注水密封体及压缩机注水系统在线更换喷嘴的方法与流程

本发明涉及到压缩机领域，特别涉及到注水密封体及压缩机注水系统在线更换喷嘴的方法。

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。压缩机注水系统正式解决了这个问题，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。

技术实现要素：

本发明提供一种注水密封体及压缩机注水系统在线更换喷嘴的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了注水密封体，包括：供水系统1、喷头2、注水密封体3、球阀4、氮气装置5、废气收集装置6、气腔接口一18及气腔接口二19；所述供水系统1与所述喷头2连接，所述喷头2穿过所述注水密封体3、球阀4连接到压缩机内部，所述注水密封体3与所述球阀4连接；所述注水密封体3包括减小压缩机内部气体外泄压力的动密封、防止气体泄漏的静密封及用于压紧或拆解注水密封体的压紧装置；所述静密封位于所述动密封与所述压紧装置之间；所述气腔接口一18设置在静密封的空腔位置外壳上；所述气腔接口二19设置在所述静密封相邻所述动密封的安装位置的外壳上；更换注水系统时，拔出所述喷头2时，所述充氮气装置5与所述气腔接口一18连接，所述废气收集装置6与所述气腔接口二19连接；插入所述喷头2时，所述充氮气装置5与所述气腔接口二19连接，所述废气收集装置6与所述气腔接口一18连接。

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的开口交错连接；所述拉簧9分别与所述径向环7和所述切向环8连接；所述动密封位于外壳内，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面对面放置形成一个空腔，所述薄垫片12设置在所述密封变形体13的两侧；所述静密封的空腔位置设置有气腔接口一18；所述密封变形体13位于所述喷头2与外壳之间；所述喷头2穿过所述薄垫片12。

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、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螺纹外壳之间设置有O型圈17；所述推力球轴承14位于所述压紧微调螺母15与所述静密封之间的外壳里；所述喷头2穿过所述推力球轴承14和所述压紧微调螺母15。

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与所述喷嘴21螺纹连接，所述喷头体距离喷嘴较近的部位具有锥度结构，以便于顺利插入，同时所述喷头体外表面具有光滑特性，减小抽出与插入喷头体的摩擦阻力。

本发明还提供一种在线更换的压缩机注水系统的在线更换方法，包括：

在更换前，将所述充氮气装置5连接所述气腔接口一18，所述废气收集装置6连接所述气腔接口二19，开启所述充氮气装置5和所述废气收集装置6；

接着旋转所述压紧微调螺母15，使其向外侧进行轴向移动，所述喷头2被松开，可以轴向向外移动；

慢慢抽出所述喷头2，所述喷头2通过所述球阀4后，关闭所述球阀4；

更换所述喷嘴21，旋下受损所述喷嘴21，更换新所述喷嘴21；

把所述充氮气系统5与所述废气收集装置6关闭后调换安装位置再开启，所述充氮气装置5连接所述气腔接口二19，所述废气收集装置6连接所述气腔接口一18，开启所述充氮气装置5和所述废气收集装置6；

接着推入所述喷嘴21后，旋转所述压紧微调螺母15使其复位

更换完成后关闭所述充氮气系统5与所述废气收集装置6。

进一步地，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。

进一步地，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。

本发明提供的注水密封体及压缩机注水系统在线更换喷嘴的方法，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为本发明提供的压缩机注水系统结构示意图；

图2为本发明提供的注水密封体结构示意图；

图3为本发明提供的注水密封体径向环主视图；

图4为本发明提供的注水密封体径向环侧视图；

图5为本发明提供的注水密封体切向环主视图；

图6为本发明提供的注水密封体切向环侧视图；

图7为本发明提供的注水密封体拉簧结构示意图；

图8为本发明提供的注水密封体密封变形体主视图；

图9为本发明提供的注水密封体密封变形体侧视图；

图10为本发明提供的注水密封体压紧微调螺母结构试图；

图11为本发明提供的压缩机注水系统喷头结构示意图。

具体实施方式

参见图，本发明提供的一种可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。