專利名稱：設備的密封控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及密封領域，更具體地，涉及一種設備的密封控制方法。
背景技術：
碳纖維具有高強、高模、耐高溫的特性，是公認的三大高性能纖維之一，目前其作為增強材料應用于航空航天、風力發(fā)電、體育器材等多個行業(yè)。由于碳纖維直接關系到航空航天技術的發(fā)展，因此其生產技術及設備高度保密，一直受日本及西方國家壟斷，我國只能小批量生產低端產品，并且產品性能極不均勻。目前，主流的碳纖維生產工藝是以日本東麗公司為代表的聚丙烯腈(PAN)工藝路線，其高端產品T800、T1000的力學性能優(yōu)異，而我國生產的產品很難達到相應的性能指標。通過大量研究，國內大部分相關研究人員已經認同PAN原絲的性能會直接影響碳纖維的性能，而蒸汽牽伸是生產優(yōu)質PAN原絲的關鍵環(huán)節(jié)之一。通過蒸汽牽伸，在降低PAN原絲的纖度、提高纖維取向度和強度的基礎上，可以大幅提高PAN分子鏈段排列的規(guī)整度，使其原絲更加均勻，有利于提高最終碳纖維的力學性能指標。在PAN原絲的蒸汽牽伸環(huán)節(jié)中，關鍵是如何實現牽伸工藝，因此其牽伸設備(即蒸汽牽伸熱箱)則顯得尤為重要。由于水蒸汽的熱焓遠遠高于其它常規(guī)氣體(如co2、N2、空氣等)的熱焓，且其在轉變?yōu)橐簯B(tài)水時會釋放出大量的潛熱，因此，水蒸汽是一種非常理想的加熱介質。不過，由于常壓(即1個大氣壓)下水蒸汽的溫度僅為100°c，而PAN原絲的牽伸溫度則需要在100°C以上，因此，現有技術中的蒸汽牽伸熱箱無法滿足其牽伸工藝。進一步，水蒸汽的溫度與其壓力有關，如果想要得到更高溫度的水蒸汽，必須升高其壓力。因此，對于用于PAN原絲的蒸汽牽伸熱箱來說，其內部壓力均要求高于1個大氣壓，有相關文獻報道表明，最高壓力需達到5個大氣壓。由于蒸汽牽伸熱箱內部必須保證蒸汽壓力以維持牽伸所需溫度，同時必須設計出纖維由外部進入其內部牽伸后再出來的運行通道(即牽伸絲道)，而且還必須要求水蒸氣在泄壓過程中流速穩(wěn)定，不能對牽伸纖維產生擾動，因此，蒸汽牽伸熱箱的設計難度非常大，其內部結構嚴格屬于技術秘密，相關報道也非常少，而且擁有該設備的企業(yè)也不會出賣該設備。正因為如此，國內相關企業(yè)將研究重點轉移到該蒸汽牽伸熱箱的研究開發(fā)方面，近幾年國內相關報道也逐漸增多。碳纖維在工藝上要求蒸汽牽伸熱箱內部牽伸區(qū)域的蒸汽壓力達到4個大氣壓以上，在這種情況下，會造成蒸汽牽伸熱箱內外具有較大的壓力差。為了保證牽伸段的蒸汽壓力，減小蒸汽耗用量，因此，在牽伸段的兩端均設計了較長的泄壓段，使得設備總長度超過 5m，而絲道高度僅5mm，寬度為50mm。為了實現平穩(wěn)泄壓，蒸汽牽伸熱箱的內部結構非常復雜，對加工精度要求很高，因此，現有技術中的蒸汽牽伸熱箱多采用上下對稱兩部分，待加工完成后將這兩部分利用螺栓緊固成一完整的蒸汽牽伸熱箱，上下兩部分之間通過螺栓緊固的方式進行密封?，F有技術中的蒸汽牽伸熱箱由于使用螺栓緊固的方式密封，且僅使用一道密封元件，比如法蘭密封結構，因此，現有技術中的蒸汽牽伸熱箱沒有考慮經常拆卸的問題，僅僅是在密封元件老化時根據需要進行更換和拆卸，因此在需要經常拆卸或開啟的場合很不方便，而且在拆卸后通常需更換密封元件；進一步，由于僅使用一道密封元件，因此，一旦發(fā)生意外造成密封不嚴，則被密封的物質將會直接發(fā)生泄漏，從而對外界產生影響，甚至造成安全事故。此外，這種通過螺栓緊固的密封方式，雖然可滿足工藝要求，但是該結構為非開啟式的，這種非開啟式的結構將會產生兩個問題一是纖維穿過既長且狹小的牽伸絲道(在行業(yè)中俗稱生頭)的難度將非常之大；二是在牽伸過程中一旦出現斷絲(在行業(yè)中俗稱斷頭)，將會發(fā)生絲束堵塞牽伸絲道的現象，此時，只能通過拆除所有螺栓的方式將上下兩部分打開以進行清理，操作起來非常不方便，也勢必會嚴重影響正常生產。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種設備的密封控制方法，以解決具有需要打開或閉合的密封面的設備的密封問題。為解決上述技術問題，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種設備的密封控制方法， 包括檢測設備的可分離或結合的第一待密封部和第二待密封部的接觸面處的第一密封元件和第二密封元件之間的區(qū)域內的壓力；當區(qū)域內的壓力變大時，增大第一待密封部與第二待密封部的接觸面之間的接觸壓力，以增強第一密封元件和第二密封元件的密封。 進一步地，當區(qū)域內的壓力超過第一設定值后，才增大接觸壓力。進一步地，當區(qū)域內的壓力超過第二設定值后，發(fā)出報警信號。進一步地，當接觸壓力超過一預定的接觸壓力值，且區(qū)域內的壓力超過第二設定值后，發(fā)出報警信號。進一步地，提供用于對區(qū)域進行泄壓的泄壓閥，當區(qū)域內的壓力達到第三設定值時，泄壓閥開始泄壓。本發(fā)明中的設備的密封控制方法通過對設置在第一待密封部與第二待密封部之間的第一、第二密封元件之間區(qū)域內的壓力的檢測，從而判斷出第一密封元件或第二密封元件是否發(fā)生泄漏及泄漏的程度，并能通過對施加在第一密封元件與第二密封元件上的接觸壓力的調節(jié)，來調節(jié)第一待密封部與第二待密封部之間的密封效果。


構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1示意性示出了本發(fā)明中密封結構的局部示意圖；以及圖2示意性示出了一個實施例中的控制原理圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。本發(fā)明提供一種設備的密封控制方法，該方法包括檢測設備的可分離或結合的第一待密封部和第二待密封部的接觸面處的第一密封元件和第二密封元件之間的區(qū)域內的壓力；當該區(qū)域內的壓力變大時，增大第一待密封部與第二待密封部的接觸面之間的接觸壓力，以增強第一密封元件和第二密封元件的密封。優(yōu)選地，第一密封元件是0形或方形密封元件，第二密封元件是Y形或V形密封元件，第一密封元件設置在靠近設備的內側的第一側，第二密封元件設置在靠近設備的外側的第二側；其中，第一密封元件為主要密封元件，在保證設備內部所需壓力的同時，最大限度地防止設備內部被密封的介質發(fā)生泄漏；第二密封元件為輔助密封元件，相當于二次防線，其用于避免已經泄漏到第一密封元件和第二密封元件之間的被密封的介質泄漏至設備的外部，通過這種方式，不但增加了安全性，而且延長了設備的使用期限。需要特別說明的是，第一密封元件和第二密封元件也可以采用相同的截面形式。優(yōu)選地，第一密封元件和第二密封元件是氟橡膠制成的。由于第一密封元件與第二密封元件之間的區(qū)域內的壓力可以用來表明第一待密封部的密封是否存在泄漏，因此，通過對該壓力的檢測結果，就能實時控制第一待密封部與第二待密封部之間的接觸壓力，以達到調節(jié)密封的作用，例如，當檢測到壓力變大時，表明第一待密封部的密封存在泄漏，此時，通過增大第一待密封部與第二待密封部之間的壓力，迫使第一密封元件與第二密封元件發(fā)生足夠的變形，以達到增強密封的作用。從理論上來說，對第一待密封部與第二待密封部之間的接觸面施加一個最小的接觸壓力值，即可保證在第一待密封部和第二待密封部產生足夠的密封，但是接觸面及第一、 第二密封元件之間的非常微小的差別即可導致該最小接觸壓力值發(fā)生變化，并且隨著使用期限的延長，該最小接觸壓力值也會增大，因此在實踐中，需要盡量給接觸面施加一個較大接觸壓力；但是，過大的接觸壓力會縮短第一、第二密封元件的使用壽命。進一步，當對接觸面施加的接觸壓力超過某設定值后，仍有輕微泄漏產生，則可認為密封已經開始失效。為此，當該區(qū)域內的壓力超過第一設定值后，才增大接觸壓力。優(yōu)選地，當區(qū)域內的壓力超過第二設定值后，發(fā)出報警信號；進一步，當接觸壓力超過一預定的接觸壓力值，且該區(qū)域內的壓力超過第二設定值后，才發(fā)出報警信號；此時表明第一密封元件已經開始失效，因此， 操作人員可利用該報警信號的提示進行諸如更換第一密封元件的操作。優(yōu)選地，第一設定值可以與第二設定值相等。優(yōu)選地，在第一密封元件與第二密封元件之間的區(qū)域內設置一腔體，由第一密封元件泄漏到該區(qū)域內的介質存在于該腔體內，并具有一定的壓力，因此，只需要實時檢測該腔體內的壓力即可得到第一密封元件和第二密封元件之間的區(qū)域內的壓力。優(yōu)選地，本方法提供用于對該區(qū)域進行泄壓的泄壓閥，當區(qū)域內的壓力達到第三設定值和/或接觸壓力達到預定的值時，泄壓閥開始泄壓。優(yōu)選地，將泄壓閥設置在第二待密封部的安裝孔內。優(yōu)選地，該安裝孔與上述腔體連通，以便進行泄壓操作。優(yōu)選地，本方法提供用于提供接觸壓力的接觸壓力調節(jié)單元，該接觸壓力調節(jié)單元還可用于開啟和閉合第一待密封部與第二待密封部。例如，該接觸壓力調節(jié)單元可以是多個油缸或氣缸，通過操作該油缸或氣缸，既能夠調節(jié)接觸壓力，還能實現第一待密封部與第二待密封部的開啟和閉合。優(yōu)選地，本方法還提供一控制單元，控制單元根據壓力檢測單元檢測到的壓力，控制接觸壓力調節(jié)單元動作。下面結合圖1-2通過一個具體的實施例對本發(fā)明中的密封控制方法進行詳細說明。
如圖1所示，對于某一設備來說，該設備包括可開啟或閉合的第一待密封部1和第二待密封部2，第一待密封部1和第二待密封部2的接觸面之間設置有第一密封元件3和第二密封元件4，從而在第一待密封部1與第二待密封部2之間形成密封結構；該設備還包括接觸壓力調節(jié)單元(未示出)，其作用于第一待密封部1和/或第二待密封部2，以便調節(jié)第一待密封部1與第二待密封部2的接觸面之間的接觸壓力；第一密封元件3和第二密封元件4之間設置有壓力檢測單元5，當壓力檢測單元5檢測到第一密封元件3和第二密封元件4之間的區(qū)域內的壓力增大時，接觸壓力調節(jié)單元增大接觸壓力，以增強第一密封元件3 和第二密封元件4的密封。優(yōu)選地，在第一待密封部1上設置有用于安裝壓力檢測單元5的第一安裝孔。在第一密封元件3與第二密封元件4之間的區(qū)域內設置有腔體7，由第一密封元件3泄漏到該區(qū)域內的介質存在于該腔體7內，并具有一定的壓力。優(yōu)選地，第一安裝孔與腔體7連通， 以便于使壓力檢測單元5能夠實時檢測到由于泄漏而在該區(qū)域內產生的壓力。優(yōu)選地，設備還包括用于對該區(qū)域進行泄壓的泄壓閥(未示出)，當該區(qū)域內的壓力達到第三設定值時，泄壓閥開始泄壓。優(yōu)選地，第二待密封部2上設置有用于安裝泄壓閥的第二安裝孔6，該第二安裝孔6的第一端與腔體7連通，其第二端與該泄壓閥連接，因此， 當該區(qū)域內的壓力達到第三設定值時，可以方便地通過泄壓閥將該區(qū)域內的壓力釋放，以形成對第一待密封部1和第二待密封部2之間的密封的保護，同時，也保護了第一密封元件 3和第二密封元件4，延長了第一密封元件3和第二密封元件4的使用壽命。如圖2所示，該方法還提供控制單元8，控制單元8根據壓力檢測單元5檢測到的壓力，控制接觸壓力調節(jié)單元9動作，以實現第一待密封部1與第二待密封部2的開啟或閉合，還能實現對接觸壓力的調節(jié)。優(yōu)選地，接觸壓力調節(jié)單元9通過液壓電磁閥10與液壓泵11連接，液壓泵11受電機12的驅動而運轉，從而為接觸壓力調節(jié)單元9提供動力。液壓泵11的輸出壓力通過壓力傳感器13反饋給控制單元8，以便于對提供的接觸壓力進行檢測及發(fā)出上述報警信號。泄壓閥14、液壓電磁閥10和電機12分別與控制單元8電連接，并接受控制單元8的控制。優(yōu)選地，壓力檢測單元5包括電子壓力傳感器，優(yōu)選地，該電子壓力傳感器的量程為1. OMPa ；優(yōu)選地，控制單元8為PLC控制器或壓力控制表；優(yōu)選地，液壓電磁閥10是電磁三通閥。結合圖1-2可知，通過該方法控制該設備的使用過程如下首先，在初次使用時，通過控制單元將第一待密封部與第二待密封部關閉，然后在設備的正常工作狀態(tài)下觀察設備的密封面(即第一待密封部與第二待密封部的接觸面)， 如果沒有發(fā)現泄漏現象，同時壓力檢測單元所反饋的壓力值為零，則說明密封良好。其次，隨著使用時間的延長，壓力檢測單元反饋的壓力逐漸增加，則說明在第一密封單元處發(fā)生輕微的泄漏，而設備的外部尚未發(fā)現泄漏，此時就體現出了兩道密封的優(yōu)越性，即雖然發(fā)生了泄漏，但被泄漏的介質沒有直接泄漏到設備的外部，從而提高了安全性， 避免了事故的發(fā)生。當壓力超過第一設定值時，增大第一待密封部與第二待密封之間的接觸壓力；當區(qū)域內的壓力達到第三設定值和/或接觸壓力達到預定的值后，控制單元向泄壓閥發(fā)出指令，使泄壓閥開啟以進行泄壓操作，進一步，當壓力檢測單元反饋的壓力信號為零后，控制單元向泄壓閥發(fā)出指令，從而關閉泄壓閥。再次，隨著時間的延長，壓力檢測單元反饋的壓力又會逐步增大，當該信號值再次超過第一設定值時，控制單元又將重復依次對相關部件發(fā)出上述指令，以減小第一密封元件的泄漏量，如此反復。最后，當接觸壓力超過一預定的接觸壓力值時，且壓力檢測單元反饋的壓力超過第二設定值時，此時控制單元發(fā)出報警信號，以提示操作人員更換第一和/或第二密封元件。下表對采用現有技術中的密封方法與采用本發(fā)明中的密封控制方法的設備的性能指標進行了對比
權利要求
1.一種設備的密封控制方法，其特征在于，包括檢測所述設備的可分離或結合的第一待密封部和第二待密封部的接觸面處的第一密封元件和第二密封元件之間的區(qū)域內的壓力；當所述區(qū)域內的壓力變大時，增大所述第一待密封部與第二待密封部的接觸面之間的接觸壓力，以增強所述第一密封元件和第二密封元件的密封。
2.根據權利要求1所述的密封控制方法，其特征在于，當所述區(qū)域內的壓力超過第一設定值后，才增大所述接觸壓力。
3.根據權利要求1所述的密封控制方法，其特征在于，當所述區(qū)域內的壓力超過第二設定值后，發(fā)出報警信號。
4.根據權利要求1所述的密封控制方法，其特征在于，當所述接觸壓力超過一預定的接觸壓力值，且所述區(qū)域內的壓力超過第二設定值后，發(fā)出報警信號。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的密封控制方法，其特征在于，提供用于對所述區(qū)域進行泄壓的泄壓閥，當所述區(qū)域內的壓力達到第三設定值時，所述泄壓閥開始泄壓。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種設備的密封控制方法，包括檢測設備的可分離或結合的第一待密封部和第二待密封部的接觸面處的第一密封元件和第二密封元件之間的區(qū)域內的壓力；當區(qū)域內的壓力變大時，增大第一待密封部與第二待密封部的接觸面之間的接觸壓力，以增強第一密封元件和第二密封元件的密封。本發(fā)明中的設備的密封控制方法通過對設置在第一待密封部與第二待密封部之間的第一、第二密封元件之間區(qū)域內的壓力的檢測，從而判斷出第一密封元件或第二密封元件是否發(fā)生泄漏及泄漏的程度，并能通過對施加在第一密封元件與第二密封元件上的接觸壓力的調節(jié)，來調節(jié)第一待密封部與第二待密封部之間的密封效果。
文檔編號F16J15/00GK102313016SQ20111024477
公開日2012年1月11日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權日2011年8月25日
發(fā)明者孔令熙, 張均, 沈波 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國紡織科學研究院