泵密封件泄漏检测系统技术方案

本公开涉及一种泵密封件泄漏检测系统(8)，包括：泄漏管道系统(13)；其包括收集管道(21)和气流管道(23)；传感器(15)，其位于气流管道(23)上；以及换气装置(17)，其用于驱动气流通过气流管道(23)。收集管道(21)包括能连接到泄漏离心机(5)的入口(25)，还包括进入气流管道(23)的出口(27)。传感器(15)构造成检测收集管道(21)的出口(27)处或气流管道(23)中的泄漏滴。换气装置(17)构造成通过朝向气流管道(23)的出口(35)的气流将泄漏滴吹离收集管道(21)的出口(27)。

【技术实现步骤摘要】
泵密封件泄漏检测系统
本公开大体涉及一种泵密封件泄漏检测系统、包括这种系统的泵和用于检测泵密封件泄漏的方法。本文描述的泵密封件泄漏检测系统尤其适用于具有机械轴密封件的竖直或水平的湿式多级离心泵。
技术介绍
已知的泵可包括由电动机驱动的可旋转轴，并将电动机的扭矩传递给浸入待泵送流体中的叶轮或置换器(displacer)。湿式多级离心泵通常包括机械轴密封件。机械轴密封件理想地具有在微米或更小的范围内的径向距离，该轴足够大以允许旋转保持摩擦最小并且足够小以将泄漏保持在最小。为了最小的摩擦损失，甚至可能期望一定量的泄漏来建立标称厚度小于1微米的润滑膜。然而，随着时间的推移和泵的使用，轴或密封表面可能会磨损并且泄漏量可能增加。轴密封磨损的另一个原因可能是错误运行。一旦泄漏量或泄漏速率超过可容许的水平，泵或周围设备可能会损坏和/或开始表现不佳。因此，希望能够监测泄漏的量或速率，以便在达到这种不可容忍的泄漏水平之前采取必要的步骤。特别地，风力发电厂或其它难以到达的安装位置的泵可以受益于监测泵密封件，以防止由于泵密封件泄漏导致的意外损坏或低性能。从WO98/54559A1中已知一种流体泄漏检测器，其描述了一种检测器，包括具有液滴捕集器的基部构件和具有用于检测通过的泄漏液滴的电传感器的倾斜流体排出通道。EP2669525A1描述了一种离心泵，其具有用于收集泄漏流体的容器，其中容器包括具有液滴传感器的出口，用于确定通过出口的流量。在必须收集相对大量的泄漏流体以允许泄漏检测的意义上，所有已知的泄漏检测系统都是被动的。与已知的被动泄漏检测系统相比，本文公开的系统、泵和方法允许以更高的精度检测泄漏速率和/或泄漏量的较小变化，以便能够较早预测不可容忍的泄漏速率和/或泄漏量。
技术实现思路
本文公开的系统、泵和方法主动利用在泵的泄漏离心机中离心的泄漏流体的收集，并且主动地形成被气流吹走的泄漏流体的液滴。根据本公开的第一方面，提供了一种泵密封件泄漏检测系统，包括：-泄漏管道系统，包括收集管道和气流管道，-传感器，位于气流管道上，以及-换气装置(airdisplacementdevice，排气装置)，用于驱动气流通过气流管道，其中收集管道包括可连接到泄漏离心机的入口，收集管道还包括进入气流管道的出口，其中传感器构造成检测收集管道的出口处或气流管道中的泄漏滴，并且其中换气装置构造成通过朝向气流管道的出口的气流将泄漏滴吹离收集管道的出口。泄漏离心机中泄漏流体的径向积聚用于通过气流形成主动液滴，这允许以高精度检测泄漏速率和/或泄漏量的非常小的变化，以便能够与现有技术中已知的系统相比，可以更早地预测不可容忍的泄漏速率和/或泄漏量。泵密封件将泵的湿部与泵的干部分开，使得泵密封件具有面向湿部的湿侧和面向干部的干侧。然而，特别地，机械轴密封件可允许沿着径向轴表面从湿部到干部中的特定泄漏，以形成薄的润滑膜。泄漏离心机可以是泵的旋转部分(例如轴)周围的任何类型的外围体积，其中泄漏离心机位于泵密封件的干侧，并且其中泄漏离心机具有径向出口，泄漏检测系统的收集管道可连接到径向出口。换气装置可以是鼓风机、空气抽吸装置、空气泵或能够驱动气流通过气流管道的任何其它形式的装置。气流可以是连续的、周期性的、脉动的、间歇的、偶发的和/或优选地是传感器触发的。换气装置可以位于容纳泄漏管道系统的壳体中，或者它可以与泄漏管道系统分开设置。在任何情况下，气流管道与换气装置流体连接，无论是直接连接还是经由连接管道或空气管连接。如果换气装置是鼓风机，则其可以与气流管道的入口流体连通。如果换气装置是空气抽吸装置，则其可以与气流管道的出口流体连通。术语“滴”或“液滴”在本文中应表示基于流体的表面张力的任何完全或部分建立的流体形状。这意味着术语“滴”或“液滴”在本文中不仅指已经完全分离的流体形状，而且还指在形成过程中部分建立的流体形状，例如，由于出口处的表面张力引起的凸起流体表面。可选地，在第一实施例中，传感器可以定位在气流管道的与收集管道的出口相对的侧面(lateralside，横向侧)。这种位置特别有利于触发气流从收集管道的出口朝向气流管道的出口吹出泄漏流体液滴。只有当传感器检测到在收集管道的出口处积聚了足够量的泄漏流体以形成液滴时，才可以激活气流。作为该实施例的替代或补充，在第二实施例中，传感器或附加传感器可以位于收集管道出口下游的气流管道的下游部分的侧面。这种下游传感器能够检测和/或计数经过传感器、通过气流管道朝向气流管道的出口的液滴。可选地，传感器可以是光学的，用于检测在收集管道的出口处的泄漏流体表面的光学反射。这特别有利于触发气流以将泄漏流体液滴从收集管道的出口吹向气流管道的出口。然后可以通过计数触发事件来计数液滴，以激活用于驱动气流的换气装置。换气装置可以被构造成在(优选地传感器触发的)激活时以预定时间间隔且以预定的功率驱动气流，其中气压差和/或气流速率足以将液滴吹离收集管道的出口。可选地，泵密封件泄漏检测系统可以包括控制单元，该控制单元被配置为控制换气装置，用于在传感器接收到信号时启动气流。控制单元可以位于容纳泄漏管道系统的壳体中，或者可以与泄漏管道系统分开设置。优选地，控制单元可以位于容纳换气装置的壳体中。换气装置可以安装在控制单元的印刷电路板(PCB)上。可选地，泵密封件泄漏检测系统可包括连接到气流管道的出口的蒸发器，该蒸发器用于收集吹离的泄漏滴以用于蒸发。由于在泵密封件中建立润滑膜可能需要一定的泄漏率，因此允许的一定量的泄漏流体将随时间累积。蒸发器设计为用于收集和分配累积的泄漏流体，以与环境大气建立最大的表面接触以进行蒸发。蒸发器可包括一个或多个通气开口，以实现等于或高于允许泄漏速率的蒸发速率。蒸发器可以包括加热器或暴露于其它附近组件的废热，以便通过更高的温度增加蒸发速率。蒸发器还可以用作应急缓冲器，用于以高于允许泄漏率的速率收集流体泄漏，直到用户能够检查、修理和/或更换泵密封件。可选地，换气装置可以集成到控制单元中并通过空气管连接到气流管道。因此，控制单元和换气装置的电子部件不会暴露于泵振动，并且只有具有传感器的泄漏管道(其可以非常小且重量轻)可以直接连接到泵。可选地，换气装置是连接到气流管道的入口的鼓风机。这比使用空气抽吸装置更简单，空气抽吸装置需要在泄漏流体进入空气抽吸装置之前将泄漏流体与气流分离。在具有鼓风机的实施例中，气流管道的出口可以简单地与蒸发器连接。可选地，收集管道的出口可以横向延伸到气流管道的上游部分和气流管道的下游部分之间的气流管道中。上游部分可以从气流管道的入口延伸到收集管道进入的位置，并且下游部分可以从收集管道进入的位置延伸到气流管道的出口。泄漏管道系统因此可以包括两个入口，即用于泄漏流体的收集管道处的第一入口和气流管道处的用于气流的第二入口，以及用于气流管道处的泄漏滴以及气流的一个出口。可选地，收集管道可以以一定角度横向进入到气流管道中，其中该角度可以与上游部分成锐角并且与下游部分成钝角。因此，通过该角度促进了收集管道的出口处进入气流管道的主动液滴的形成，因为其增加了在收集管道的出口处暴露于气流的泄漏流体的表面。可选地，气流管道在收集管道进入的位置的内径可以小于在上游部分和/或下游部分中的内径。因此，文丘里效应可以增强泄漏流体从收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泵密封件泄漏检测系统(8)，包括：‑泄漏管道(13)，包括收集管道(21)和气流管道(23)，‑传感器(15)，位于所述气流管道(23)处，以及‑换气装置(17)，用于驱动气流通过所述气流管道(23)，其中所述收集管道(21)包括能连接到泄漏离心机(5)的入口(25)，所述收集管道(21)还包括进入所述气流管道(23)的出口(27)，其中所述传感器(15)构造成检测所述收集管道(21)的出口(27)处或所述气流管道(23)中的泄漏滴，并且其中所述换气装置(17)构造成通过朝向所述气流管道(23)的出口(35)的气流将泄漏滴吹离所述收集管道(21)的出口(27)。

【技术特征摘要】
2017.09.20 EP 171921301.一种泵密封件泄漏检测系统(8)，包括：-泄漏管道(13)，包括收集管道(21)和气流管道(23)，-传感器(15)，位于所述气流管道(23)处，以及-换气装置(17)，用于驱动气流通过所述气流管道(23)，其中所述收集管道(21)包括能连接到泄漏离心机(5)的入口(25)，所述收集管道(21)还包括进入所述气流管道(23)的出口(27)，其中所述传感器(15)构造成检测所述收集管道(21)的出口(27)处或所述气流管道(23)中的泄漏滴，并且其中所述换气装置(17)构造成通过朝向所述气流管道(23)的出口(35)的气流将泄漏滴吹离所述收集管道(21)的出口(27)。2.根据权利要求1所述的泵密封件泄漏检测系统(8)，其中，所述传感器(15)位于所述气流管道(23)的与所述收集管道(21)的出口(27)相对的侧面。3.根据权利要求1或2所述的泵密封件泄漏检测系统(8)，其中，所述传感器(15)是光学传感器，用于检测在所述收集管道(21)的出口(27)处的泄漏流体的表面的光学反射。4.根据前述权利要求中任一项所述的泵密封件泄漏检测系统(8)，还包括构造为控制所述换气装置(17)的控制单元(43)，以便在所述传感器(15)接收到信号时驱动气流。5.根据前述权利要求中任一项所述的泵密封件泄漏检测系统(8)，还包括连接到所述气流管道(23)的出口(35)的蒸发器(19)，以便收集吹离的泄漏滴进行蒸发。6.根据前述权利要求中任一项所述的泵密封件泄漏检测系统(8)，其中，所述换气装置(17)集成到所述控制单元(43)中，并通过空气管(33)连接到所述气流管道(23)。7.根据前述权利要求中任一项所述的泵密封件泄漏检测系统(8)，其中，所述换气装置(17)是连接到所述气流管道(23)的入口(31)的鼓风机。8.根据前述权利要求中任一项所述的泵密封件泄漏检测系统(8)，其中，所述收集管道(21)的出口(27)横向进入到所述气流管道(23)的上游部分(39)与所述气流管道(23)的下游部分(41)之间的气流管道(23)中。9.根据权利要求8所述的泵密封件泄漏检测系统(8)，其中，所述气流管道(23)在所述收集管道(21)进入的位置处的内径小于在所述上游部分(39)和/或所述下游部分(41)中的内径。10.根据权利要求9所述的泵密封件泄漏检测系统(8)，其中，所述收集管道(21)以角度(α)横向进入到所述气流管道(23)中，其中所述角度(α)与所述上游部分(39)成锐角并且与所述下游部分(41)成钝角。11.根据权利要求8-10中任一项所述的泵密封件泄漏检测系统(8)，其中，所述传感器(15)定位在所述下游部分(41)处并且构造成...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯滕·米克尔森，
申请(专利权)人：格兰富控股联合股份公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK