一种液力透平设备在线监测装置及其使用方法

本发明属于液力透平，具体为一种液力透平设备在线监测装置及其使用方法。

背景技术：

1、液力透平设备是将液体流体工质中的压力能转换为机械能的机械设备，利用液力透平可将工艺流程中的液体余压回收再利用，转换为机械能驱动机械设备，以达到节能的目的。技术上若有20kw回收能量，就可用液力透平设备回收利用。

2、目前的液力透平设备在国外的应用比较广泛，但是在国内的研究却比较少，而且目前的设备不能实现在线监测。如果不能实现对部件及时在线监测，容易使得部件损坏，严重情况下会造成整个设备的损坏，而且目前在检修时，一个部件损坏就要整体停机进行检修，耗费大量人工和时间。

3、公开号为cn116608075a的中国发明专利申请公开了一种含气工况用液力透平性能测试设备，包括：混合罐；气罐，其出气口通过输气管与混合罐的入口连通，输气管上安装有输气泵、气体流量计和第一阀门；储水箱，其出水口通过送水管与混合罐的入口连通，送水管上安装有输水泵和第二阀门；支撑箱；液力透平，设置于支撑箱内，其进液口通过出液管与混合罐的出口连通，出液管上安装有抽液泵；测功机；滑动管，其第一端贯穿支撑箱，并与液力透平的转子连接，其第二端与测功机的转轴连接；振幅检测组件，与支撑箱的内壁连接，且套设有滑动管，用于监测液力透平的转子的振幅；但是并未对轴承、轴、扇叶等相应部件进行在线监测，且不能实现对扇叶表面进行清理和更换，也不能实现对轴承进行降温和自动添加润滑油。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液力透平设备在线监测装置及其使用方法，通过设置清洗机构和更换机构，能够实现对液力透平扇叶表面进行清理和更换；通过设置散热冷却机构和润滑油加注机构，能够实现对轴承进行降温和添加润滑油；通过设置在线监测机构，能够实现对液力透平设备进行在线监测，根据液力透平设备相应部件的运行状况，对相应部件及时更换与防护，能够避免液力透平设备运行异常的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

3、一种液力透平设备在线监测装置，包括底板，底板上设置有液力透平设备，所述底板上设置有用于冷却液力透平设备的散热冷却机构以及用于润滑液力透平设备的润滑油加注机构；所述液力透平设备的两侧设置有位于底板侧面的更换机构和位于底板上的清洗机构，更换机构通过设置在液力透平设备上的第一封闭机构更换液力透平设备，清洗机构通过设置在液力透平设备上的第二封闭机构清洗液力透平设备；所述底板的侧面远离液力透平设备的一侧设置有用于监测液力透平设备的在线监测机构。

4、所述液力透平设备包括液力透平箱体，液力透平箱体的内部设置有液力透平腔，液力透平腔的内部设置有液力透平转轴，液力透平转轴的一端延伸至液力透平腔和液力透平箱体的端壁外，与固定设置在底板上的负载连接，液力透平转轴的另一端延伸至轴承腔中，轴承腔中设置有轴承，轴承的内圈固定套设在液力透平转轴上；位于液力透平腔内的液力透平转轴上均匀设置有若干组通过连接机构连接的液力透平扇叶，每组液力透平扇叶与连接机构成对设置；所述液力透平箱体的顶部设置有输送管，输送管一端与输入管的一端连通，输入管的另一端与输送通道的一端连通，输送通道的另一端与液力透平腔上方腔体的进水口连通；所述液力透平腔下方腔体的出水口与排出管的一端连通，液力透平腔上方腔体的进水口与液力透平腔下方腔体的出水口面对面布设；

5、所述连接机构包括与液力透平转轴固定连接的固定盘，固定盘沿液力透平转轴的轴线方向均匀布置，固定盘周向均匀布设有插入槽，插入槽内设置有与液力透平扇叶固定连接的插入块，插入块的两侧端壁上加工有对称分布的锁紧槽；所述插入槽的端壁上对称加工有夹紧槽，夹紧槽的两侧端壁上对称设置有夹紧电动丝杆，夹紧电动丝杆的一端与夹紧板螺纹连接，夹紧板上且两个夹紧电动丝杆之间对称加工有与锁紧槽连通的锁紧腔，锁紧腔内设置有锁紧电动推杆，锁紧电动推杆通过锁紧腔插入锁紧槽内。

6、所述散热冷却机构包括设置在轴承外圈内的冷却水通道，冷却水通道的进水口与流入管的一端连通，流入管的另一端与冷却水输送管的一端连通，冷却水输送管的另一端与设置在底板上的冷却水箱的出水口连通；冷却水通道的出水口与流出管的一端连通，流出管的另一端与冷却水回流管的一端连通，冷却水回流管的另一端与冷却水箱的进水口连通；所述液力透平转轴上远离轴承的一侧周向均匀设置有位于轴承腔内的散热扇叶。

7、所述润滑油加注机构包括设置在轴承外圈内且位于冷却水通道上方的润滑油通道，润滑油通道的道壁上均匀加工有若干个注入孔，注入孔与轴承的内圈连通，注入孔与冷却水通道错开布设；所述润滑油通道的进油口与固定安装在轴承腔端壁上的输油管的一端连通，输油管的另一端通过设置在液力透平箱体中的加压泵与润滑油输出管的一端连通，润滑油输出管的另一端与设置在底板上的润滑油箱的出油口连通。

8、所述在线监测机构包括设置在底板侧面且靠近冷却水箱的控制台，控制台上设置有输入面板和显示面板，显示面板的信号输入端与设置在控制台内部的控制处理器的信号输出端连接，输入面板的信号输出端与控制处理器的信号输入端连接，控制处理器的信号输出端与电性部件的信号输入端连接；所述控制处理器的信号输入端与震动监测仪的信号输出端连接，震动监测仪设置在位于液力透平箱体内的震动监测腔的腔壁上；所述控制处理器的信号输入端均与若干个扇叶监测摄像头的信号输出端连接，每个扇叶监测摄像头设置在位于液力透平腔内顶部的摄像头安装腔的腔壁上，每个扇叶监测摄像头对应每组液力透平扇叶；所述控制处理器的信号输入端与温度传感器的信号输出端连接，温度传感器设置在轴承的内圈上；所述控制处理器的信号输入端与润滑油监测摄像头的信号输出端连接，润滑油监测摄像头设置在固定杆的一端，固定杆的另一端与输油管固定连接；所述电性部件包括电动转盘、更换电动推杆、更换夹持电动推杆、升降电动推杆、清洗电动推杆、电动清洗喷头、夹紧电动丝杆、锁紧电动推杆、加压泵、第一封闭电机、移动电机、第二封闭电机、辅助清洗电机；

9、所述控制处理器包括获取模块、传输模块、处理模块以及发送模块，获取模块的信号输出端通过传输模块与处理模块的信号输入端连接，处理模块的信号输出端通过传输模块与发送模块信号输入端连接；

10、所述获取模块用于获取温度传感器、润滑油监测摄像头、震动监测仪、扇叶监测摄像头监测到的信息；

11、所述传输模块用于对获取模块获取的信息和处理模块处理后的信息进行传输；

12、所述处理模块用于从获取模块得到信息进行处理；

13、所述发送模块用于对处理模块处理后的信息进行发送。

14、所述第一封闭机构包括贯穿液力透平腔一侧端壁的更换通道，更换通道的端壁上靠近液力透平扇叶的一侧设置有第一封闭槽，第一封闭槽的高度大于更换通道的高度，第一封闭槽内设置有第一封闭板，第一封闭板与第一封闭齿轮啮合，第一封闭齿轮环设在第一封闭齿轮轴的一端，第一封闭齿轮轴的另一端与设置在液力透平腔内的第一封闭电机的动力输出轴连接，第一封闭齿轮轴设置在位于第一封闭槽内侧壁上的第一封闭齿轮腔内。

15、所述更换机构包括设置在底板侧面的更换台，更换台上加工有移动滑槽，移动滑槽内设置有移动丝杆，移动丝杆的一端与设置在更换台内部的移动电机的动力输出轴连接，移动丝杆与移动螺母块螺纹连接，移动螺母块在移动滑槽内沿移动丝杆轴向往复滑动，移动螺母块的顶部与升降电动推杆的一端固定连接，升降电动推杆的另一端与电动转盘固定连接，电动转盘的侧壁上对称设置有更换电动推杆，更换电动推杆的末端与凹槽块连接，凹槽块的内部两侧对称设置有更换夹持电动推杆，更换夹持电动推杆的末端与更换夹持板连接。

16、所述第二封闭机构包括贯穿液力透平腔一侧端壁的清洗通道，清洗通道的端壁上靠近液力透平扇叶的一侧设置有第二封闭滑槽，第二封闭滑槽的高度大于清洗通道的高度，第二封闭滑槽内设置有第二封闭板，第二封闭板与第二封闭齿轮啮合，第二封闭齿轮环设在第二封闭齿轮轴的一端，第二封闭齿轮轴的另一端与设置在液力透平腔内的第二封闭电机的动力输出轴连接，第二封闭齿轮轴设置在位于第二封闭滑槽内侧壁上的第二封闭齿轮腔内。

17、所述清洗机构包括设置在底板上的清洗箱，清洗箱内设置有清洗腔，清洗腔内远离液力透平设备的端壁上设置有清洗电动推杆，清洗电动推杆的末端设置有清洗架，清洗架上均匀加工有清洗槽，每个清洗槽的内部两侧对称设置有清洗刷；所述清洗电动推杆的两侧对称设置有稳定伸缩杆，稳定伸缩杆的一端与清洗腔内远离液力透平设备的腔壁固定连接，稳定伸缩杆的另一端与清洗架固定连接；所述清洗腔的底部设置有与清洗腔连通的收集腔，清洗腔的顶部设置有位于清洗箱内的储水腔，储水腔的底部腔壁上设置有若干个延伸到清洗腔内的电动清洗喷头；所述液力透平转轴靠近排出管的一端通过离合器与辅助清洗电机的动力输出轴连接，辅助清洗电机固定安装在液力透平设备内。

18、本发明还提供了一种液力透平设备在线监测装置的使用方法，包括以下步骤：

19、步骤1：将液体通入输送管，流经输送通道进入液力透平腔中，与液力透平扇叶接触，使得液体工质中的压力能转换为机械能，进而带动液力透平转轴转动，液体最终通过排出管排出；

20、步骤2：液力透平扇叶与液力透平转轴转动的过程中，在线监测机构进行实时监测，将监测到的液力透平扇叶，轴承以及液力透平转轴的相应信息发送给控制处理器进行处理分析，控制处理器将处理分析后的信息发送到显示面板进行显示；对于显示的信息，通过输入面板对相应的电性部件进行控制处理；

21、步骤3：当轴承表面需要降温时，启动散热冷却机构，对轴承表面进行降温；

22、步骤4：当轴承缺少润滑油时，启动润滑油加注机构，对轴承中加入润滑油；

23、步骤5：当液力透平扇叶需要更换时，停止液力透平转轴转动，启动第一封闭机构运动，更换通道被打开；更换时，启动更换机构运动，拆下出现损坏的液力透平扇叶；拆卸时，启动连接机构运动，松开对插入块的夹持，然后拆下损坏的液力透平扇叶，拆下后，将新的液力透平扇叶通过更换通道送入液力透平腔中，使插入块进入插入槽中，再次启动连接机构运动，夹紧对插入块的夹持，更换新的液力透平扇叶；

24、步骤6：当液力透平扇叶表面需要清洗时，启动第二封闭机构运动，清洗通道被打开；清洁时，启动清洗机构运动，使清洗刷运动到与液力透平扇叶表面接触，启动辅助清洗电机，带动液力透平转轴转动，进而带动液力透平扇叶转动，通过清洗刷多次清洗液力透平扇叶表面。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

26、1.本发明通过设置在线监测机构，实现了对液力透平设备中液力透平扇叶、轴承、液力透平转轴的在线监测，并且实现了对监测的数据进行实时显示，便于工作人员进行更直观的了解，及时对相应的部件进行更换和防护，保证了液力透平设备的正常工作，延长了液力透平设备的使用寿命。

27、2.本发明通过设置散热冷却机构和润滑油加注机构，实现了对轴承进行散热防护，并且对轴承表面的温度进行监测，及时对轴承进行降温防护，防止由于温度过高使得轴承发生烫伤和胶合，避免了轴承的损坏，同时实现了对轴承的润滑情况进行及时的监测，及时加注润滑油，保证了轴承的正常工作。

28、3.本发明通过设置清洗机构和更换机构，实现了对有损坏的液力透平扇叶进行及时更换，液力透平扇叶和液力透平转轴之间的连接方式采用可拆卸式的连接方式，便于液力透平扇叶的更换，解决了目前液力透平扇叶出现损坏只能进行整体更换扇叶组的技术问题，节省了成本；并且防止了由于液力透平设备工作一段时间后，液力透平扇叶表面出现一些污渍等，使得液力透平扇叶的重量增加，造成液力透平扇叶转动变慢，通过对液力透平扇叶表面进行及时清洁，保证了液力透平设备的正常运行。