[发明专利]检测活塞机中与流体作用部件相关的故障的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测活塞机中与的流体作用部件(fluid affectedcomponent)相关的故障。本发明尤其涉及这样一种检测活塞机中与的流体作用部件相关的故障的方法，所述方法包括：

将振动传感器连接到所述活塞机(1)的至少一个阀块上或者连接到至少一个阀块附近；

测量所述阀块的振动；

将从所述振动传感器获得的振动信号提供给人或计算机进行分析；以及

分析与揭示所述活塞机中的泄漏相关的信号。

背景技术

术语“流体作用部件”涉及与流过活塞机的流体相接触的部件。典型的流体作用部件有入口阀和排出阀、活塞以及密封件。

检测与活塞机(为了简单起见，下文中将其称为泵)相关的泄漏、对它们进行定位和量化，对于最小化与阀门和活塞故障相关的成本及维修时间很重要。目前的实践没有对定位泄漏提供可靠方法。一个或多个阀门或活塞中的泄漏将会导致容积效率的下降。如果泵以恒速运转，那么这种效率的下降还会导致平均排放压力的下降。但是，压力的下降也可以是泵外部的泄漏所致，甚至是与泄漏无关的流体阻力(flow resistance)降低所致。这种流体阻力的降低可以因为温度和粘性的变化而产生，或者因为一个或多个限流器的旁路而产生。因此，不能利用压力下降来定位泄漏。

泵的部件的其他故障影响流动。坏的阀门弹簧会造成相关阀门闭合较晚，从而降低泵的容积效率。

熟练工人有时候能够通过用简单的听诊器(stethoscope)聆听泵的声音来定位故障(例如阀门泄漏)，听诊器的形式通常是在阀块与人耳之间放置的螺丝刀或木棍。但是这种方法有很多缺点，例如：

——即使是训练有素的工作人员，定位也不可靠。

——通常不可能区分入口阀与排出阀。

——几乎不可能检测因为坏的阀门复位弹簧造成的延迟阀门闭合。

——工作人员必须在危险的地方进行诊断，因为他/她必须在泵运转时非常靠近它。

——工作人员还要暴露在有害的强声压水平下，泵附近的声压常常超过100dBA。

——诊断是耗时的。

——只能以一定的间隔进行检查。

通过多种效应表明阀门或活塞中的泄漏本身能被各种传感器提取。因为不断增加的泄漏而产生的最显著的变化是：

——假设压力的损失不能通过泵浦速率的增加得到补偿，则排放压力开始下降。

——泵的排放压力开始以等于泵旋转周期的周期循环变化。

——泵的吸入压力也开始以相同的周期循环变化。

——低频振动和循环振动增加，特别是在软管(高压软管和低压软管两者)上增加。

——泄漏源附近的泵的高频振动水平增加。

现有技术包括利用前面四个特征来检测泄漏的多种方法。根据美国专利5720598，利用及时测得的至少一个泵的压力并结合泵的旋转速度，来确定和分析用于确定是否存在缺陷以及缺陷类型的泵谐波。然后确定有缺陷的特定泵单元。

专利文献WO 03/087754描述了一种利用主动速率变化测试与谐波分析的组合来对泄漏进行量化和定位的方法。

经验表明，这些现有技术方法在场环境(field environment)下效果不能令人满意。特别是难以精确指出阀门的实际泄漏位置。

如上所述，通过有缺陷的阀门在相反方向流动的泄漏会在阀块中产生高频振动。这种振动可以通过放在泄漏源附近(例如阀块外表面上)的加速计来提取。

美国专利5650943描述了一种利用将变换器(transducer)放置在阀门系统中适当位置的便携设备来获得声音信号的方法。信号通过快速傅立叶变化转换为阀门标记(valve signature)。这种变化标记方法(differential signaturemethod)用于确定阀门泄漏。该方法包括将从实际阀门获得的信号与存储信号作比较，其中，存储信号是从之前制作的数据库获得的。该方法被设计为用于检测静态阀门(也就是通常具有稳态流率的流体通过的阀门)中的泄漏。该方法不是被设计为用于检测检查阀门(用于调整活塞机中的流动)中的泄漏。因此这种方法不能区别阀块中的入口阀与排出阀的泄漏。

发明内容

本发明的目的是克服或减少现有技术中的至少一个缺点。

根据本发明，通过下面的说明书和所附权利要求书公开的特征来实现上述目的。

根据本发明的一种检测活塞机的与流体作用部件相关的故障的方法包括：

将振动传感器连接到所述活塞机(1)的至少一个阀块上；

测量所述阀块的振动；