專利名稱：螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，屬于工業(yè)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大型機組的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于石油、化工、發(fā)電、冶金等行業(yè)。據(jù)國外有關(guān)資料統(tǒng)計，采用設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)后，事故率可以減少75％，維修費用降低25％-50％以上。國內(nèi)蒸汽發(fā)電機組、離心壓縮機組均有在線監(jiān)測系統(tǒng)在用，對事故的診斷率較高，它們都是高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，是一個轉(zhuǎn)子在運行。
螺桿式壓縮機組也是高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，本身造價高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轉(zhuǎn)速高，電機功率大，噪音大，并且還是雙轉(zhuǎn)子。經(jīng)常出現(xiàn)軸承烏金瓦的“化瓦”事故，各瓦因磨損造成較大的間隙又會引起軸竄動，造成陰、陽轉(zhuǎn)子密封線磨損。當氣體中含有的粉塵進入軸封后，造成軸封與軸的磨損。因設(shè)備的振動及轉(zhuǎn)子竄動造成同步齒輪打齒或者齒輪聯(lián)軸器的損壞。螺桿式壓縮機組目前還只能憑經(jīng)驗觀察溫度、聽聲音、看電流波動，來判斷設(shè)備是否異常，事故率高，經(jīng)常造成設(shè)備突然停車，備件損耗量大，影響生產(chǎn)。如果在螺桿式壓縮機組上實現(xiàn)在線監(jiān)測，會對設(shè)備故障的提前預(yù)報，避免事故發(fā)生起到很好作用。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可以準確掌握螺桿式壓縮機組設(shè)備的運行狀態(tài)，預(yù)防設(shè)備故障的螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，包括檢測器和接線箱，其特征在于檢測器包括安裝在電機和壓縮機上的傳感器，檢測器與接線箱相連，接線箱連接計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
傳感器包括加速度傳感器、軸向電渦流傳感器和徑向電渦流傳感器。
加速度傳感器包括電機前瓦加速度傳感器、電機后瓦加速度傳感器、陽轉(zhuǎn)子前瓦加速度傳感器和陰轉(zhuǎn)子前瓦加速度傳感器，分別安裝在電機前瓦、電機后瓦、壓縮機陽轉(zhuǎn)子前瓦和壓縮機陰轉(zhuǎn)子前瓦。
軸向電渦流傳感器包括陽轉(zhuǎn)子軸向位移電渦流傳感器和陰轉(zhuǎn)子軸向位移電渦流傳感器，分別安裝在壓縮機陽轉(zhuǎn)子和壓縮機陰轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸向上并且與軸向垂直或成一定角度。
徑向電渦流傳感器包括陽轉(zhuǎn)子徑向振動電渦流傳感器和陰轉(zhuǎn)子徑向振動電渦流傳感器，分別安裝在壓縮機陽轉(zhuǎn)子和壓縮機陰轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸向上并且與軸向重合。
檢測器可以設(shè)置多組，然后與接線箱連接。
計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括采集器、交換機和服務(wù)器，采集器連接交換機，交換機和服務(wù)器相連。
服務(wù)器設(shè)置存儲器、瀏覽器和打印機。
檢測器和計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接有UPS。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，該螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置所具有的有益效果是在電機和壓縮機上設(shè)置傳感器，檢測預(yù)知設(shè)備的運行狀況，通過接線箱將信號送入計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行處理，得到各個環(huán)節(jié)的運行參數(shù)，確定設(shè)備繼續(xù)運行時間、判斷設(shè)備發(fā)生故障的時間和設(shè)備繼續(xù)運行是否有危險，以便于確定設(shè)備解體檢查的部位，可以有效地避免設(shè)備的過剩維修，做到預(yù)知檢修，最大限度地降低設(shè)備維修費用。


圖1是本實用新型的系統(tǒng)方框圖；圖2是本實用新型的傳感器安裝圖；圖3是本實用新型的信號走向圖。
圖1-3是本實用新型的最佳實施例，其中1電機前瓦加速度傳感器 2電機后瓦加速度傳感器 3陽轉(zhuǎn)子前瓦加速度傳感器 4陽轉(zhuǎn)子徑向振動電渦流傳感器 5陽轉(zhuǎn)子軸向位移電渦流傳感器 6陰轉(zhuǎn)子軸向位移電渦流傳感器 7陰轉(zhuǎn)子徑向振動電渦流傳感器 8陰轉(zhuǎn)子前瓦加速度傳感器 9壓縮機陰轉(zhuǎn)子 10壓縮機陽轉(zhuǎn)子 11電機具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的描述如圖1所示，一臺本實用新型的系統(tǒng)方框圖，檢測器連接接線箱，接線箱連接采集器，采集器連接交換機，然后交換機連接服務(wù)器，其中檢測器由加速度傳感器、軸向電渦流傳感器和徑向電渦流傳感器組成，采集器由多路開關(guān)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成。
如圖2所示，為本實用新型的傳感器安裝圖，其中加速度傳感器1-3、8分別安裝在電機11的前瓦、后瓦、壓縮機陽轉(zhuǎn)子10的前瓦和壓縮機陰轉(zhuǎn)子9的前瓦，軸向電渦流傳感器5、6分別安裝在壓縮機陽轉(zhuǎn)子10和壓縮機陰轉(zhuǎn)子9的轉(zhuǎn)子軸向上并且與軸向垂直或成一定角度。徑向電渦流傳感器4、7分別安裝在壓縮機陽轉(zhuǎn)子和壓縮機陰轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸向上并且與軸向重合。
如圖3所示，本實用新型的信號走向圖，檢測器中的加速度傳感器1-3、8的信號作為一路，軸向電渦流傳感器5、6的信號作為一路，徑向電渦流傳感器4、7的信號作為一路，共三路輸入接線箱。然后信號輸入采集器的多路開關(guān)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過交換機傳輸，最終輸入服務(wù)器處理運算。
本實用新型中電渦流傳感器4-7，用來檢測軸向位移竄動和主軸的徑向振動。測量軸的軸向位移時，測量面與軸是一個整體，這個測量面是以探頭中心為中心，寬度為1.5倍探頭頭部直徑的圓環(huán)，在停車時，探頭只對正了這個圓環(huán)的一部分，設(shè)備啟動后，整個圓環(huán)都會成為被測面。每組安裝陽轉(zhuǎn)子軸向位移電渦流傳感器5和陰轉(zhuǎn)子軸向位移電渦流傳感器6，傳感器安裝在螺桿機的端蓋上，用一般的過線管密封。為非接觸時，首先在對應(yīng)軸止推盤位置的殼體上加工鉆孔，通過過線管安裝傳感器，傳感器與止推盤留有一定間隙，通過軸的竄動量來確定設(shè)備的運行狀況。主軸的徑向振動的檢測器用具有DC-10KHz的頻率相應(yīng)，溫度漂移小的傳感器。每個軸安裝陽轉(zhuǎn)子徑向振動電渦流傳感器4和陰轉(zhuǎn)子徑向振動電渦流傳感器7，保證軸線相互垂直，且相交與被測軸軸心。在螺桿機的上殼體上加工鉆孔安裝傳感器支架，傳感器安裝在支架上。要求傳感器對應(yīng)止推盤的垂直位置并留有1mm間隙，通過軸的振動趨勢來判斷軸與軸瓦之間的間隙及軸的平衡。電機前瓦加速度傳感器1、電機后瓦加速度傳感器2、陽轉(zhuǎn)子前瓦加速度傳感器3和陰轉(zhuǎn)子前瓦加速度傳感器8，分別安裝在電機11和壓縮機轉(zhuǎn)子9、10的前后瓦上，檢測的信號輸入接線箱。
本裝置中的檢測器和計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由UPS提供總電源用以實現(xiàn)24小時不間斷檢測和運行，部分特殊部件的電壓要求可以通過通用電源或者高精度電源實現(xiàn)。
所有傳感器出線引入接線箱，然后通過計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理信號和得到結(jié)果，并且可以通過存儲器儲存結(jié)果，以便于比較正常數(shù)據(jù)。此種計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以采用工業(yè)上普遍應(yīng)用的巡回檢測系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
接線箱連接采集器，通過交換機進入服務(wù)器、上位機、瀏覽器，由一定的在線監(jiān)測預(yù)報、信號分析處理、故障診斷等子系統(tǒng)組成的局域監(jiān)測網(wǎng)進行綜合分析，通過每天24小時連續(xù)不停地對各機組所有測點的振動數(shù)據(jù)進行在線監(jiān)測，當機組運行出現(xiàn)異常時報警，經(jīng)過計算機做出分析診斷，為設(shè)備管理人員提供可靠的檢修依據(jù)。
螺桿式壓縮機組包括多臺壓縮機時，可以提供相同的檢測器，然后通過線纜接入接線箱，實現(xiàn)壓縮機組的同時在線檢測。
信號處理系統(tǒng)可以由以計算機技術(shù)為核心，以支持遠程診斷為特征，由數(shù)據(jù)采集、在線-2-監(jiān)測預(yù)報、信號分析處理、故障診斷等子系統(tǒng)組成的局域監(jiān)測網(wǎng)支持，因此具有較強的數(shù)據(jù)管理能力，擴展方便和數(shù)據(jù)傳輸速率高等特點。
監(jiān)測參數(shù)選擇本著全面、實用的原則，既要反映機組的實際運行狀態(tài)，又要考慮硬件投資的合理，利用有限的信息，對機組運行狀態(tài)進行準確的評定。
系統(tǒng)引入的其他機組運行參數(shù)包括振動、軸向位移、速度等，同時，還引入軸瓦溫度、進出口壓力、溫度、電機電流、油管壓力、油箱液位等參數(shù)，以彌補單純振動分析的局限性。通過工藝參數(shù)與振動數(shù)據(jù)的有機結(jié)合，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的全參數(shù)綜合監(jiān)測診斷，提高故障診斷的準確性。系統(tǒng)包括故障診斷專家系統(tǒng)，提供常見故障的診斷結(jié)論、故障特征、故障治理措施，具備系統(tǒng)與現(xiàn)場專家的人機交互接口，具備逐步提高系統(tǒng)故障診斷準確度的能力。本系統(tǒng)監(jiān)測的每種參數(shù)需要有相應(yīng)的傳感器。
工作原理在螺桿壓縮機的前后瓦及各個軸承部位安裝傳感器，監(jiān)測軸承部位的振動變化趨勢，將數(shù)據(jù)采集輸入計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行運算、分析和處理。通過24小時連續(xù)不停地對各機組所有測點的振動數(shù)據(jù)進行在線監(jiān)測，當機組運行出現(xiàn)異常時，可以直白的表現(xiàn)在瀏覽器或打印機上，方便管理和處理故障，并且可以儲存故障數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，包括檢測器和接線箱，其特征在于檢測器包括安裝在電機和壓縮機上的傳感器，檢測器與接線箱相連，接線箱連接計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，其特征在于傳感器包括加速度傳感器、軸向電渦流傳感器和徑向電渦流傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，其特征在于加速度傳感器包括電機前瓦加速度傳感器(1)、電機后瓦加速度傳感器(2)、陽轉(zhuǎn)子前瓦加速度傳感器(3)和陰轉(zhuǎn)子前瓦加速度傳感器(8)，分別安裝在電機(11)前瓦、電機(11)后瓦、壓縮機陽轉(zhuǎn)子(10)前瓦和壓縮機陰轉(zhuǎn)子(9)前瓦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，其特征在于軸向電渦流傳感器包括陽轉(zhuǎn)子軸向位移電渦流傳感器(4)和陰轉(zhuǎn)子軸向位移電渦流傳感器(7)，分別安裝在壓縮機陽轉(zhuǎn)子(10)和壓縮機陰轉(zhuǎn)子(9)的轉(zhuǎn)子軸向上并且與軸向垂直或成一定角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，其特征在于徑向電渦流傳感器包括陽轉(zhuǎn)子徑向振動電渦流傳感器(5)和陰轉(zhuǎn)子徑向振動電渦流傳感器(6)，分別安裝在壓縮機陽轉(zhuǎn)子(10)和壓縮機陰轉(zhuǎn)子(9)的轉(zhuǎn)子軸向上并且與軸向重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，其特征在于檢測器可以設(shè)置多組，然后與接線箱連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，其特征在于計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括采集器、交換機和服務(wù)器，采集器連接交換機，交換機和服務(wù)器相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，其特征在于服務(wù)器設(shè)置存儲器、瀏覽器和打印機。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，其特征在于檢測器和計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接有UPS。
專利摘要螺桿式壓縮機組在線監(jiān)測裝置，屬于工業(yè)控制領(lǐng)域，包括檢測器和接線箱，其特征在于檢測器包括安裝在電機和壓縮機上的傳感器，檢測器與接線箱相連，接線箱連接計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型可以及時地得到各個環(huán)節(jié)的運行參數(shù)，以便于確定設(shè)備解體檢查的部位，可以有效地避免設(shè)備故障，做到預(yù)知檢修，最大限度地降低設(shè)備維修費用。
文檔編號F04C18/16GK2795491SQ20052008344
公開日2006年7月12日 申請日期2005年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者趙靖一, 楊吉華, 張吉東, 張雁, 田興凱, 盧偉, 王福明 申請人:山東鋁業(yè)股份有限公司