CN113247480B - 一种自动补压装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动补压装置及方法，其属于机械密封冲洗液技术领域，包括冲洗液储罐、动力部、压力传送器和第一自动阀，冲洗液储罐内部设有冲洗液；动力部具有打开位置和关闭位置，动力部位于打开位置时，动力部的一端与冲洗液储罐连通，另一端与泵撬的进口连通；压力传送器设置于泵撬的进口处，压力传送器具有设定高值和设定低值，压力传送器的实际压力高于设定高值时，动力部由打开位置切换为关闭位置，压力传送器的实际压力低于设定低值时，动力部由关闭位置切换为打开位置；第一自动阀，设置于泵撬的进口处。自动补压装置实现了机械密封冲洗液***自动补压的技术效果。自动补压方法使得机械密封冲洗液***能够自动补压。

Description

一种自动补压装置及方法

技术领域

本发明涉及机械密封冲洗液技术领域，尤其涉及一种自动补压装置及方法。

背景技术

离心泵在石油化工行业被广泛应用，而机械密封是离心泵不可或缺的密封方式，一般机械密封分为液封和气封，液封是专门为密封液体而设计的机械密封件。

在液封的机械密封端面之间会形成非常薄的液膜，该液膜有助于隔离和润滑密封断面，只有保证液膜的洁净度和连续性才能保证高速旋转的机械密封端面的完整性。一般的对于输送高蒸汽压流体、轻质烃、危险/有毒流体时，多采用双端面密封，向双端面密封的外侧密封直接注入液体称为“冲洗”，保证冲洗液的洁净度和压力是双端面密封稳定运行的关键。现有技术中常用的双端面密封冲洗方案为API682标准中的PLAN53A、PLAN53B和PLAN53C方案，其中PLAN53B为应用最多的冲洗液方式，该方案通过加压的隔离液循环，附带蓄能器补压，以双端面密封中的泵效环驱动冲洗液循环，冲洗液从泵撬的进口进入，泵撬的出口出去再进入泵撬的进口形成循环，但这种方法机械密封冲洗液***无法实现自动补压，当压力低于报警值时，要保证冲洗液***的压力稳定需要人为补压。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动补压装置及方法，以解决现有技术中存在的机械密封冲洗液***无法自动补压的技术问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种自动补压装置，包括：

冲洗液储罐，内部设有冲洗液；

动力部，具有打开位置和关闭位置，所述动力部位于所述打开位置时，所述动力部的一端与所述冲洗液储罐连通，另一端与泵撬的进口连通；

压力传送器，设置于所述泵撬的进口处，所述压力传送器具有设定高值和设定低值，所述压力传送器的实际压力高于所述设定高值时，所述动力部由所述打开位置切换为所述关闭位置，所述压力传送器的实际压力低于所述设定低值时，所述动力部由所述关闭位置切换为所述打开位置；

第一自动阀，设置于所述泵撬的进口处，所述泵撬的出口压力高于设定值时，所述第一自动阀常开。

进一步地，所述自动补压装置还包括蓄能器，所述蓄能器设置于所述泵撬的出口与所述泵撬的进口之间。

进一步地，所述自动补压装置还包括温控部，所述温控部设置于所述蓄能器与所述压力传送器之间，所述温控部包括换热器、温控阀和温度传感器，所述换热器一端与所述泵撬的出口连通，另一端与所述泵撬的进口连通，所述换热器具有冷却水进口和冷却水出口，所述温控阀设置于所述冷却水出口处，所述温度传感器设置于所述换热器与所述压力传送器之间。

进一步地，所述自动补压装置还包括第一过滤器，所述第一过滤器设置于所述蓄能器与所述温控部之间。

进一步地，所述动力部包括气动泵、仪表气口和第二自动阀，所述气动泵的两端能够与所述冲洗液储罐和所述泵撬的进口连通，所述第二自动阀具有打开状态和关闭状态，所述第二自动阀位于所述打开状态时，所述仪表气口内的气体能够进入所述气动泵。

进一步地，所述自动补压装置还包括第二过滤器，所述第二过滤器设置于所述冲洗液储罐与所述动力部之间。

进一步地，所述泵撬和所述第一自动阀设置有多个并且数量相同，多个所述泵撬的进口能够连通，多个所述泵撬的出口能够连通。

进一步地，所述自动补压装置还包括压力传送管路和故障开关，所述压力传送管路一端与所述泵撬的出口连通，另一端与所述第一自动阀连通，所述故障开关设置于所述压力传送管路上。

一种自动补压方法，基于上述自动补压装置，包括：

S1：手动拉开第一自动阀并保持拉开状态，此时压力传送器的实际压力低于设定低值，动力部位于打开位置，冲洗液储罐内的冲洗液由泵撬的进口进入所述泵撬，再由所述泵撬的出口返回至所述泵撬的进口，形成循环，当所述泵撬的出口压力高于设定值时，所述第一自动阀常开，松开手动拉开所述第一自动阀；

S2：当所述压力传送器的实际压力高于设定高值时，所述动力部由所述打开位置切换为关闭位置，冲洗液继续由所述泵撬循环；

S3：当所述压力传送器的实际压力低于设定低值时，所述动力部由所述关闭位置切换为所述打开位置，所述冲洗液储罐内的冲洗液由所述泵撬的进口进入所述泵撬；

S4：重复S2和S3对冲洗液***补压。

进一步地，蓄能器设置于所述泵撬的出口与所述泵撬的进口之间；

在S1和S2之间还包括S11：当所述压力传送器的实际压力升高但未高于设定高值时，部分冲洗液由所述泵撬的出口与所述泵撬的进口之间的管路进入所述蓄能器；

在S2和S3之间还包括S21：当所述压力传送器的实际压力降低但未低于设定低值时，部分冲洗液由所述蓄能器进入所述泵撬的出口与所述泵撬的进口之间的管路。

本发明的有益效果：

本发明提出的一种自动补压装置，打开第一自动阀，此时冲洗液***内压力低于设定低值，动力部位于打开位置，冲洗液储罐内的冲洗液由泵撬的进口进入泵撬，再由泵撬的出口返回至泵撬的进口，形成循环，当泵撬的出口压力高于设定值时，第一自动阀常开，松开手动拉开第一自动阀；冲洗液储罐内的冲洗液不断进入冲洗液***，冲洗液***内压力增大，当压力传送器的实际压力高于设定高值时，动力部由打开位置切换为关闭位置，冲洗液继续由泵撬循环；冲洗液***有一定的内漏或者轻微外漏，冲洗液***内压力降低，当压力传送器的实际压力低于设定低值时，动力部由关闭位置切换为打开位置，冲洗液储罐内的冲洗液由泵撬的进口进入泵撬；重复上述的步骤以自动补压。本发明提出的一种自动补压装置，实现了机械密封冲洗液***自动补压的技术效果。本发明提出的一种自动补压方法，使得机械密封冲洗液***能够自动补压。

附图说明

图1是本发明提供的自动补压装置的结构示意图。

图中：

10、泵撬；

1、冲洗液储罐；

2、动力部；21、气动泵；22、仪表气口；23、第二自动阀；

3、压力传送器；

4、第一自动阀；

5、蓄能器；

6、温控部；61、换热器；62、温控阀；63、温度传感器；

71、第一过滤器；72、第二过滤器；73、压力传感器；

81、压力传送管路；82、故障开关；

91、安全阀；92、压力表。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明实施例提供一种自动补压装置，用于机械密封冲洗液***自动补压。

参见图1，自动补压装置包括冲洗液储罐1、动力部2、压力传送器3和第一自动阀4，冲洗液储罐1的内部设有冲洗液；动力部2具有打开位置和关闭位置，动力部2位于打开位置时，动力部2的一端与冲洗液储罐1连通，另一端与泵撬10的进口连通，冲洗液储罐1内的冲洗液由泵撬10的进口进入泵撬10，再由泵撬10的出口返回至泵撬10的进口；压力传送器3设置于泵撬10的进口处，压力传送器3具有设定高值和设定低值，压力传送器3的实际压力高于设定高值时，动力部2由打开位置切换为关闭位置，压力传送器3的实际压力低于设定低值时，动力部2由关闭位置切换为打开位置；第一自动阀4设置于泵撬10的进口处，泵撬10的出口压力高于设定值时，第一自动阀4常开。

打开第一自动阀4，此时冲洗液***内压力低于设定低值，动力部2位于打开位置，冲洗液储罐1内的冲洗液由泵撬10的进口进入泵撬10，再由泵撬10的出口返回至泵撬10的进口，形成循环，当泵撬10的出口压力高于设定值时，第一自动阀4常开，松开手动拉开第一自动阀4；冲洗液储罐1内的冲洗液不断进入冲洗液***，冲洗液***内压力增大，当压力传送器3的实际压力高于设定高值时，动力部2由打开位置切换为关闭位置，冲洗液继续由泵撬10循环；由于冲洗液***有一定的内漏或者轻微外漏，冲洗液***内压力降低，当压力传送器3的实际压力低于设定低值时，动力部2由关闭位置切换为打开位置，冲洗液储罐1内的冲洗液由泵撬10的进口进入泵撬10；重复上述的步骤以自动补压。

动力部2包括气动泵21、仪表气口22和第二自动阀23，气动泵21的两端能够与冲洗液储罐1和泵撬10的进口连通，第二自动阀23具有打开状态和关闭状态，第二自动阀23位于打开状态时，仪表气口22内的气体能够进入气动泵21，压力传送器3使得第二自动阀23打开或关闭，第二自动阀23打开，仪表气口22内的表气进入气动泵21，推动气动泵21的活塞，实现将冲洗液储罐1中的冲洗液泵入冲洗液***内。

自动补压装置还包括蓄能器5，蓄能器5设置于泵撬10的出口与泵撬10的进口之间，冲洗液储罐1向冲洗液***内输入冲洗液时，蓄能器5储存部分冲洗液，冲洗液储罐1停止向冲洗液***输入冲洗液后，冲洗液***有一定的内漏或者轻微外漏，冲洗液***内压力降低，蓄能器5向冲洗液***补充冲洗液，稳定冲洗液***的压力，避免气动泵21频繁启动。

蓄能器5为皮囊式蓄能器，皮囊式蓄能器反应灵敏、维护容易、附属设备少、安装容易，皮囊式蓄能器设有两个，能够储存较多的冲洗液，以稳定冲洗液***的压力。

自动补压装置还包括温控部6，温控部6设置于蓄能器5与压力传送器3之间，温控部6包括换热器61、温控阀62和温度传感器63，换热器61一端与泵撬10的出口连通，另一端与泵撬10的进口连通，换热器61具有冷却水进口和冷却水出口，温控阀62设置于冷却水出口处，温度传感器63设置于换热器61与压力传送器3之间，根据温度传感器63测得换热器61的冲洗液出口处的温度并控制温控阀62的开度，冷却水的流量，避免因冲洗液的新增或者减少导致冲洗液***内的冲洗液温度波动。

自动补压装置还包括第一过滤器71，第一过滤器71设置于蓄能器5与温控部6之间，第一过滤器71用于过滤杂质，第一过滤器71为高精度篮式滤器，可以有效去除冲洗液***内的杂质，保证冲洗液的洁净度，提高机械密封使用寿命，第一过滤器71设有两个，为一个使用另一个备用，第一过滤器71的两端还并联有压力传感器73，压力传感器73用于监测滤器脏堵情况，以保证及时更换第一过滤器71。

自动补压装置还包括第二过滤器72，第二过滤器72设置于冲洗液储罐1与动力部2之间，第二过滤器72用于过滤由冲洗液储罐1进入气动泵21的冲洗液，避免堵塞气动泵21，第二过滤器72为Y型过滤器，Y型过滤器过滤精度高，出液稳定。

泵撬10和第一自动阀4设置有多个并且数量相同，多个泵撬10的进口能够连通，多个泵撬10的出口能够连通，实现了一个冲洗液***对多个双端面机械密封进行冲洗，极大的减少了制造成本。

自动补压装置还包括压力传送管路81和故障开关82，压力传送管路81一端与泵撬10的出口连通，另一端与第一自动阀4连通，故障开关82设置于压力传送管路81上，实现了将泵撬10的出口的压力传送至第一自动阀4，从而使得在泵撬10的出口的压力达到一定值时第一自动阀4保持常开，当冲洗液***出现故障时，故障开关82关闭，此时泵撬10的出口的压力不能传递给第一自动阀4，第一自动阀4关闭。

自动补压装置还包括安全阀91，安全阀91一端能够与泵撬10的出口连通，另一端能够与冲洗液储罐1连通，安全阀91用于保护自动补压装置处在安全的压力范围内工作，当自动补压装置超过安全阀91设定时，安全阀91的阀门打开泄压。

自动补压装置还包括压力表92，压力表92设置于泵撬10的进口处，压力表92用于显示压力，便于现场观察。

一种自动补压方法，用于对机械密封冲洗液***自动补压，基于上述的自动补压装置，包括：

S1：手动拉开第一自动阀4并保持拉开状态，此时压力传送器3的实际压力低于设定低值，动力部2位于打开位置，冲洗液储罐1内的冲洗液由泵撬10的进口进入泵撬10，再由泵撬10的出口返回至泵撬10的进口，形成循环，当泵撬10的出口压力高于设定值时，第一自动阀4常开，松开手动拉开第一自动阀4，实现冲洗液***内的冲洗液循环；

S2：当压力传送器3的实际压力高于设定高值时，动力部2由打开位置切换为关闭位置，冲洗液继续由泵撬10循环，保证冲洗液***内压力不超过压力传送器3的设定高值；

S3：当压力传送器3的实际压力低于设定低值时，动力部2由关闭位置切换为打开位置，冲洗液储罐1内的冲洗液由泵撬10的进口进入泵撬10，实现对冲洗液***的自动补压；

S4：重复S2和S3对冲洗液***补压。

蓄能器5设置于泵撬10的出口与泵撬10的进口之间；在S1和S2之间还包括S11：当压力传送器3的实际压力升高但未高于设定高值时，部分冲洗液由泵撬10的出口与泵撬10的进口之间的管路进入蓄能器5；在S2和S3之间还包括S21：当压力传送器3的实际压力降低但未低于设定低值时，部分冲洗液由蓄能器5进入泵撬10的出口与泵撬10的进口之间的管路；蓄能器5在一定程度上实现了冲洗液***的自动补压，避免动力部2的关闭位置和打开位置切换频繁。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种自动补压装置，其特征在于，包括：

冲洗液储罐(1)，内部设有冲洗液；

动力部(2)，具有打开位置和关闭位置，所述动力部(2)位于所述打开位置时，所述动力部(2)的一端与所述冲洗液储罐(1)连通，另一端与泵撬(10)的进口连通；

压力传送器(3)，设置于所述泵撬(10)的进口处，所述压力传送器(3)具有设定高值和设定低值，所述压力传送器(3)的实际压力高于所述设定高值时，所述动力部(2)由所述打开位置切换为所述关闭位置，所述压力传送器(3)的实际压力低于所述设定低值时，所述动力部(2)由所述关闭位置切换为所述打开位置；

第一自动阀(4)，设置于所述泵撬(10)的进口处，所述泵撬(10)的出口压力高于设定值时，所述第一自动阀(4)常开；

压力传送管路(81)和故障开关(82)，所述压力传送管路(81)一端与所述泵撬(10)的出口连通，另一端与所述第一自动阀(4)连通，所述故障开关(82)设置于所述压力传送管路(81)上。

2.根据权利要求1所述的自动补压装置，其特征在于，还包括蓄能器(5)，所述蓄能器(5)设置于所述泵撬(10)的出口与所述泵撬(10)的进口之间。

3.根据权利要求2所述的自动补压装置，其特征在于，还包括温控部(6)，所述温控部(6)设置于所述蓄能器(5)与所述压力传送器(3)之间，所述温控部(6)包括换热器(61)、温控阀(62)和温度传感器(63)，所述换热器(61)一端与所述泵撬(10)的出口连通，另一端与所述泵撬(10)的进口连通，所述换热器(61)具有冷却水进口和冷却水出口，所述温控阀(62)设置于所述冷却水出口处，所述温度传感器(63)设置于所述换热器(61)与所述压力传送器(3)之间。

4.根据权利要求3所述的自动补压装置，其特征在于，还包括第一过滤器(71)，所述第一过滤器(71)设置于所述蓄能器(5)与所述温控部(6)之间。

5.根据权利要求1所述的自动补压装置，其特征在于，所述动力部(2)包括气动泵(21)、仪表气口(22)和第二自动阀(23)，所述气动泵(21)的两端能够与所述冲洗液储罐(1)和所述泵撬(10)的进口连通，所述第二自动阀(23)具有打开状态和关闭状态，所述第二自动阀(23)位于所述打开状态时，所述仪表气口(22)内的气体能够进入所述气动泵(21)。

6.根据权利要求1所述的自动补压装置，其特征在于，还包括第二过滤器(72)，所述第二过滤器(72)设置于所述冲洗液储罐(1)与所述动力部(2)之间。

7.根据权利要求1所述的自动补压装置，其特征在于，所述泵撬(10)和所述第一自动阀(4)设置有多个并且数量相同，多个所述泵撬(10)的进口能够连通，多个所述泵撬(10)的出口能够连通。

8.一种自动补压方法，其特征在于，基于权利要求1-7任一项所述自动补压装置，包括：

S1：手动拉开第一自动阀(4)并保持拉开状态，此时压力传送器(3)的实际压力低于设定低值，动力部(2)位于打开位置，冲洗液储罐(1)内的冲洗液由泵撬(10)的进口进入所述泵撬(10)，再由所述泵撬(10)的出口返回至所述泵撬(10)的进口，形成循环，当所述泵撬(10)的出口压力高于设定值时，所述第一自动阀(4)常开，松开手动拉开所述第一自动阀(4)；

S2：当所述压力传送器(3)的实际压力高于设定高值时，所述动力部(2)由所述打开位置切换为关闭位置，冲洗液继续由所述泵撬(10)循环；

S3：当所述压力传送器(3)的实际压力低于设定低值时，所述动力部(2)由所述关闭位置切换为所述打开位置，所述冲洗液储罐(1)内的冲洗液由所述泵撬(10)的进口进入所述泵撬(10)；

S4：重复S2和S3对冲洗液***补压。

9.根据权利要求8所述的自动补压方法，其特征在于，蓄能器(5)设置于所述泵撬(10)的出口与所述泵撬(10)的进口之间；

在S1和S2之间还包括S11：当所述压力传送器(3)的实际压力升高但未高于设定高值时，部分冲洗液由所述泵撬(10)的出口与所述泵撬(10)的进口之间的管路进入所述蓄能器(5)；

在S2和S3之间还包括S21：当所述压力传送器(3)的实际压力降低但未低于设定低值时，部分冲洗液由所述蓄能器(5)进入所述泵撬(10)的出口与所述泵撬(10)的进口之间的管路。

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