一种机械密封检测装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于机械密封检测技术领域，具体涉及通过模拟机械密封运行工况及在该工况下基于api682各种冲洗方案的一种机械密封检测装置。


背景技术：

[0002]
目前，机械密封制造业及使用单位对机械密封的试验多为静态检测方法，正常要求的试验方法为气压试验；该试验装置由封堵口、假轴、充气管路组成，只能模拟泵体工况，试验装置无对应api682冲洗方案管路，不能模拟api682 的实际工况。机械密封在检测的过程中与其在不同api682冲洗方案中实际运行工况时有非常大的差异，其主要表现在：1、只能提供一个恒定的泵体工况，而机械密封在各种不同api682冲洗方案运行工况其冲洗液、隔离液流动方式及密封点未得以体现。2.试验过程动静密封环可实现相对运动，但冲洗液仅呈现单冲洗方向。api682给出了单点冲洗、外循环、加压循环及多道冲洗等多种冲洗方案，现有装置不能模拟实现，该实验条件下的试验结果不能反映出机械密封在各种不同api682冲洗方案的密封状态。试验过程及结论不能反映出所试验机械密封的真实密封效果。3.试验数据凭人工观察，不能查询温度、压力、转速、振动等历史数据；4.试验过程凭手动操作，无可执行的操作系统，不能实现调节机械密封预期转速，不具备温度、压力、振动、位移、转速数据的监控。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷而提供一种能够实现对机械密封实现动态的检测，且上述动态检测是基于api682各种冲洗方案下进行的，不仅能够真实反映机械密封的真实密封效果，还能够对温度、压力、振动、位移、转速数据进行有效监控，以实现对机械密封进行有效检测的机械密封检测装置。
[0004]
本实用新型提供如下技术方案：一种机械密封检测装置，包括机械结构部分、检测部分和控制部分，a、机械结构部分包括主电机，安装在主电机上的变频器，主电机的主轴通过联轴器与设在泵托架中的泵轴相连，泵托架的一侧通过泵体螺栓与泵壳相连，泵壳的外侧设有端盖，泵托架内的泵轴上通过键与轴套相连，泵轴的端部设有与轴套相适配的锁紧螺母，轴套的外部套装有机械密封的转动部分，机械密封的固定部分通过机封螺栓与泵壳相连，机械密封的转动部分和机械密封的固定部分相适配；
[0005]
b、检测部分包括第一密封水储罐单元、第二密封水储罐单元和介质储罐单元；所述第一密封水储罐单元包括第一氮气瓶，第一氮气瓶通过第一密封水储罐与设置在机械密封转动部分下部的第一密封水冲洗进口相连；密封水冲洗进口一侧的泵托架上开设有泄漏水出口，泄漏水出口通过管道与泄漏水计量杯相连；所述第二密封水储罐单元包括第三氮气瓶，第三氮气瓶与第二密封水储罐的进气口相连，第二密封水储罐的密封水管道与设置在机械密封转动部分下部的第二密封水冲洗进口相连，第二密封水储罐的循环水管道与设置在机械密封转动部分下部的密封水循环水出口相连；所述介质储罐单元包括第二氮气
瓶，第二氮气瓶通过介质储罐与设置在端盖上的介质进口接头相连，泵壳的上部开设有带排气阀的排气管道，泵壳的下部开设有介质出口，介质出口通过带出水阀的介质排出管道与介质收集槽相连；
[0006]
c、控制部分包括控制装置，控制装置的上表面设有控制显示屏，控制装置的内部设有plc控制装置，plc控制装置的信号输入端分别与转速传感器、振动传感器、位移传感器和温度传感器相连；plc控制装置的信号输出端分别与变频器、控制显示屏以及加热器相连；所述转速传感器设置在联轴器的上部并与转速表相连，振动传感器安装在泵壳的外表面，位移传感器设置在与泵轴末端相对应的端盖上，加热器和温度传感器分别设置在介质储罐的内部；温度传感器通过温度变送器与plc控制装置的输入端相连，plc控制装置的输出端通过中间继电器与加热器相连。
[0007]
优选的，所述的第一密封水储罐单元中的第一氮气瓶和第一密封水储罐之间设有第一调节阀，第一密封水储罐和第一密封水冲洗进口之间设置有第一密封水放空阀和第一密封水调节阀；密封水储罐的顶部设有第一密封压力变送器。
[0008]
优选的，所述的第二密封水储罐单元中的第三氮气瓶和第二密封水储罐间设有第二调节阀，第二密封水储罐和第二密封水冲洗进口之间的密封水管道上设有第二密封水放空阀和第二密封水调节阀，第二密封水储罐的顶部设有第二密封压力变送器。
[0009]
优选的，所述介质储罐单元中的第二氮气瓶和介质储罐之间设有第三调节阀，介质储罐和介质进口接头之间设有介质水放空阀和介质水调节阀，介质储罐的顶部设有介质压力变送器。
[0010]
优选的，所述plc控制装置的信号输入端分别与第一密封压力变送器、第二密封压力变送器以及介质压力变送器相连，plc控制装置的信号输出端分别与第一调节阀、第一密封水放空阀、第一密封水调节阀、第二调节阀、第二密封水放空阀、第二密封水调节阀、第三调节阀、介质水放空阀以及介质水调节阀。
[0011]
优选的，所述第一密封水储罐、第二密封水储罐和介质储罐的下部分别设有带排净阀的排净管道。
[0012]
优选的，所述第一密封水储罐、第二密封水储罐和介质储罐分别设有液位计。
[0013]
按照上述方案制成的一种机械密封检测装置以及冲洗检测工艺，通过设置机械结构部分中的主电机以及变频器能够实现对机械密封的转速实现调整以满足不同机械密封的工况，通过设置轴套且使轴套的内径与泵轴相适配，轴套的外径与机械密封相适配，能够满足不同机械密封的装配要求，从而实现模拟机械密封旋转的工况；通过设置第一密封水储罐单元、第二密封水储罐单元和介质储罐单元能够满足api682各种冲洗方案，以基于api682冲洗方案对各种机械密封进行冲洗检测的目的；通过控制装置不仅能够方便对各种冲洗方案的控制以及能够对各种工况下的机械密封参数进行实时监测，协助判定各型号机械密封是否合格的目的；具有能够实现对机械密封实现动态的检测，且上述动态检测是基于api682各种冲洗方案下进行的，不仅能够真实反映机械密封的真实密封效果，还能够对温度、压力、振动、位移、转速数据进行有效监控，以实现对机械密封进行有效检测的优点。
附图说明
[0014]
图1为本实用新型的结构示意图。
[0015]
图2为本实用新型的轴套和机械密封的位置关系示意图。
[0016]
图3为本实用新型的单点冲洗机械密封检测方法的结构示意图。
[0017]
图4为本实用新型的外部循环双冲洗机械密封检测方法的结构示意图。
[0018]
图5为本实用新型的外部加压循环双冲洗机械密封检测方法的结构示意图。
[0019]
图6为本实用新型的控制原理图。
具体实施方式
[0020]
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0021]
请参阅图1-6，本实用新型为一种机械密封检测装置以及冲洗检测工艺，包括机械结构部分、检测部分和控制部分，a、机械结构部分包括主电机1，安装在主电机1上的变频器35，主电机1的主轴通过联轴器2与设在泵托架3中的泵轴10相连，泵托架3的一侧通过泵体螺栓与泵壳7相连，泵壳7的外侧设有端盖8，泵托架3内的泵轴10上通过键11与轴套9相连，泵轴10的端部设有与轴套9相适配的锁紧螺母6，轴套9的外部套装有机械密封5的转动部分，机械密封5的固定部分通过机封螺栓4与泵壳7相连，机械密封5的转动部分和机械密封5的固定部分相适配；通过本实用新型的上述机械结构的设置能够实现对不同规格的机械密封进行检测，其中轴套9和泵壳7需要与不同规格的机械密封5相适配，而其他部分均为通用部件，通过变频器35能够有效调节主电机1主轴的转速，以达到满足不同机械密封5不同转速的需求。b、检测部分包括第一密封水储罐单元、第二密封水储罐单元和介质储罐单元；所述第一密封水储罐单元包括第一氮气瓶12，第一氮气瓶12通过第一密封水储罐16与设置在机械密封5转动部分下部的第一密封水冲洗进口17相连；密封水冲洗进口17 一侧的泵托架3上开设有泄漏水出口21，泄漏水出口21通过管道与泄漏水计量杯22相连；所述第二密封水储罐单元包括第三氮气瓶31，第三氮气瓶31与第二密封水储罐32的进气口相连，第二密封水储罐32的密封水管道与设置在机械密封5转动部分下部的第二密封水冲洗进口33相连，第二密封水储罐32的循环水管道与设置在机械密封5转动部分下部的密封水循环水出口34相连；所述介质储罐单元包括第二氮气瓶13，第二氮气瓶13通过介质储罐14与设置在端盖8上的介质进口接头15相连，泵壳7的上部开设有带排气阀18的排气管道，泵壳7的下部开设有介质出口19，介质出口19通过带出水阀51的介质排出管道与介质收集槽20相连；通过上述检测部分中第一密封水、第二密封水以及介质等单元的设置，为不同机械密封的冲洗检测方案提供了必备的部件，为机械密封的不同形式冲洗检测奠定了基础；同时上述设置能够有效模拟机械密封在实际工况中的运行状况，为了机械密封的检测以及后期机械密封技术的研发提供了有力的技术支持。c、控制部分包括控制装置23，控制装置23的上表面设有控制显示屏24，控制装置23的内部设有plc控制装置25，plc控制装置 25的信号输入端分别与转速传感器26、振动传感器27、位移传感器28和温度传感器36相连；plc控制装置25的信号输出端分别与变频器35、控制显示屏 24以及加热器29相连；所述转速传感器26设置在联轴器2的上部并与转速表 52相连，振动传感器27安装在泵壳7的外表面，位移传感器28设置在与泵轴 10末端相对应的端盖8上，加热器29和温度传感器36分别设置在介质储罐14 的内部；温度传感器36通过温度变送器53与plc控制装置25的输入端相连， plc控制装置25的
输出端通过中间继电器30与加热器29相连。上述控制部分为本实用新型的核心之一，其与机械部分和检测部分不仅能够为各类型的机械密封检测提供了模拟现实工况的检测，且能够提供相应的监测数据已判定机械密封是否合格。所述的第一密封水储罐单元中的第一氮气瓶12和第一密封水储罐16之间设有第一调节阀37，第一密封水储罐16和第一密封水冲洗进口17之间设置有第一密封水放空阀38和第一密封水调节阀39；密封水储罐16的顶部设有第一密封压力变送器40。所述的第二密封水储罐单元中的第三氮气瓶31和第二密封水储罐32间设有第二调节阀41，第二密封水储罐32和第二密封水冲洗进口33之间的密封水管道上设有第二密封水放空阀42和第二密封水调节阀 43，第二密封水储罐32的顶部设有第二密封压力变送器44。所述介质储罐单元中的第二氮气瓶13和介质储罐14之间设有第三调节阀45，介质储罐14和介质进口接头15之间设有介质水放空阀46和介质水调节阀47，介质储罐14的顶部设有介质压力变送器48。所述plc控制装置25的信号输入端分别与第一密封压力变送器40、第二密封压力变送器44以及介质压力变送器48相连，plc控制装置25的信号输出端分别与第一调节阀37、第一密封水放空阀38、第一密封水调节阀39、第二调节阀41、第二密封水放空阀42、第二密封水调节阀43、第三调节阀45、介质水放空阀46以及介质水调节阀47。所述第一密封水储罐 16、第二密封水储罐32和介质储罐14的下部分别设有带排净阀49的排净管道。所述第一密封水储罐16、第二密封水储罐32和介质储罐14分别设有液位计50。
[0022]
一种机械密封检测装置的冲洗检测工艺，该冲洗检测工艺为基于api682的多种冲洗方案而产生的冲洗检测方法，所述的冲洗检测工艺包括单点冲洗机械密封检测方法、外部循环双冲洗机械密封检测方法以及外部加压循环双冲洗机械密封检测方法；
[0023]
a、单点冲洗机械密封检测方法包括：
[0024]
步骤1：选择外径与机械密封5相适配的轴套9，并选择长度以及内径与机械密封5相适配的泵壳7；将轴套9通过键11以及锁紧螺母6固定在泵轴10的外圆周上，机械密封5的转动部分固定在轴套9的外部，机械密封5的固定部分与泵壳7相连接；
[0025]
步骤2：通过plc控制装置25控制第三调节阀45开启，使第二氮气瓶13中的氮气充入介质储罐14内，plc控制装置25控制介质水放空阀46的开度，使介质储罐14内的压力符合要求时，介质压力变送器48将压力数据传输至plc 控制装置25中，plc控制装置25控制介质水放空阀46关闭以及介质水调节阀 47打开，使压力介质进入泵壳7内；
[0026]
步骤3：压力介质进入泵壳7时，开启排气阀18，使压力介质充满泵壳7；待压力介质充满泵壳7后，关闭排气阀18，打开出水阀51，使压力介质通过介质出口19以及出水阀51进入介质收集槽20中；
[0027]
步骤4：通过plc控制装置25控制第一调节阀37开启，使第一氮气瓶12中的氮气充入第一密封水储罐16内，plc控制装置25控制第一密封水放空阀38 的开度，使第一密封水储罐16内的压力符合要求时，第一密封压力变送器40 将压力数据传输至plc控制装置25中，plc控制装置25控制第一密封水放空阀 38关闭以及第一密封水调节阀39打开，使第一密封水进入机械密封5内；
[0028]
步骤5：plc控制装置25控制主电机1启动，主电机1的主轴带动联轴器2、泵轴10以及轴套9旋转，轴套9带动机械密封5的转动部分旋转；
[0029]
步骤6：机械密封5旋转的过程中，plc控制装置25通过变频器35控制泵轴10的转速，使主电机1的主轴转速提高至机械密封5检测所需转速后保持转速稳定；
[0030]
步骤7：振动传感器27和位移传感器28实时监测机械密封5的振动以及位移状况，并将上述数据通过plc控制装置25传输至控制控制显示屏24；
[0031]
步骤8：主电机1持续稳定运行5～10min，观察泄漏水计量杯22内的液位变化情况，当泄漏水计量杯22内的液位≤5ml/h时，判定机械密封5为合格，否则为不合格；
[0032]
步骤9：plc控制装置25控制变频器35降低主电机1的转速，当控制显示屏24显示主轴10转速降低至0时，关闭主电机1，并通过plc控制装置25控制第三调节阀45、第一调节阀37、介质水调节阀47和第一密封水调节阀39关闭，手动关闭出水阀51，打开排气阀18即可；
[0033]
步骤10：将机械密封5由轴套9以及泵壳7上取下，即可；
[0034]
b、外部循环双冲洗机械密封检测方法包括：
[0035]
步骤1：选择外径与机械密封5相适配的轴套9，并选择长度以及内径与机械密封5相适配的泵壳7；将轴套9通过键11以及锁紧螺母6固定在泵轴10的外圆周上，机械密封5的转动部分固定在轴套9的外部，机械密封5的固定部分与泵壳7相连接；
[0036]
步骤2：通过plc控制装置25控制第三调节阀45开启，使第二氮气瓶13中的氮气充入介质储罐14内，plc控制装置25控制介质水放空阀46的开度，使介质储罐14内的压力符合要求时，介质压力变送器48将压力数据传输至plc 控制装置25中，plc控制装置25控制介质水放空阀46关闭以及介质水调节阀 47打开，使压力介质进入泵壳7内；
[0037]
步骤3：压力介质进入泵壳7时，开启排气阀18，使压力介质充满泵壳7；待压力介质充满泵壳7后，关闭排气阀18，打开出水阀51，使压力介质通过介质出口19以及出水阀51进入介质收集槽20中；
[0038]
步骤4：通过plc控制装置25控制第一调节阀37开启，使第一氮气瓶12中的氮气充入第一密封水储罐16内，plc控制装置25控制第一密封水放空阀38 的开度，使第一密封水储罐16内的压力符合要求时，第一密封压力变送器40 将压力数据传输至plc控制装置25中，plc控制装置25控制第一密封水放空阀 38关闭以及第一密封水调节阀39打开，使第一密封水进入机械密封5；
[0039]
步骤5：通过plc控制装置25控制第二密封水调节阀43打开，第二密封水储罐32通过密封水管道、第二密封水冲洗进口33、密封水循环水出口34以及循环水管道形成外部循环系统；
[0040]
步骤6：plc控制装置25控制主电机1启动，主电机1的主轴带动联轴器2、泵轴10以及轴套9旋转，轴套9带动机械密封5的转动部分旋转；
[0041]
步骤7：机械密封5旋转的过程中，plc控制装置25通过变频器35控制机械密封5的转速，使主电机1的主轴转速提高至机械密封5检测所需转速后保持转速稳定；
[0042]
步骤8：振动传感器27和位移传感器28实时监测机械密封5的振动以及位移状况，并将上述数据通过plc控制装置25传输至控制控制显示屏24；
[0043]
步骤9：主电机1持续稳定运行5～10min，观察泄漏水计量杯22内的液位变化情况，当泄漏水计量杯22内的液位≤5ml/h时，判定机械密封5为合格，否则为不合格；
[0044]
步骤10：plc控制装置25控制变频器35降低主电机1的转速，当控制显示屏24显示主轴10转速降低至0时，关闭主电机1，并通过plc控制装置25控制第三调节阀45、第一调节阀37、介质水调节阀47、第二密封水调节阀43和第一密封水调节阀39关闭，手动关闭出水阀51，打开排气阀18即可；
[0045]
步骤11：将机械密封5由轴套9以及泵壳7上取下，即可；
[0046]
c、外部加压循环双冲洗机械密封检测方法包括：
[0047]
步骤1：选择外径与机械密封5相适配的轴套9，并选择长度以及内径与机械密封5相适配的泵壳7；将轴套9通过键11以及锁紧螺母6固定在泵轴10的外圆周上，机械密封5的转动部分固定在轴套9的外部，机械密封5的固定部分与泵壳7相连接；
[0048]
步骤2：通过plc控制装置25控制第三调节阀45开启，使第二氮气瓶13中的氮气充入介质储罐14内，plc控制装置25控制介质水放空阀46的开度，使介质储罐14内的压力符合要求时，介质压力变送器48将压力数据传输至plc 控制装置25中，plc控制装置25控制介质水放空阀46关闭以及介质水调节阀 47打开，使压力介质进入泵壳7内；
[0049]
步骤3：压力介质进入泵壳7时，开启排气阀18，使压力介质充满泵壳7；待压力介质充满泵壳7后，关闭排气阀18，打开出水阀51，使压力介质通过介质出口19以及出水阀51进入介质收集槽20中；
[0050]
步骤4：通过plc控制装置25控制第一调节阀37开启，使第一氮气瓶12中的氮气充入第一密封水储罐16内，plc控制装置25控制第一密封水放空阀38 的开度，使第一密封水储罐16内的压力符合要求时，第一密封压力变送器40 将压力数据传输至plc控制装置25中，plc控制装置25控制第一密封水放空阀 38关闭以及第一密封水调节阀39打开，使第一密封水进入机械密封5；
[0051]
步骤5：在步骤4开启第一调节阀37的同时，plc控制装置25控制第二调节阀41开启，使第三氮气瓶31中的氮气充入第二密封水储罐32内，plc控制装置25控制第二密封水放空阀42的开度，使第二密封水储罐32内的压力符合要求时，第二密封压力变送器44将压力数据传输至plc控制装置25中，plc控制装置25控制第二密封水放空阀42关闭以及第二密封水调节阀43打开，使第二密封水通过第二密封水冲洗进口33进入机械密封5内；机械密封5内的密封水通过密封水循环水出口34以及循环水管道进入第二密封水储罐32中，形成外部加压循环系统；
[0052]
步骤6：plc控制装置25控制主电机1启动，主电机1的主轴带动联轴器2、泵轴10以及轴套9旋转，轴套9带动机械密封5的转动部分旋转；
[0053]
步骤7：机械密封5旋转的过程中，plc控制装置25通过变频器35控制机械密封5的转速，使主电机1的主轴转速提高至机械密封5检测所需转速后保持转速稳定；
[0054]
步骤8：振动传感器27和位移传感器28实时监测机械密封5的振动以及位移状况，并将上述数据通过plc控制装置25传输至控制控制显示屏24；
[0055]
步骤9：主电机1持续稳定运行5～10min，观察泄漏水计量杯22内的液位变化情况，当泄漏水计量杯22内的液位≤5ml/h时，判定机械密封5为合格，否则为不合格；
[0056]
步骤10：plc控制装置25控制变频器35降低主电机1的转速，当控制显示屏24显示主轴10转速降低至0时，关闭主电机1，并通过plc控制装置25控制第三调节阀45、第一调节阀37、介质水调节阀47、第二密封水调节阀43、第二调节阀41和第一密封水调节阀39关闭，手动关闭出水阀51，打开排气阀 18即可；
[0057]
步骤11：将机械密封5由轴套9以及泵壳7上取下，即可。
[0058]
优选的，所述单点冲洗机械密封检测方法的步骤7中振动传感器27检测的振动值不超过1.0mm/s，且位移传感器28检测的位移值不超过
±
0.03mm时，该机械密封5判定为合
格，否则判定为不合格；所述外部循环双冲洗机械密封检测方法的步骤8中振动传感器27检测的振动值不超过1.0mm/s，且位移传感器28检测的位移值不超过
±
0.03mm时，该机械密封5判定为合格，否则判定为不合格；所述外部加压循环双冲洗机械密封检测方法的步骤8中振动传感器 27检测的振动值不超过1.0mm/s，且位移传感器28检测的位移值不超过
±
0.03 mm时，该机械密封5判定为合格，否则判定为不合格。
[0059]
优选的，所述单点冲洗机械密封检测方法、外部循环双冲洗机械密封检测方法以及外部加压循环双冲洗机械密封检测方法中的控制显示屏24用于显示主轴10的转速、振动传感器27检测的振动值、位移传感器28检测的位移值、温度传感器36检测的温度值。
[0060]
本实用新型中通过各种不同规格的机械密封确定了相应的参数：如转速、压力、温度等等，并通过相应的位移、振动以及泄漏水的状况对机械密封是否合格进行判定，需要注意的是本实用新型中采用了多层判定的方式进行合格判定如首先通过位移值以及振动值的方式，该方式是机械密封必须同时满足上述条件使才能判定合格，进一步地通过在运行一段时间后对泄漏水的量进行判定，通过是否超出阈值来判定机械密封是否合格；上述检测方式操作方便且对技术人员无过高的要求，即可实现对机械密封的有效检测。
[0061]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。