专利名称：机械密封相态监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型提供了一种监测和控制机械密封端面流体膜相态的系统。它是通过对密封面温度的监测，调节冲洗液的流量，可使密封工作在所需要的相态并处于最佳工况中，以延长密封的寿命。
石油化工及其它行业用泵的泄漏是较普遍的问题，因此需要用机械密封。机械密封的性能和寿命受密封面间流体所处的相态的影响，如何监测密封面的温度和监控密封面间流体的相态，保证密封在最佳工况下正常工作，这是延长密封寿命的关键。曾有文章介绍日本科学家采用在密封面埋设热电偶和在静环外周嵌插贴有应变片的防转销的方法来分别测密封端面的温度和端面摩擦力矩，将测得的摩擦力矩换算成一系列端面摩擦系数，画出f－G曲线，来判别泵轴封具体的摩擦状态，所作f－G曲线是采用双端面密封作试验而得到的。但该试验没有投入实际应用，还在继续试验中，也无专利文献报道。对机械端面密封的相态监测和控制，至今尚无这方面的报道。
针对石油化工企业泵用机械密封端面液膜易发生相变的状况，本实用新型的目的是要提供一种监测和控制机械密封相态的系统，使密封工作在最佳工况下。
本实用新型的目的是这样实现的相态监控系统主要由冲洗量调节装置和密封面温度监测报警装置两部分组成。冲洗量调节装置是一种流量可调的限流阀，安装在密封冲洗管路上；对于一对密封环来讲，密封面温度监测报警装置是用两支热电偶连接声光报警温度显示仪，其中的一支热电偶插入静环，测量端面温度；另一支热电偶插入密封腔，测量密封腔内介质的平均温度。
安装了上述相态监控系统后，当工作中密封面温度超过或低于给定工况下临界温度值，将要发生相变时，报警装置便开始报警，工作人员可根据要求，调节冲洗量调节装置来改变冲洗量，直到报警声停止，密封处于所要求的相态。
本实用新型的具体结构由以下实施例及附图给出。
图1是机械密封相态监控系统安装示意图。
图2是机械密封结构示意图。
图3是直角限流阀(冲洗量调节装置)的结构剖面图。
图4是膜压系数Km与端面温度Tf的关系曲线。
图中，1－密封双向冲洗管路；2，12－限流阀入口压力表；3，11－直角限流阀(冲洗量调节装置)；4，10－限流阀出口压力表；5，9－腔内介质测温热电偶；6，8－端面测温热电偶；7－声光报警数字显示仪；13－阀芯；14－螺母；15－O形密封圈；16－阀体。
下面结合实施例及附图详细描述依据本实用新型所提出的机械密封相态监控系统的具体结构及工作过程。
图1所示的泵为多级离心泵，泵的两端各装有一套机械密封。在密封冲洗管路(1)上安装两个可调式直角限流阀(3，11)。直角限流阀(3，11)是在一段两端孔大中间孔小的弯管的小孔段管壁上开孔，螺帽(14)固定在阀体(16)上，螺母(14)内装阀芯(13)，阀芯(13)与螺母(14)之间用活螺纹联接，并有O形密封圈(15)密封。阀芯(13)可以轴向移动，它在阀体内的深度可以调节，通过调节阀芯在阀体内的深度，即改变阀的升程，来调节阀的流量。
在静环(1)里插入热电偶(6，8)，测端面温度，在密封腔插入热电偶(5，9)，测密封腔内介质平均温度，四支热电偶均与声光报警数字显示仪(7)连接。
根据泵送的介质(或冲洗液或阻封液)性质、介质工况和工作参数，以及密封环的结构尺寸和导热性，在端面温度变化的条件下，可以求得机械密封端面膜压系数Km与端面温度Tf的关系曲线，如图4所示。在工作过程中，当端面温度超过给定工况下的临界温度值(该值由Km－Tf曲线决定)时，报警装置报警，工作人员可以根据数字显示仪上所显示的温度和参照Km－Tf曲线，调节限流阀(3)或(11)的流量，直到报警声停止，使密封处于所需相态。例如要求密封工作在全液相状态，而报警装置的警声响，就可增大限流阀的升程，即增大冲洗量，直至警响停止；如果要求密封在全汽相状态，就可减小冲洗量，直至报警声停止，此时冲洗的主要目的是防止杂质淤积和介质在密封面上结晶，同时带走部分摩擦热，防止密封处于干摩擦状态。
本实用新型可方便地控制机械密封的相态，也能控制合适的冲洗量，因为冲洗量过大会对密封环产生冲蚀，同时也浪费冲洗液和能源，同时，冲洗液过大会造成搅拌热增加，减小冲洗效果，同样导致密封面的温升；如果冲洗量太小又起不到冲洗作用。而控制合适的冲洗量，对应用于具有外冲洗的泵密封来讲，其经济效益是非常可观的。
权利要求1.一种机械密封相态监控系统，其特征在于，由冲洗液调节装置和密封面温度监测报警装置两部分组成，冲洗液调节装置安装在密封冲洗管路上，报警装置的信号用热电偶测取密封面的温度。
2.根据权利要求1所述的机械密封相态监控系统，其特征在于，冲洗液调节装置是可调节流量的限流阀，阀芯(13)可轴向运动，通过调节阀的升程，便能控制通过限流器的流量。
3.根据权利要求1所述的机械密封相态监控系统，其特征在于，每对密封环的密封面温度监测报警装置是由两支热电偶连接声光报警温度显示仪构成，其中一支热电偶［(6)或(8)］插入该对密封环的静环，测端面温度，另一支热电偶［(5)或(9)］插入该套密封所处的密封腔内，测密封腔内介质的平均温度。
专利摘要本实用新型提供了一种监测和控制机械密封相态的系统。用热电偶连接声光报警数字显示仪作相态监测；用可调流量的限流阀来控制冲洗量，以控制密封，使之处于所需相态，当密封端面温度产生变化，端面间流体发生相变时，报警装置开始报警，通过调节限流阀阀芯，改变冲洗量，直至报警声停止，密封处于所需相态。
文档编号F16J15/16GK2126886SQ92227650
公开日1993年2月10日 申请日期1992年7月10日 优先权日1992年7月10日
发明者顾永泉, 彭旭东, 王汝美 申请人:石油大学(华东), 齐鲁石化公司胜利炼油厂