CN218817242U - 一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统，包括连接于冲洗液输出端和离心泵上的机械密封结构之间的PLAN32冲洗单元，还包括自动调整单元，自动调整单元包括压差变送器、DCS控制系统、自动调节阀和与机械密封结构中的密封腔室连通的PD接口。本实用新型在PLAN32方案的基础上增加自动调整单元，压差变送器实时获取密封腔室和冲洗液输出端的压力差，并将压力差发送至DCS控制系统，当离心泵进口端压力波动时，DCS控制系统根据PLAN32方案的运行要求向自动调节阀发送控制指令以调整自动调节阀的开度，从而控制冲洗液流量；可有效解决目前PLAN32方案不能自动调整冲洗液流量的技术问题，取得降低冲洗液消耗和延长机械密封结构使用寿命的效果。

Description

一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统

技术领域

本实用新型属于机械密封冲洗的技术领域，具体涉及一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统。

背景技术

机械密封是一种通用的轴封装置，其密封效果好，可有效减少机器内漏、外漏和穿漏的概率，并提高机器的容积效率；为降低机械密封处的温度、改变密封腔的压力和清洁密封腔，一般还需要在机械密封的基础上设置冲洗结构，从而提高泵体机械密封的耐久性。

为机械密封提供洁净外部冲洗的PLAN32方案是针对离心泵应用较多的机械密封冲洗方案，如图1所示，PLAN32方案包括连接于冲洗液输出端1和离心泵2上的单端面机械密封结构3之间的PLAN32冲洗单元， PLAN32冲洗单元包括依次连通的关断阀4（也称截止阀，一般采用闸阀或球阀）、过滤器5、流量计、调节阀6（一般采用针型阀）和单向阀7，关断阀的输入端与冲洗液输出端连通，机械密封结构上设有与密封腔室连通的冲洗接口，单向阀的输出端与冲洗接口连通，调节阀和单向阀之间还设有压力表和温度计。采用PLAN32方案时，一般根据离心泵进口端的最大压力来设置冲洗液输出端的压力，在实际使用时，经常会出现离心泵进口端压力频繁波动的工况，当离心泵进口端的压力波动到较低值时，密封腔室的压力随之降低并与冲洗液输出端之间的压差增大，这不仅会导致进入离心泵泵腔的流量增加，使泵送介质的浓度被稀释，使冲洗液的消耗增加，还会导致机械密封结构偏离设计工况，从而加速机械密封结构的磨损，缩短使用寿命。对此，目前一般由操作人员定期观察压力表或流量计的值，然后根据PLAN32方案的运行要求通过调节阀人工控制冲洗液的流量，然而人工调节不仅劳动强度大，且难以实时且较为准确的调整冲洗液的流量。

因此，需要设计一种可实时自动且准确调整冲洗液流量的机械密封冲洗系统，以降低冲洗液的消耗和延长机械密封结构的使用寿命。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统，解决目前PLAN32方案不能自动调整冲洗液流量的技术问题，取得降低冲洗液消耗和延长机械密封结构使用寿命的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统，包括连接于冲洗液输出端和离心泵上的机械密封结构之间的冲洗单元；机械密封冲洗系统还包括自动调整单元，自动调整单元包括压差变送器、DCS控制系统、自动调节阀和与机械密封结构中的密封腔室连通的PD接口；自动调节阀位于冲洗液输出端和冲洗单元之间的管路上，压差变送器的一个输入端与PD接口连通，另一个输入端连通于自动调节阀和冲洗单元之间的管路上，压差变送器的输出端与DCS控制系统的输入端电连接，DCS控制系统的输出端与自动调节阀电连接。

进一步地，自动调整单元还包括复线阀Ⅰ和两个关断阀Ⅰ，两个关断阀Ⅰ分别位于与压差变送器两个输入端连通的管路上，复线阀Ⅰ的一端与PD接口连通，另一端连通于自动调节阀和冲洗单元之间的管路上，压差变送器和两个关断阀Ⅰ所在的管路与复线阀Ⅰ所在的管路并联。

进一步地，自动调整单元还包括复线阀Ⅱ和两个关断阀Ⅱ，两个关断阀Ⅱ分别位于与自动调节阀两端连通的管路上，复线阀Ⅱ的一端与冲洗液输出端连通，另一端连通于自动调节阀和冲洗单元之间的管路上，自动调节阀和两个关断阀Ⅱ所在的管路与复线阀Ⅱ所在的管路并联。

进一步地，自动调节阀包括阀体和用于控制阀体的控制装置，DCS控制系统的输出端与控制装置电连接。

进一步地，压差变送器包括压差检测模块和压差变送模块，压差检测模块的一个输入端与PD接口连通，另一个输入端连通于自动调节阀和冲洗单元之间的管路上，压差检测模块的输出端与压差变送模块的输入端电连接，压差变送模块的输出端与DCS控制系统的输入端电连接。

进一步地，自动调节阀为电动调节阀或气动调节阀。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型在PLAN32方案的基础上增加自动调整单元，压差变送器实时获取密封腔室和冲洗液输出端的压力差，并将压力差发送至DCS控制系统，当离心泵进口端压力波动时，DCS控制系统根据PLAN32方案的运行要求向自动调节阀发送控制指令以调整自动调节阀的开度，从而控制冲洗液流量 ；可有效解决目前PLAN32方案不能自动调整冲洗液流量的技术问题，取得降低冲洗液消耗和延长机械密封结构使用寿命的效果。

2、本实用新型在机械密封结构上开设与内部密封腔室连通的PD接口，压差变送器的一个输入端与PD接口连通以获取密封腔室的真实压力，根据密封腔室与冲洗液输出端的压力差可使对冲洗液流量的调整更为准确，可进一步延长机械密封结构的使用寿命。

3、本实用新型于压差变送器处设置复线阀Ⅰ和两个关断阀Ⅰ，不仅可关闭两个关断阀Ⅰ对压差变送器进行保养或维修，且当对压差变送器进行保养或维修后，可开启复线阀Ⅰ挤出位于压差变送器所在管路中的空气，以确保自动调整单元正常工作；于自动调节阀处设置复线阀Ⅱ和两个关断阀Ⅱ，不仅可关闭两个关断阀Ⅱ对自动调节阀进行保养和维修，且当对自动调节阀进行保养和维修时，可开启复线阀Ⅱ，使冲洗液的供应不断，即使在自动调整单元停用时，PLAN32冲洗单元也能正常运行。

附图说明

图1为背景技术所述PLAN32方案的结构图；

图2为实施例的一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统的结构图；

图3为实施例所述PLAN54方案的结构图；

图4为实施例所述将冲洗单元用于PLAN54方案的结构图；

其中，冲洗液输出端1，离心泵2，机械密封结构3，关断阀4，过滤器5，调节阀6，单向阀7，自动调节阀8，复线阀Ⅰ9，关断阀Ⅰ10，复线阀Ⅱ11，关断阀Ⅱ12；

FI代表流量计，PI代表压力表，TI代表温度计，DCS代表DCS控制系统，PD代表 PD接口，PDCV代表控制装置，PDS代表压差检测模块，PDT代表压差变送模块，F代表冲洗接口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

请参见图2，一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统，包括连接于冲洗液输出端1和离心泵2上的机械密封结构3之间的PLAN32冲洗单元，PLAN32冲洗单元包括依次连通的过滤器5、流量计、调节阀6和单向阀7，过滤器5的输入端与冲洗液输出端1连通，机械密封结构3上设有与密封腔室连通的冲洗接口，单向阀7的输出端与冲洗接口连通，调节阀6和单向阀7之间还设有压力表和温度计；

所述机械密封冲洗系统还包括自动调整单元，自动调整单元包括压差变送器、DCS控制系统（即分布式控制系统）、自动调节阀8和与机械密封结构3中的密封腔室连通的PD接口（密封腔室压力检测接口）；由于自动调节阀8的存在，本实用新型中所述PLAN32冲洗单元省去了关断阀4；自动调节阀8位于冲洗液输出端1和PLAN32冲洗单元之间的管路上，压差变送器的一个输入端与PD接口连通，另一个输入端连通于自动调节阀8和PLAN32冲洗单元之间的管路上，压差变送器的输出端与DCS控制系统的输入端电连接，DCS控制系统的输出端与自动调节阀8电连接。

压差变送器获取密封腔室和冲洗液输出端1的压力差，DCS控制系统根据压力差控制自动调节阀8的开度来调节冲洗液输出端1的压力，正常情况下，冲洗液输出端1的压力＞密封腔室的压力；当密封腔室的压力升高时，压力差减小，DCS控制系统控制自动调节阀8开度，直至冲洗液输出端1的压力＞密封腔室的压力并达到设定的压力差；当密封腔室的压力减小时，压力差增大，DCS控制系统控制自动调节阀8开度，直至冲洗液输出端1的压力＞密封腔室的压力并达到设定的压力差。

本实用新型所述机械密封冲洗系统在PLAN32方案的基础上增加自动调整单元，压差变送器实时获取密封腔室和冲洗液输出端1的压力差，并将压力差发送至DCS控制系统，当密封腔室的压力随离心泵2进口端的压力波动时，DCS控制系统根据PLAN32方案的运行要求向自动调节阀8发送控制指令以调整自动调节阀8的开度，从而控制冲洗液流量 ；可有效解决目前PLAN32方案不能自动调整冲洗液流量的技术问题，取得降低冲洗液消耗和延长机械密封结构3使用寿命的效果。

另外，由于密封腔室内有动环和轴套等零件，在随离心泵2轴的高速旋转中会产生泵的效应，使密封腔室的压力高于离心泵2进口端的压力，一般高0.1Mpa左右，若直接将压差变送器的一个输入端与离心泵2进口端连通，则实际测得的压力差会与所需压力差存在一定误差，而本实用新型在机械密封结构3上开设与内部密封腔室连通的PD接口，压差变送器的一个输入端与PD接口连通以获取密封腔室的真实压力，根据密封腔室与冲洗液输出端1的压力差可使对冲洗液流量的调整更为准确，可进一步延长机械密封结构3的使用寿命。

请参见图2，自动调整单元还包括复线阀Ⅰ9（常闭状态）和两个关断阀Ⅰ10（常开状态），两个关断阀Ⅰ10分别位于与压差变送器两个输入端连通的管路上，复线阀Ⅰ9的一端与PD接口连通，另一端连通于自动调节阀8和PLAN32冲洗单元之间的管路上，压差变送器和两个关断阀Ⅰ10所在的管路与复线阀Ⅰ9所在的管路并联；

这样，可关闭两个关断阀Ⅰ10对压差变送器进行保养或维修，另外，设置与压差变送器和两个关断阀Ⅰ10所在的管路并联的管路，并于该管路上设置复线阀Ⅰ9，当对压差变送器进行保养或维修后，可开启复线阀Ⅰ9挤出位于压差变送器所在管路中的空气，以确保自动调整单元正常工作。

请参见图2，自动调整单元还包括复线阀Ⅱ11（常闭状态）和两个关断阀Ⅱ12（常开状态），两个关断阀Ⅱ12分别位于与自动调节阀8两端连通的管路上，复线阀Ⅱ11的一端与冲洗液输出端1连通，另一端连通于自动调节阀8和PLAN32冲洗单元之间的管路上，自动调节阀8和两个关断阀Ⅱ12所在的管路与复线阀Ⅱ11所在的管路并联；

这样，可关闭两个关断阀Ⅱ12对自动调节阀8进行保养和维修，另外，设置与自动调节阀8和两个关断阀Ⅱ12所在的管路并联的管路，并于该管路上设置复线阀Ⅱ11，当对自动调节阀8进行保养和维修时，可开启复线阀Ⅱ11，使冲洗液的供应不断，即使在自动调整单元停用时，PLAN32冲洗单元也能正常运行。

本实施例中，自动调节阀8包括阀体和用于控制阀体的控制装置，DCS控制系统的输出端与控制装置电连接；压差变送器包括压差检测模块和压差变送模块，压差检测模块的一个输入端与PD接口连通，另一个输入端连通于自动调节阀8和PLAN32冲洗单元之间的管路上，压差检测模块的输出端与压差变送模块的输入端电连接，压差变送模块的输出端与DCS控制系统的输入端电连接；运行时，压差检测模块的两个输入端受到密封腔室和冲洗液输入端的压力时压差检测模块的检测元件产生物理变化，压差变送模块将检测元件产生的物理变化转化为包含压差信息的电信号发送至DCS控制系统；实施时，自动调节阀8可采用电动调节阀6或气动调节阀6。

另外，本实用新型所述自动调整单元还可用于其他冲洗方案，如图3所示的PLAN54方案，将所述自动调整单元用于PLAN54方案可参见图4所示，PLAN54方案的冲洗单元结构更简单，但所述自动调整单元用于PLAN54方案同样可以取得前述技术效果。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统，包括连接于冲洗液输出端和离心泵上的机械密封结构之间的冲洗单元；其特征在于：还包括自动调整单元，自动调整单元包括压差变送器、DCS控制系统、自动调节阀和与机械密封结构中的密封腔室连通的PD接口；自动调节阀位于冲洗液输出端和冲洗单元之间的管路上，压差变送器的一个输入端与PD接口连通，另一个输入端连通于自动调节阀和冲洗单元之间的管路上，压差变送器的输出端与DCS控制系统的输入端电连接，DCS控制系统的输出端与自动调节阀电连接。

2.根据权利要求1所述一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统，其特征在于：自动调整单元还包括复线阀Ⅰ和两个关断阀Ⅰ，两个关断阀Ⅰ分别位于与压差变送器两个输入端连通的管路上，复线阀Ⅰ的一端与PD接口连通，另一端连通于自动调节阀和冲洗单元之间的管路上，压差变送器和两个关断阀Ⅰ所在的管路与复线阀Ⅰ所在的管路并联。

3.根据权利要求1所述一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统，其特征在于：自动调整单元还包括复线阀Ⅱ和两个关断阀Ⅱ，两个关断阀Ⅱ分别位于与自动调节阀两端连通的管路上，复线阀Ⅱ的一端与冲洗液输出端连通，另一端连通于自动调节阀和冲洗单元之间的管路上，自动调节阀和两个关断阀Ⅱ所在的管路与复线阀Ⅱ所在的管路并联。

4.根据权利要求1所述一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统，其特征在于：自动调节阀包括阀体和用于控制阀体的控制装置，DCS控制系统的输出端与控制装置电连接。

5.根据权利要求1所述一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统，其特征在于：压差变送器包括压差检测模块和压差变送模块，压差检测模块的一个输入端与PD接口连通，另一个输入端连通于自动调节阀和冲洗单元之间的管路上，压差检测模块的输出端与压差变送模块的输入端电连接，压差变送模块的输出端与DCS控制系统的输入端电连接。

6.根据权利要求1所述一种自动调整冲洗压力的机械密封冲洗系统，其特征在于：自动调节阀为电动调节阀或气动调节阀。

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