本文公开了一种用于包括旋转或往复机械件和密封件的系统的状况监视装置(300)。该装置包括：第一声学传感器(301)，其耦合到所述密封件以提供第一声学发射信号；第二声学传感器(302)，其耦合到所述旋转或往复机械件以提供第二声学发射信号；以及滤波器模块(310)。该滤波器模块被配置为基于所述第一声学发射信号和所述第二声学发射信号的比较来执行主动噪声消除。声消除。声消除。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】状况监视装置
[0001]本专利技术涉及一种用于机械件(machinery)的状况监视仪器，例如该机械件包括机械密封件(seal)和泵、混合器或压缩机。更具体地，本公开涉及一种状况监视装置，其使用声学发射(AE)传感器和噪声消除电路来提高由系统执行的数据获取的效率和感测能力。
技术介绍
[0002]机械密封件(mechanical seal)是一种设备，其被配置成在设备(例如泵、混合器等)的旋转轴和静态壳体之间提供密封界面，以便防止该设备内的流体逸出和/或防止外部污染物进入该设备。机械密封件广泛用于各种工业应用、处理介质和操作状况中，其中旋转轴和静态壳体之间的间隙必须被密封。
[0003]参照图1，描述了现有技术的机械密封件100的横截面图。在该描述中，机械密封件100被被配置成阻止流体和污染物通过静止壳体104和旋转轴106之间的间隙102流动。机械密封件100通常包括环形静止环108(也称为主环)和环形旋转环110(也称为接合环)、一对密封件或压盖112、114(其通常为但当然不限于弹性体密封元件，例如O形环)和偏置构件116。虽然图1所示的机械密封件100包括单对密封环108和110，但是应当理解，机械密封件可包括另外的密封界面。
[0004]在操作中，所述环形静止环108相对于壳体104保持在固定位置。压盖112定位在环形静止环108和壳体104之间，以抑制流体在这些部件之间的流动。环形旋转环110与转动轴106一起转动。压盖114定位在环形旋转环110和转动轴106之间，以阻止流体在这些部件之间流动。
[0005]所述环形静止环108和环形旋转环110都包括平滑的、接触的密封面(seal face)109、111，从而形成滑动密封件界面118。因此，机械密封件100使得流体通常将逸出的径向间隙102能够由垂直于所述旋转轴106的平坦的滑动密封件界面118密封，并且因此更容易密封。诸如一个或多个螺旋弹簧和/或波纹管装置的偏置构件116可以定位在所述旋转轴106上的凸台120与所述压盖114和/或环形旋转环110之间，以朝向环形静止环108推动浮动环形旋转环110。这样，偏置构件116通过适应小的轴偏转、由于轴承公差引起的轴移动以及由于制造公差引起的不垂直的对准，帮助保持接触密封面109、111之间的接触。
[0006]因为环形旋转环110相对于环形固定环108转动，所以在操作期间在密封面109、111上自然存在一些磨损。特别地，在存在摩擦和热量产生的情况下，特别是如果部件的负载和/或摩擦增加，则所述滑动密封件界面118的磨损会加速。所述密封面109、111的过度磨损最终导致机械密封件100的失效。
[0007]为了减缓磨损速率，通常将通常称为润滑流体或隔离流体的润滑剂引入所述密封件界面118中。该润滑流体可以是待密封的流体，或者其可以是引入密封件界面118的另一种隔离流体。在另一个示例中，所述密封件界面可以由干燥气体润滑，例如密封产品的蒸汽、空气或氮气。
[0008]更先进的机械密封系统可包括多个机械密封件，例如双重或双机械密封件。这种
机械密封系统可设有多于一种的润滑流体。例如，在一些双密封系统中，第一机械密封件由密封产品的蒸气润滑，而第二机械密封件由与密封产品相容的另一种液体或气体润滑。在一些情况下，第二机械密封件的润滑流体可保持在较高压力下，以进一步使密封产品向大气的泄漏最小化。
[0009]如同所有的机械系统一样，最终所述环形静止环108和环形旋转环110将磨损并需要更换。在一些情况下，机械密封件100的部件将简单地达到其使用寿命的终点。在其它情况下，某些状况将加速所述机械密封件100内的构件的磨损。这些状况中的一些状况包括密封部件的错误安装或不适当的密封件选择、在操作期间由于轴向未对准或不适当的加载而导致密封面剥离(lift off)、闪蒸(液体到蒸汽的转变，其引起密封件的脉动泄漏和颤动)、气穴现象(cavitation)、或可导致润滑剂薄膜破裂的环境状况。
[0010]旋转或往复设备的有效操作和维护对于最大化生产能力和最小化停工期是必要的。此外，意外的灾难性设备故障可能导致人员受伤。幸运的是，在许多情况下，机械密封系统将在灾难性故障之前开始显示损坏的迹象，并且在一些情况下指示部件的剩余使用寿命。
[0011]声学发射传感器已经用于旋转设备和机械件，以确定部件故障并在灾难性故障之前检测危难迹象，例如WO 2012/0072984中所述。使用声学发射传感器的优点是它们是非侵入式的，并且能够实时监视系统，从而能够进行原位监视。
[0012]然而，使用这种声学发射传感器需要仔细放置声学发射传感器，以确保从需要被监视的系统的部件检测到可听声学发射。在许多情况下，声学发射传感器不能放置在靠近密封件的期望位置处，而是需要放置在远离机械壳体的某一距离处，其中声音因此必须经过限制检测信号的能力的若干部件界面。
技术实现思路
[0013]本专利技术的方面如独立权利要求中所述，并且可选特征在从属权利要求中所述。本专利技术的各方面可以彼此结合地提供，并且一个方面的特征可以应用于其他方面。
[0014]在本公开的第一方面，提供了一种用于包括旋转或往复机械件和密封件的系统的状况监视装置。该装置包括：第一声学(acoustic)传感器，其耦合到所述密封件以提供第一声学发射信号；第二声学传感器，其耦合到所述旋转或往复机械件以提供第二声学发射信号；以及滤波器模块。所述滤波器模块被配置为基于所述第一声学发射信号和所述第二声学发射信号的比较来执行主动噪声消除。
[0015]有利地，这种状况监视装置意味着所述声学发射传感器的放置不需要如此精确，而是在传感器的放置方面具有更大的灵活性，因为该装置更适于处理由系统和部件接口产生的噪声。
[0016]应当理解，所述旋转或往复机械件可以包括泵、混合器或压缩机。所述密封件可以包括机械密封件，例如干气密封件。在本公开的上下文中，应当理解，当声学发射传感器被描述为耦合到所述机械件或密封件时，这意味着声学发射传感器以其可以从机械件或密封件接收声学信号的方式耦合到所述机械件或密封件。
[0017]所述装置可以被配置为减小所述第一声学发射信号和所述第二声学发射信号的带宽。例如，所述滤波器模块可以被配置为减小所述第一声学发射信号和/或所述第二声学
发射信号的带宽，或者诸如带宽减小模块的另一模块可以被配置为减小所述第一声学发射信号和/或所述第二声学发射信号的带宽。例如，所述带宽减小可以在所述机械件和密封件本地执行，而所述主动噪声消除可以在远离机械件和密封件的地方执行。
[0018]将高带宽信号转换为较低带宽信号并且然后对该较低带宽信号执行主动噪声消除意味着可以使用更便宜/现成的部件来执行所述噪声消除，另外，所述较低带宽信号可以导致能量节省，因为可能需要传输更少的数据，这也减少了确定系统的状况的计算负担。作为示例，较高带宽信号(例如，如由声学发射传感器接收的)可以在300kHz到1MHz的范围内，而较低带宽本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于包括旋转或往复机械件和密封件的系统的状况监视装置，所述装置包括：第一声学传感器，其耦合到所述密封件以用于提供第一声学发射信号；第二声学传感器，其耦合到所述旋转或往复机械件以用于提供第二声学发射信号；以及滤波器模块，其中所述滤波器模块被配置为基于所述第一声学发射信号和所述第二声学发射信号的比较来执行主动噪声消除。2.根据权利要求1所述的状况监视装置，其中所述装置被配置为减小所述第一声学发射信号和所述第二声学发射信号的带宽。3.根据权利要求1或2所述的状况监视装置，其中所述装置被配置为减少所述第一声学发射信号和所述第二声学发射信号的采样的数量。4.根据权利要求1至3中任一项所述的状况监视装置，其中所述装置被配置为放大所述第一声学发射信号和所述第二声学发射信号。5.根据前述权利要求中任一项所述的状况监视装置，其中所述装置被配置为获得以下中的至少一个：(i)来自所述第一声学发射信号的第一路线均方RMS信号和来自所述第二声学发射信号的第二RMS信号；以及(ii)来自所述第一声学发射信号的第一包络信号和来自所述第二声学发射信号的第二包络信号；并且其中，所述滤波器模块被配置为基于以下各项中的至少一项的比较来执行主动噪声消除：(iii)所述第一RMS信号和所述第二RMS信号，以及(iv)所述第一包络信号和所述第二包络信号。6.根据权利要求5所述的状况监视装置，其中所述滤波器模块被配置为基于以下两者的比较来执行主动噪声消除：(i)所述第一RMS信号和所述第二RMS信号，以及(ii)所述第一包络信号和所述第二包络信号。7.根据权利要求5或6所述的状况监视系统，其中，所述比较包括所述第一RMS信号与所述第二RMS信号之间的数学运算，以及所述第一包络信号与所述第二包络信号之间的数学运算。8.根据权利要求7所述的状况监视装置，其中，所述数学运算包括所述第一RMS信号与反转的或180度异相的第二RMS信号之间相减，以及所述第一包络信号与反转的或180度异相的第二包络信号之间相减。9.根据权利要求5至8中任一项所述的状况监视装置，其中所述滤波器模块被配置为在获得所述第一包络信号之前，对所述第一声学发射信号进行整流，并且在获得所述第二包络信号之前，对所述第二声学发射信号进行整流。10.根据权利要求5至9中任一项所述的状况监视装置，还包括：诊断模块，并且其中滤波器模块被配置为向所述诊断模块输出噪声消除信号以确定所述系统的所述状况。11.根据权利要求10所述的状况监视装置，其中所述噪声消除信号包括以下中的至少一个：(i)RMS噪声消除信号和(ii)包络噪声消除信号。12.根据权利要求10或11所述的状况监视装置，其中所述诊断模块物理地耦合到包括
所...
【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：约翰起重机英国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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