pa.m3/s。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以上是结合附图及实施例，对本发明进行的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

Claims (10)

1.一种罗茨式压缩机氦检测装置，其特征在于，包括罗茨式压缩机（1）、氦气瓶（3）、密封罩（4）、氦质谱检漏仪（2）和吸枪（10）；
所述罗茨式压缩机（1）包括进气口（101）和出气口（102），所述进气口（101）接通氦气瓶（3），所述出气口（102）分别接通有氦气浓度计（5）和第一压力表（6）；
所述氦质谱检漏仪（2）连接吸枪（10）；
所述罗茨式压缩机（1）放置在密封罩（4）内，且密封罩（4）内还设置有循环风机（7）；
所述吸枪（10）择一连接所述罗茨式压缩机（1）或密封罩（4）。
2.根据权利要求1所述的一种罗茨式压缩机氦检测装置，其特征在于，所述罗茨式压缩机（1）的进气口（101）安装有第一堵板（8），出气口（102）处安装有第二堵板（9），所述第一堵板（8）与第二堵板（9）上均设有O型圈（12）和密封槽（121），所述O型圈（12）和密封槽（121）配合，所述第一堵板（8）外侧设置有进气管一（81），所述进气管一（81）的一端连通罗茨式压缩机（1）的进气口（101），另一端连接有第一球阀（82），所述第一球阀（82）的另一端通过进气管二（83）连接氦气瓶（3）的出口，所述氦气瓶（3）的出口处设置减压阀（31）；
所述第二堵板（9）外侧设置有出气管（91），所述出气管（91）设置有第一支路（911）和第二支路（913），所述第一支路（911）连接所述氦气浓度计（5），且所述第一支路（911）上设置有第二球阀（912），所述第二支路（913）连接第一压力表（6），所述第二支路（913）上设置有第三球阀（914）。
3.根据权利要求2所述的一种罗茨式压缩机氦检测装置，其特征在于，所述罗茨式压缩机（1）的轴端设置机械密封（11），所述机械密封（11）包括冷却水进口（111）和冷却水出口（112），所述机械密封（11）的冷却水出口（112）连接有气路支管（113），所述气路支管（113）连接有第二压力表（114），且气路支管（113）上安装有第四球阀（115）。
4.一种罗茨式压缩机氦检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
测算氦质谱检漏仪（2）的灵敏度；
通过氦气瓶（3）向罗茨式压缩机（1）内部充压；
巡检罗茨式压缩机（1）所有易泄漏连接处；
检测完易泄漏连接处后，继续向罗茨式压缩机（1）内部充压；
将罗茨式压缩机（1）密封保压；
计算罗茨式压缩机（1）的整体泄漏率。
5.根据权利要求4所述的一种罗茨式压缩机氦检测方法，其特征在于，测算氦质谱检漏仪（2）的灵敏度的具体步骤为：
启动氦质谱检漏仪（2）；
通过接管将吸枪（10）与氦质谱检漏仪（2）连接，测量响应时间；
记录氦质谱检漏仪（2）的本底值S0；
将吸枪（10）的吸嘴一端接入大气，记录此时氦质谱检漏仪（2）值S1；
通过灵敏度E=ΔC0/（S1-S0）计算得出氦质谱检漏仪（2）的灵敏度具体值，其中E为氦质谱检漏仪（2）的灵敏度，ΔC0为空气中的氦气含量，ΔC0=5.2×10-6。
6.根据权利要求5所述的一种罗茨式压缩机氦检测方法，其特征在于，通过氦气瓶（3）向罗茨式压缩机（1）内部充压的具体步骤为：
打开第一球阀（82）和第三球阀（914），关闭第二球阀（912）；
氦气瓶（3）内的氦气进入罗茨式压缩机（1），使罗茨式压缩机（1）内部充压到25kPa-35kPa，关闭第一球阀（82）。
7.根据权利要求6所述的一种罗茨式压缩机氦检测方法，其特征在于，巡检罗茨式压缩机（1）所有易泄漏连接处的具体步骤为：
将吸枪（10）对罗茨式压缩机（1）所有易泄漏连接处巡检，吸枪（10）的吸嘴沿着待检部位移动；
若是巡检时氦质谱检漏仪（2）的读数超过大气中的氦质谱检漏仪（2）读数S1一个数量级，则证明此处泄漏，对此处进行返修处理并复检，直至氦质谱检漏仪（2）显示的读数为S1。
8.根据权利要求7所述的一种罗茨式压缩机氦检测方法，其特征在于，检测完易泄漏连接处后，继续向罗茨式压缩机（1）内部充压的具体步骤为：
打开第一球阀（82），氦气瓶（3）内的氦气进入罗茨式压缩机（1），使罗茨式压缩机（1）内部充压到90kPa-100kPa，此时关闭第一球阀（82）；
打开第二球阀（912），直至氦气浓度大于0.6，读取此时氦气浓度计（5）的数值CHe，关闭第二球阀（912）。
9.根据权利要求8所述的一种罗茨式压缩机氦检测方法，其特征在于，将罗茨式压缩机（1）密封保压的具体步骤为：
确定最小累积保压时间Δt，Δtmin=ΔC0×P0×V0/（Qmax×CHe），其中Δtmin为最小累积保压时间，ΔC0为空气中的氦气含量ΔC0=5.2×10-6，P0为环境的大气压，V0为密封罩（4）的体积，Qmax为设备整体的最大允许泄露率，单位为pa.m3/s，CHe为罗茨式压缩机（1）内的氦气浓度；
将罗茨式压缩机（1）通过密封罩（4）进行密封；
启动循环风机（7），使罗茨式压缩机（1）泄漏到密封罩（4）内的氦气均匀分布在密封罩（4）内；
通过氦质谱检漏仪（2）检测密封罩（4）的密封情况，用吸枪（10）的吸嘴分别对准密封罩（4）的五个测量点C1～C5进行测量，五个测量点即密封罩（4）的前、后、左、右和上面的中心位置，并记录各点的读数S2；
累积保压时间Δt；
通过氦质谱检漏仪（2）测量并记录密封罩（4）五个测量点C1～C5的各点读数S3；
通过ΔC=E（S3-S2），计算累积前后S2和S3之间差距最大的氦气浓度差ΔC。
10.根据权利要求9所述的一种罗茨式压缩机氦检测方法，其特征在于，计算罗茨式压缩机（1）的整体泄漏率的具体为：Q=ΔC×P0×V0/（CHe×Δt），其中Q为设备的整体泄露率，单位为pa.m3/s。
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Inventor after: Hou Tao

Inventor after: Liang Chuan

Inventor after: Gao Ke

Inventor after: Chang Leilei

Inventor after: Shi Chao

Inventor after: Liu Qingxi

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