用于磁力控制的干燥气体密封的设备和方法技术

一种控制干燥气体密封的旋转环和静态环之间轴向分离的方法。该干燥气体密封限制了气体或其它流体到或从旋转设备的泄漏。检测气体或其它流体的至少一种性质。检测旋转环和静态环之间的轴向分离以及轴向分离变化的时间速率中的至少一个。预测旋转环和静态环之间薄膜的刚度。基于检测到的轴向分离、检测到的分离的变化的时间速率以及预测的薄膜刚度中的至少两个调整至少一个磁力设备的场强度。调整旋转环和静态环之间的轴向分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于磁力控制的干燥气体密封的设备和方法相关申请的交叉引用本专利申请涉及题目为"用于磁力控制的干燥气体密封的设备和方法"且在2015年08月10日提交的U.S.在线专利申请No.62/203074，通过参考将其公开的内容全部并入本专利技术。
技术介绍
专利
本专利技术涉及一种旋转机械，并且更特别涉及减少干燥气体密封失败的发生。相关现有技术说明本部分意在介绍现有技术的多个方面，其可能与本专利技术公开的内容相关。这种讨论意在提供方便更好的理解本专利技术公开内容特殊方面的框架。因此，应当理解的是本部分可以在这一指引下阅读并且没有必要引入现有技术。干燥气体密封在油气工业压缩机上的用途广泛；然而尽管有十几年的经验和技术进步，干燥气体密封的失败连续消耗了时间和金钱。一些失败可能的确归因于增加压力的需要，更困难的气体组成以及功能需要。这些失败中最大的比例是由缓冲气体供给系统的操作难度导致的，该系统用液体、水、固体、反向增压等污染了缓冲气体。这些污染物中断密封界面之间的薄膜并且导致界面接触，这会引入由于摩擦导致的快速加热以及由于失败模式的重复导致的产物材料缺陷。操作原因上的实例包括过载的过滤器、由于缓冲气体加热器缺陷导致的冷凝、误操作、调整系统性能以改变气体条件的失败等。干燥气体密封(DGS)失败最主要的原因之一在于旋转和静态密封界面之间动态气体薄膜的缺失。由于密封气体中液体形成和/或进入，或者由于密封气体的反向增压导致这种失败发生。当DGS失败发生时，密封界面以高的机械旋转速度接触并且温度上的升高会导致旋转环磨损和/或破裂。具有在DGS静态和旋转密封界面之间保持最小间隙的能力允许在其中动态气体薄膜损失而机器仍然运转的条件下进行密封操作。没有这种间隙，密封界面将逐渐接触并且潜在使存在出现故障。专利技术概述一方面，本专利技术公开了一种控制干燥气体密封的旋转环和静态环之间轴向分离的方法。该干燥气体密封限制了气体或其它流体到或从旋转设备的泄漏。检测气体或其它流体的至少一种性质。检测旋转环和静态环之间的轴向分离以及轴向分离变化的时间速率中的至少一个。预测旋转环和静态环之间薄膜的刚度。基于检测到的轴向分离、检测到的分离的变化的时间速率以及预测的薄膜刚度中的至少两个调整至少一个磁力设备的场强度。调整旋转环和静态环之间的轴向分离。另一方面，本专利技术公开了一种控制环绕旋转轴配置的干燥气体密封的系统。环绕轴周围配置至少一个传感器。该至少一个传感器配置为测量气体或其它流体的至少一种性质，该至少一个传感器进一步配置为测量以下性质中的至少一个：旋转环和静态环之间的轴向分离，以及轴向分离的变化的时间速率。控制器与至少一个传感器相连且配置为接收来自至少一个传感器的信号。与控制器相连的功率放大器。功率放大器放大通过控制器产生的控制信号。至少一个电磁体接收来自功率放大器的放大的控制信号。控制信号配置为调整至少一个电磁体以控制干燥气体密封的旋转环和静态环之间的轴向分离。另一方面，本专利技术还公开了一种控制干燥气体密封的旋转环和静态环之间的轴向分离的方法。该干燥气体密封限制了气体或其它流体到或从旋转设备的泄漏。至少一个检测设备用于检测(i)旋转环和静态环之间的轴向分离，以及(ii)轴向分离的变化的时间速率。检测到的轴向分离和检测到的轴向分离的变化的时间速率用于调整至少一个磁力设备的场强度。调整至少一个磁力设备的场强度调整了旋转环和静态环之间的轴向分离。附图概述本专利技术的这些和其它特征、方面和优点都将由以下说明、所附权利要求书以及附图而是显而易见的，其概述如下。图1是根据本专利技术公开内容一个方面的干燥气体密封系统的示意图。图2是根据本专利技术公开内容一个方面的干燥气体密封系统的示意图。图3是根据本专利技术公开内容一个方面的干燥气体密封系统的示意图。图4是根据本专利技术公开内容一个方面的干燥气体密封系统的示意图。图5是显示根据本专利技术公开方面的方法的流程图。图6是根据本专利技术公开方面的方法的流程图。专利技术详述现在讲描述本专利技术的各种具体实施方案以及版本，包括本专利技术采用的优选实施方案以及定义。虽然以下详细描述给出了特别优选的实施方案，但是本领域技术人员将认识到这些实施方案仅是示例性的，并且本专利技术可以采用其它方式实践。任何涉及的"专利技术"都指的是权利要求限定的实施方案中的一个或多个，但并不必然是全部。标题仅用于方便的目的并且其并不限制本专利技术的范围。基于清楚和简要的目的，多个附图中相同的参考数字表示相同的项目、步骤或结构并且并不在每个附图中进行详细的描述。为了促进理解本专利技术公开内容的原理，现在将对附图中说明的特征使用参考内容并且将使用特殊的语言描述相同的特征。尽管如此，仍然应当理解的是由此并不意在限制本专利技术的范围。根据本专利技术所述的任何替代方案、其它改进形式以及本专利技术公开原则的其它申请都预期通常会在与本申请公开内容相关的本领域技术人员处发生。基于简要的目的，一些与本专利技术并不相关的特征并不显示在附图中。为了方便参考，首先陈述在本申请中使用的某些术语以及其在本专利技术上下文中使用的含义。在一定程度上本专利技术中使用的术语并不仅限于以下，应当给出其在相关现有技术中已经给出的最广义的定义，该术语反应在至少一种印刷出版物或公开的专利中。此外，本专利技术的技术并不受以下所示术语的用法及其所有的等价形式、同义词、新的发展的限制，并且基于相同或类似目的的术语或技术都认为其在本专利技术权利要求的范围内。正如本领域技术人员显而易见的，不同的人可以通过不同的姓名指代相同的特征或组成。本文献并不意在在组分或特征上区分仅在名称上不同的词语。附图并不必然在该范围内。本专利技术的某些特征和组成部分可以显示在扩大的范围内或者以示意图的形式显示，且为了清楚和简要常规部件的一些细节并没有显示出来。当本专利技术参考附图进行描述时，一些参考数字可以在多个附图中引用以便简化。在以下说明和权利要求中，术语"包括"和"包含"用于开放式，并且由此应当理解为其表示"包括但不限于"。冠词"该"、"一"和"一个"并不必然限制仅表示一个，而是包含和开放以至于其任选包括多个这种要素。正如本专利技术中适用的，术语"大致"、"大约"、"实质上"以及类似术语意在具有与普通含义一致的且其中这种公开内容的主题物质符合被现有技术中所属领域的技术人员接受的习惯性用法。本领域技术人员应当理解的是回顾本专利技术公开的内容，这些术语意在允许某些所述且要求的特征的描述而并不将这些特征的范围限制到提供的准确数字的范围内。因此，这些属于应当解释为指示非实质性的或不合逻辑的所述事物的变形方式或替代方式并且认为其在本专利技术公开的范围内。在本专利技术公开的一个方面中，磁体用作控制干燥气体密封的工具。一个或多个传感器可以环绕旋转轴或其它旋转机器周围配置。控制器/计算机可以与传感器相连并且提供表示多种检测到的性质的信号。一个或多个功率放大器可以与控制器/计算机的输出相连。一个或多个电磁体可以环绕轴周围配置而用于任何干燥气体密封构型以便操作干燥气体密封环。可以通过来自控制器/计算机且通过一个或多个放大器放大的信号控制电磁体，并且由此调整干燥气体密封的静态环和旋转环之间的间隙或缝隙。因此所述设备可以外部供能或者使用能量收集方案，衍生或产生动力。在此方面，用于常规DGS初级环保持器组件中的弹簧可以除去。控制器/计算机可以接受其它输入来影响DG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制干燥气体密封的旋转环和静态环之间轴向分离的方法，其中该干燥气体密封限制了气体或其它流体到或从旋转设备的泄漏，该方法包括：a)检测气体或其它流体的至少一种性质；b)用至少一种检测设备检测以下性质中的至少一种：i.旋转环和静态环之间的轴向分离，以及ii.轴向分离的变化的时间速率；c)预测旋转环和静态环之间的薄膜刚度，其中该薄膜包括气体或流体；d)基于检测到的轴向分离、检测到的分离的变化的时间速率以及预测的薄膜刚度中的至少两个调整至少一个磁力设备的场强度，其中调整至少一个磁力设备的场强度调整旋转环和静态环之间的轴向分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.10 US 62/203,0741.一种控制干燥气体密封的旋转环和静态环之间轴向分离的方法，其中该干燥气体密封限制了气体或其它流体到或从旋转设备的泄漏，该方法包括：a)检测气体或其它流体的至少一种性质；b)用至少一种检测设备检测以下性质中的至少一种：i.旋转环和静态环之间的轴向分离，以及ii.轴向分离的变化的时间速率；c)预测旋转环和静态环之间的薄膜刚度，其中该薄膜包括气体或流体；d)基于检测到的轴向分离、检测到的分离的变化的时间速率以及预测的薄膜刚度中的至少两个调整至少一个磁力设备的场强度，其中调整至少一个磁力设备的场强度调整旋转环和静态环之间的轴向分离。2.权利要求1的方法，其中气体或流体的至少一种性质选自压力、温度、组成、粘度、密度、速度、露点以及蒸发的分率。3.权利要求1的方法，其中气体或流体的温度小于气体或其它流体的露点。4.权利要求1的方法，其中气体或其它流体的温度大于或等于气体或其它流体的露点。5.权利要求1-4中任一项的方法，其中至少一个磁力设备是至少一个电磁体。6.权利要求5的方法，进一步包括由外部源为至少一个电磁体供能。7.权利要求5的方法，进一步包括由产生动力的能量收获系统为至少一个电磁体供能。8.权利要求1的方法，其中至少一个磁力设备是至少一个无源磁力设备。9.权利要求1-8中任一项的方法，其中至少一个磁力设备包括第一、第二和第三磁力设备，并且进一步包括环绕在旋转设备的旋转部件周围配置该第一、第二和第三磁力设备。10.权利要求9的方法，其中第一、第二和第三磁力设备中的每一个都是可独立控制的电磁设备，并且进一步包括独立地调整第一、第二和第三磁力设备中的至少一个以便在多于一个角位置控制旋转环和静态环之间的轴向分离。11.权利要求1-10中任一项的方法，其中至少一个检测设备包括第一、第二和第三检测设备。12...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·S·凯拉，R·A·亨廷顿，M·T·马斯达斯，
申请(专利权)人：埃克森美孚上游研究公司，
类型：发明
国别省市：美国,US