[实用新型]一种化工离心泵用联轴器集成式光纤在线监测扭矩装置

说明书

一种化工离心泵用联轴器集成式光纤在线监测扭矩装置，包括膜片联轴器、护罩、光栅环和光纤传感器，膜片联轴器设置在护罩的内腔中，且膜片联轴器的两端分别连接离心泵轴和电动机轴，光栅环设置有两组，每组光栅环均包括有左半环和右半环，左半环和右半环上均各自分布有若干黑白相间的条纹，两组光栅环分别通过螺栓固定安装在膜片联轴器中间段两端的法兰上；光纤传感器包括探头和安装座，安装座固定安装在护罩上，探头穿过护罩且分别与两组光栅环的外环面的中间位置相对应。本实用新型克服了现有技术的不足，适用于易燃易爆环境，采用无源非接触式光纤探头测量相位差，可实时测量联轴器的扭矩，监控离心泵的运行载荷变化。

技术领域

本实用新型涉及联轴器扭矩监测技术领域，具体涉及一种化工离心泵用联轴器集成式光纤在线监测扭矩装置。

背景技术

石化行业工艺离心泵的应用主要有大流量、高扬程、耐高温、耐腐蚀性、高可靠性等特点，一般均用于爆炸危险性介质或毒性程度为极度和高度危害介质的场合，对离心泵运行的可靠性要求极高，一旦因为工艺条件的变化引起离心泵超载荷运行，会影响离心泵的可靠性和使用寿命，严重的可能会导致离心泵损坏，从而装置停车，给用户带来非常大经济损失。因此如何实时监控离心泵的运行负荷变化是非常重要。

目前国内外的扭矩测量产品主要采用的技术方案有：

应变型电阻应变片式，其测量原理为根据被测弹性旋转轴受扭矩后，其表面产生与扭矩值相对应的应变ε，在ε₄₅₀和ε₁₃₅₀的位置贴置应变片、组成四臂电桥，应变片的阻值随ε的变化而变化。然后旋转轴上的信号，通过集流环或电磁耦合或无线数据发射输出，经二次仪表信号调理、处理、显示或储存。此方法测量扭矩，应变片及信号发射必须供应24V电源，很难满足防爆设计，只能应用在安全的环境，一般用于离心泵出厂试验测量扭矩，而且应变式扭矩仪为单独组件，无法集成到联轴器了，需要在扭矩仪测量轴上加装滚动轴承，结构复杂，不能应用于3500rpm以上的离心泵。如果在现场在线使用，还增加了离心泵轴系的长度，且需多配置一套联轴器，增加了设备投资成本。

相位差型---磁电式、振弦式、磁阻脉冲式，其测量原理为根据被测弹性轴受扭矩后，其在轴向距离L产生的相对扭转变形角θ，变形角θ与扭矩成正比，据此原理，在测量方案中有磁电式、振弦式、应变式、磁阻脉冲式。此方法测量扭矩，也要采用有源的传感器探头，必须供应24V电源，同样也无法做到完全符合防爆仪表的设计要求，无法用于易燃易爆的环境；且磁电式传感器会使离心泵主轴磁化，影响离心泵轴系上其他传感器的测量精度，如轴承测温、轴承测振传感器等。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种化工离心泵用联轴器集成式光纤在线监测扭矩装置，克服了现有技术的不足，设计合理，适用于易燃易爆环境，采用无源非接触式光纤探头测量相位差，可实时测量联轴器的扭矩，监控离心泵的运行载荷变化。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种化工离心泵用联轴器集成式光纤在线监测扭矩装置，包括膜片联轴器、护罩、光栅环和光纤传感器，所述膜片联轴器设置在护罩的内腔中，且所述膜片联轴器的两端分别连接离心泵轴和电动机轴，所述光栅环设置有两组，每组光栅环均包括有左半环和右半环，所述左半环和右半环上均各自分布有若干黑白相间的条纹，两组光栅环分别通过螺栓固定安装在膜片联轴器中间段两端的法兰上；

所述光纤传感器包括探头和安装座，所述安装座固定安装在护罩上，所述探头穿过护罩且分别与两组光栅环的外环面的中间位置相对应。

优选地，所述护罩包括上护罩和下护罩，所述上护罩和下护罩均为半圆柱状结构，所述上护罩和下护罩采用无火花铝合金材料轴向剖分设计，所述上护罩和下护罩之间通过螺纹连接固定。

优选地，所述下护罩下表面两侧均固定连接有护罩支腿。