[发明专利]用于机械系统的预测诊断的系统和方法

说明书

提供一种用于监测机械密封件的预测诊断系统。所述系统自主地检测机械密封件的滑动密封界面内的润滑损耗，所述系统包含：润滑损耗故障模式逻辑模块，其被配置成监测由一个或多个传感器感测的数据并诊断与所述滑动密封界面内的润滑损耗相关的状况；和多个其它故障模式逻辑模块，其被配置成监测由所述一个或多个传感器感测的数据并诊断与已知在机械密封系统中发生的特定类型的机械故障相关的状况，所述润滑损耗故障模式逻辑模块被配置成确定在与所述滑动密封界面内的润滑损耗相关的状况的所述诊断期间启用所述多个其它故障模式逻辑模块中的哪些。

相关申请

本申请要求2016年2月23日提交的美国临时申请第62/298,814号、2016年2月23日提交的美国临时申请第62/298,839号、2016年2月23日提交的美国临时申请第62/298,848号、2016年2月23日提交的美国临时申请第62/298,851号、2016年3月2日提交的美国临时申请第62/302,458号以及2016年3月2日提交的美国临时申请第62/302,451号的权益，所述申请中的每一个以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及机械密封系统。更具体地说，本公开涉及被配置成检测操作状况、提供机械密封系统的实时稳定性评定及预测诊断的系统。

背景技术

机械密封件是一种装置，其被配置成在例如泵、混合器等的装置的静态外壳与旋转轴之间提供密封界面以用于抑制所述装置内的流体逸出和/或外部污染物进入所述装置。机械密封件用于广泛多种工业应用、处理介质和操作条件，其中必须密封旋转轴与静态外壳之间的间隙。

参考图1，描绘了现有技术的机械密封件100的横截面视图。在此描绘中，机械密封件100被配置成抑制流体流和污染物通过固定外壳104与旋转轴106之间的间隙102。机械密封件100大体上包括环状固定环108(也称为主环)和环状旋转环110(也称为配对环)、一对密封件或封盖112、114(其大体上是但当然不限于弹性密封元件，例如O形环)以及偏置构件116。虽然图1中所描绘的机械密封件100包括单对密封环108和110，但是本领域已知的各种机械密封件可包括其它密封界面，例如美国专利第8,857,818号(其被让与给本申请的申请人)中所公开的双重密封实施例，所述专利的内容以引用的方式并入本文中。

在操作时，环状固定环108保持相对于外壳104固定在适当位置。封盖112位于环状固定环108与外壳104之间，以抑制这些组件之间的流体流。环状旋转环110随旋转轴106旋转。封盖114位于环状旋转环110与旋转轴106之间，以抑制这些组件之间的流体流。

环状固定环108和环状旋转环110都包含平滑接触密封面109、111，由此形成滑动密封界面118。因此，机械密封件100的使用使得径向间隙102—流体通常会从中逸出—通过垂直于旋转轴106的平坦滑动密封界面118来密封，并且因此更容易密封。

偏置构件116，例如一个或多个盘簧和/或波纹管布置，可位于旋转轴106上的凸台120与封盖114和/或环状旋转环110之间，以将浮动环状旋转环110朝向环状固定环108推动。以这种方式，偏置构件116通过适应较小轴偏转、因轴承公差引起的轴移动和因制造公差引起的未垂直对准来帮助维持接触密封面109、111之间的接触。

因为环状旋转环110相对于环状固定环108旋转，所以在操作期间，密封面109、111上自然存在一些磨损。具体来说，在存在摩擦和热量产生的情况下可能加速滑动密封界面118的磨损。密封面109、111的过度磨损最终导致机械密封件100的故障。