一种应用于真空系统流体物料输送的齿轮泵控制系统的制作方法

1.本发明属于流体物料输送领域，涉及数据分析技术，具体是一种应用于真空系统流体物料输送的齿轮泵控制系统。


背景技术：

2.齿轮泵是工业生产中应用非常多的一种流体物料输送设备，具有结构简单、维修和使用方便等特点，根据生产应用场景的不同，衍生出来很多不同构造和形式，但是在真空系统流体物料输送过程中的应用效果不佳；现有的齿轮泵控制系统在泵启动初期没有被输送物料润滑的情况下，机械密封出现动环静环干摩擦，此时由于高转速导致摩擦面温度急剧上升，导致动环静环摩擦面损坏，密封失效空气漏入，从而无法正常输送液体物料，甚至影响整个生产系统真空，导致无法正常生产；另外，在流体物料的输送过程中，现有的齿轮泵控制系统无法对流体物料的输送状态进行实时监控，且无法在输送状态异常时进行故障排查，导致齿轮泵的使用故障率升高，物料输送效率下降；针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种应用于真空系统流体物料输送的齿轮泵控制系统，用于解决现有的齿轮泵控制系统无法对流体物料的输送状态进行实时监控的问题。
4.本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种对流体物料的输送状态进行实时监控的齿轮泵控制系统。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种应用于真空系统流体物料输送的齿轮泵控制系统，包括处理器，所述处理器通信连接有输送模块、流量监控模块、泄露分析模块以及存储模块；所述输送模块包括底座，所述底座顶部设置有齿轮泵壳体，齿轮泵壳体的两侧分别设置有进口法兰与出口法兰，所述齿轮泵壳体的前后内壁之间设置有两个相互啮合的传动齿轮，传动齿轮上贯穿固定连接有齿轮泵主轴，齿轮泵主轴的前后两端均通过轴孔与齿轮泵壳体内壁转动连接，齿轮泵壳体内部设置有齿轮泵本体，所述齿轮泵本体侧面设置有油封机构；所述流量监控模块用于对齿轮泵本体的物料输送情况进行监控分析：在齿轮泵本体的进口法兰与出口法兰处分别设置进口流量计与出口流量计，在齿轮泵本体运行之后，设定流量监控周期，将流量监控周期分割为若干个流量监控时段，在每个流量监控时段的结束时刻进行进口流量计与出口流量计的数值读取，并将进口流量计与出口流量计的数值分别标记为进口量与出口量，将出口量与进口量的差值标记为流量监控时段的本体存量，将当前流量监控时段的本体存量与上一流量监控时段的本体存量差值的绝对值标记为当前流量监控时段的存量偏差值，通过存储模块获取到存量偏差阈值，将存量偏差值与存量
偏差阈值进行比较并通过比较结果对物料输送状态是否满足要求进行判定，并在物料输送状态不满足要求时通过处理器向泄露分析模块发送泄露分析信号；所述泄露分析模块用于在接收到泄露分析信号后对齿轮泵本体的泄露状态进行检测分析。
6.作为本发明的一种优选实施方式，油封机构包括机械密封腔体，所述机械密封腔体通过密封连接垫、锁紧螺母与齿轮泵本体的侧面固定连接，机械密封腔体内部自左向右依次设置有动环定位螺栓、机械密封动环、高温密封圈、静环密封垫以及机械密封静环；所述机械密封静环上端通过固定销与机械密封腔体配合连接，所述机械密封腔体的两个内侧壁之间贯穿连接有齿轮泵主轴，所述齿轮泵主轴远离齿轮泵本体一端的表面设置有主轴键销槽，所述齿轮泵主轴的外表面设置有高温油封；所述机械密封腔体的外部设置有透明油杯，透明油杯的输出端固定连通有油管，油管远离透明油杯的一端延伸至机械密封腔体的内部，所述油管靠近透明油杯的一端设置有油阀。
7.作为本发明的一种优选实施方式，存量偏差值与存量偏差阈值的比较过程包括：若存量偏差值小于存量偏差阈值，则判定齿轮泵本体的物料输送状态满足要求，流量监控模块向处理器发送输送正常信号；若存量偏差值大于等于存量偏差阈值，则判定齿轮泵本体的物料输送状态不满足要求，流量监控模块向处理器发送输送异常信号，处理器接收到输送异常信号后生成泄露分析信号并将泄露分析信号发送至泄露分析模块。
8.作为本发明的一种优选实施方式，泄露分析模块在接收到泄露分析信号后对齿轮泵本体的泄露状态进行检测分析的具体过程包括：在齿轮泵本体的前后表面设置温度传感器，将两个温度传感器检测到的温度值中数值最大的温度值标记为齿轮泵本体的温度表现值，在透明油杯内设置液位计，通过液位计实时获取透明油杯内的液位值；在接收到泄露分析信号之后获取齿轮泵本体的温度影响系数wy；通过存储模块获取到温度影响阈值wymax，将齿轮泵本体的温度影响系数wy与温度影响阈值wymax进行比较并通过比较结果对输送状态异常是否与泄露有关进行判定。
9.作为本发明的一种优选实施方式，齿轮泵本体的温度影响系数wy的获取过程包括：将当前流量监控时段内的温度表现值标记为现温值xw，将当前流量监控时段内的温度表现值与上一流量监控时段内的温度表现值的差值标记为温升值ws，通过对现温值xw与温升值ws进行数值计算得到齿轮泵本体的温度影响系数wy。
10.作为本发明的一种优选实施方式，温度影响系数wy与温度影响阈值wymax的比较过程包括：若温度影响系数wy大于等于温度影响阈值wymax，则判定齿轮泵本体的物料输送异常与密封泄露有关，获取当前液位值与透明油杯的初始液位值，将当前液位值与初始液位值的差值标记为液差值，通过存储模块获取到液差阈值，将液差值与液差阈值进行比较：若液差值小于液差阈值，则判定密封泄露为油封泄露，泄露分析模块向处理器发送油封泄露信号；若液差值大于等于液差阈值，则判定密封泄露为机械泄露，泄露分析模块向处理器发送机械泄露信号；若温度影响系数wy小于温度影响阈值wymax，则判定齿轮泵本体的物料输送异常与密封泄露无关，泄露分析模块向处理器发送驱动检测信号。
11.该应用于真空系统流体物料输送的齿轮泵控制系统的工作方法，包括以下步骤：步骤一：在透明油杯中加入注润滑液体，通过润滑液体对主机械密封静环和轴间隙中的动环和静环摩擦面进行润滑，使动环静环在高速转动时不会出现干摩擦情况；
步骤二：通过流量监控模块对齿轮泵本体的物料输送状态进行监控分析：在齿轮泵本体运行之后，在每个流量监控时段的结束时刻进行进口流量计与出口流量计的数值读取与数值计算并得到流量监控时段的存量偏差值，通过存量偏差值的数值大小对齿轮泵的物料输送状态是否满足要求进行判定；步骤三：通过泄露分析模块对齿轮泵本体的泄露状态进行检测分析：在接收到泄露分析信号之后，将当前流量监控时段内的温度表现值标记为现温值，将当前流量监控时段内的温度表现值与上一流量监控时段内的温度表现值的差值标记为温升值，对现温值与温升值进行数值计算得到温度影响系数，通过温度影响系数与液差值的数值大小对物料输送异常的原因进行判定。
12.本发明具备下述有益效果：1、本发明是通过改善物料在进泵前的供给，使物料在真空环境下齿轮泵输送效率得到很大的提升，在原有的机械密封的基础上加以改进，加装油封进行空载润滑，保证主机械密封静环和轴间隙中有润滑液体可以润滑动环和静环摩擦面，从而在齿轮泵运行过程中也可以直接观察油杯液位情况，判断机械密封使用状态，减少因为齿轮泵泄露故障导致的生产不合格产品，甚至停机的情况发生；2、通过流量监控模块可以对齿轮泵本体的物料输送状态进行监控分析，通过分时段监控的方式，在每一个流量监控时段的结束时刻进行存量计算，从而通过每一个时段的存量偏差值对流量监控时段的物料输送状态进行反馈，在出现输送异常时及时进行反馈与处理，防止出现更为严重的事故；3、通过泄露分析模块可以在齿轮泵本体输送异常时对齿轮泵本体的泄露状态进行检测，从而对导致输送异常的原因进行判定，另外，在确定输送异常的原因为泄露时，对齿轮泵本体的泄露特征进行分析，自动对机械泄露、油封泄露进行排查，提高泄漏处理效率。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本发明实施例一中的系统框图；图2为本发明实施例一中齿轮泵本体的结构主视剖视图；图3为本发明实施例一中油封机构的结构示意图；图4为本发明实施例二中的方法流程图。
15.图中：1、进口法兰；2、齿轮泵壳体；3、传动齿轮；4、轴孔；5、出口法兰；6、底座；7、齿轮泵本体；8、密封连接垫；9、锁紧螺母；10、机械密封腔体；11、固定销；12、透明油杯；13、油阀；14、油管；15、压盖；16、齿轮泵主轴；17、主轴键销槽；18、高温油封；19、机械密封静环；20、静环密封垫；21、高温密封圈；22、机械密封动环；23、动环定位螺栓。
具体实施方式
16.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
17.实施例一如图1所示，一种应用于真空系统流体物料输送的齿轮泵控制系统，包括处理器，处理器通信连接有输送模块、流量监控模块、泄露分析模块以及存储模块。
18.如图2-3所示，输送模块包括底座6，底座6顶部设置有齿轮泵壳体2，齿轮泵壳体2一般采用铸钢、铸铁或不锈钢材质铸成，有带保温夹套和无夹套两种；齿轮泵壳体2的两侧分别设置有进口法兰1与出口法兰5，进口法兰1与出口法兰5均通过扩口处理，在真空情况下能改善液体物料流动性，提高泵工作效率；齿轮泵壳体2的前后内壁之间设置有两个相互啮合的传动齿轮3，传动齿轮3上贯穿固定连接有齿轮泵主轴16，齿轮泵主轴16的前后两端均通过轴孔4与齿轮泵壳体2内壁转动连接，齿轮泵壳体2内部设置有齿轮泵本体7，齿轮泵本体7侧面设置有油封机构，油封机构包括机械密封腔体10，机械密封腔体10通过密封连接垫8、锁紧螺母9与齿轮泵本体7的侧面固定连接，密封连接垫8一般由聚四氟乙烯材料制成；机械密封腔体10内部自左向右依次设置有动环定位螺栓23、机械密封动环22、高温密封圈21、静环密封垫20以及机械密封静环19；机械密封静环19上端通过固定销11与机械密封腔体10配合连接，机械密封腔体10的两个内侧壁之间贯穿连接有齿轮泵主轴16，齿轮泵主轴16远离齿轮泵本体7一端的表面设置有主轴键销槽17，齿轮泵主轴16的外表面设置有高温油封18，通过高温油封18锁紧转动的齿轮泵主轴16，使密封腔内的液体不泄露；机械密封腔体10的外部设置有透明油杯12，透明油杯12的输出端固定连通有油管14，油管14远离透明油杯12的一端延伸至机械密封腔体10的内部，油管14靠近透明油杯12的一端设置有油阀13，机械密封腔体10在远离齿轮泵本体7的一端设置有压盖15；通过改善物料在进泵前的供给，使物料在真空环境下齿轮泵输送效率得到很大的提升，在原有的机械密封的基础上加以改进，加装油封进行空载润滑，保证主机械密封静环19和轴间隙中有润滑液体可以润滑动环和静环摩擦面，从而在齿轮泵本体7运行过程中也可以直接观察油杯液位情况，判断机械密封使用状态，减少因为齿轮泵泄露故障导致的生产不合格产品，甚至停机的情况发生。
19.流量监控模块用于对齿轮泵本体7的物料输送情况进行监控分析：在齿轮泵本体7的进口法兰1与出口法兰5处分别设置进口流量计与出口流量计，在齿轮泵本体7运行之后，设定流量监控周期，将流量监控周期分割为若干个流量监控时段，在每个流量监控时段的结束时刻进行进口流量计与出口流量计的数值读取，并将进口流量计与出口流量计的数值分别标记为进口量与出口量，将出口量与进口量的差值标记为流量监控时段的本体存量，将当前流量监控时段的本体存量与上一流量监控时段的本体存量差值的绝对值标记为当前流量监控时段的存量偏差值，通过存储模块获取到存量偏差阈值，将存量偏差值与存量偏差阈值进行比较：若存量偏差值小于存量偏差阈值，则判定齿轮泵本体7的物料输送状态满足要求，流量监控模块向处理器发送输送正常信号；若存量偏差值大于等于存量偏差阈值，则判定齿轮泵本体7的物料输送状态不满足要求，流量监控模块向处理器发送输送异常信号，处理器接收到输送异常信号后生成泄露分析信号并将泄露分析信号发送至泄露分析
模块；对齿轮泵本体7的物料输送状态进行监控分析，通过分时段监控的方式，在每一个流量监控时段的结束时刻进行存量计算，从而通过每一个时段的存量偏差值对流量监控时段的物料输送状态进行反馈，在出现输送异常时及时进行反馈与处理，防止出现更为严重的事故。
20.泄露分析模块用于在接收到泄露分析信号后对齿轮泵本体7的泄露状态进行检测分析：在齿轮泵本体7的前后表面设置温度传感器，将两个温度传感器检测到的温度值中数值最大的温度值标记为齿轮泵本体7的温度表现值，在透明油杯12内设置液位计，通过液位计实时获取透明油杯12内的液位值；在接收到泄露分析信号之后，将当前流量监控时段内的温度表现值标记为现温值xw，将当前流量监控时段内的温度表现值与上一流量监控时段内的温度表现值的差值标记为温升值ws，通过公式wy=α1*xw α2*ws得到齿轮泵本体7的温度影响系数wy，温度影响系数是一个反映物料输送异常与齿轮泵本体7泄露之间的关联程度的数值，温度影响系数的数值越大，则表示物料输送异常与齿轮泵本体7泄露之间的关联程度越高；其中α1与α2均为比例系数，且α1＞α2＞1；通过存储模块获取到温度影响阈值wymax，将齿轮泵本体7的温度影响系数wy与温度影响阈值wymax进行比较：若温度影响系数wy大于等于温度影响阈值wymax，则判定齿轮泵本体7的物料输送异常与密封泄露有关，获取当前液位值与透明油杯12的初始液位值，将当前液位值与初始液位值的差值标记为液差值，通过存储模块获取到液差阈值，将液差值与液差阈值进行比较：若液差值小于液差阈值，则判定密封泄露为油封泄露，泄露分析模块向处理器发送油封泄露信号；若液差值大于等于液差阈值，则判定密封泄露为机械泄露，泄露分析模块向处理器发送机械泄露信号；若温度影响系数wy小于温度影响阈值wymax，则判定齿轮泵本体7的物料输送异常与密封泄露无关，泄露分析模块向处理器发送驱动检测信号；在齿轮泵本体7输送异常时对齿轮泵本体7的泄露状态进行检测，从而对导致输送异常的原因进行判定，另外，在确定输送异常的原因为泄露时，对齿轮泵本体7的泄露特征进行分析，自动对机械泄露、油封泄露进行排查，提高泄漏处理效率。
21.实施例二如图4所示，一种应用于真空系统流体物料输送的齿轮泵控制方法，包括以下步骤：步骤一：在透明油杯12中加入注润滑液体，通过润滑液体对主机械密封静环19和轴间隙中的动环和静环摩擦面进行润滑，使动环静环在高速转动时不会出现干摩擦情况；步骤二：通过流量监控模块对齿轮泵本体7的物料输送状态进行监控分析：在齿轮泵本体7运行之后，在每个流量监控时段的结束时刻进行进口流量计与出口流量计的数值读取与数值计算并得到流量监控时段的存量偏差值，通过存量偏差值的数值大小对齿轮泵本体7的物料输送状态是否满足要求进行判定；步骤三：通过泄露分析模块对齿轮泵本体7的泄露状态进行检测分析：在接收到泄露分析信号之后，将当前流量监控时段内的温度表现值标记为现温值，将当前流量监控时段内的温度表现值与上一流量监控时段内的温度表现值的差值标记为温升值，对现温值与温升值进行数值计算得到温度影响系数，通过温度影响系数与液差值的数值大小对物料输送异常的原因进行判定。
22.一种应用于真空系统流体物料输送的齿轮泵控制系统，工作时，在透明油杯12中
加入注润滑液体，通过润滑液体对主机械密封静环19和轴间隙中的动环和静环摩擦面进行润滑，使动环静环在高速转动时不会出现干摩擦情况；通过流量监控模块对齿轮泵本体7的物料输送状态进行监控分析，在齿轮泵本体7运行之后，在每个流量监控时段的结束时刻进行进口流量计与出口流量计的数值读取与数值计算并得到流量监控时段的存量偏差值，通过存量偏差值的数值大小对齿轮泵本体7的物料输送状态进行反馈，并在物料输送状态异常时通过泄漏检测模块进行泄漏检测分析。
23.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
24.上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式wy=α1*xw α2*ws；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的温度影响系数；将设定的温度影响系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1以及α2的取值分别为4.48和3.25；系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的温度影响系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如温度影响系数与现温值的数值成正比。
25.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
26.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。