由一个处理器实施的、确定一个离心泵装置性能恶化的一种方法，所述离心泵装置具有一个泵，所述泵被带有一个可变速度驱动的马达所驱动，所述方法包括步骤：在泵启动后，自动描述相对于一个过程变量设定点的所述泵扭矩和速度；以及相对于所述被 描述的泵扭矩和速度，对所述泵性能的恶化作测试。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及离心泵，以及更确切的，涉及用来确定一个离心泵恶化的一个被改进的方法和装置。
技术介绍
如人们所知，一个离心泵具有配有叶片的一个轮子，并且被称为一个叶轮。所述叶轮对经过所述泵的流体给予运动。一个离心泵提供了一个相对稳定的流体流。用来实现所需的水头的压力通过在所述旋转叶轮中流体的离心加速来产生。所述流体从轴向流向所述叶轮，被它偏转，然后通过所述叶片之间的孔流出。这样，所述流体就经历了一个方向的变化并被加速。这在所述泵的出口产生了压力的提高。当离开所述叶轮时，所述流体可以首先通过一个固定叶片环，其围绕着所述叶轮，并且一般被称为一个扩散器。在该设备中，由于渐渐变宽的通道，所述流体的速度被减小，它的动能被转换成压力能量。当然需要注意，在一些离心泵中没有扩散器，以及所述流体直接从叶轮通过到所述涡旋。所述涡旋是所述泵的一个逐渐变宽的螺旋外壳。离心泵是被熟知的，并且被广泛运用在许多不同的环境和应用中。所述现有技术也将离心泵称为速度机器，这是因为所述泵操作需要，第一，所述液体速度的产生；第二，从速度水头到一个压力水头的转换。所述速度由所述旋转叶轮给出，所述转换在涡轮类型中通过扩散引导叶片完成，在所述涡旋类型泵中在围绕所述叶片的涡旋外壳中产生。除了一些例外，所有的单级泵通常都是所述涡旋型的。离心泵的比速度Ns是NQ1/2/H3/4。一般的，N用每分钟转数来表达，Q用每分钟加仑来表达，水头(H)用英尺来表达。一个叶轮的比速度(specific speed)是它的类型的一个指标。用于高水头的叶轮通常具有低的比速度，而用于低水头的那些则具有高的比速度。所述比速度在确定所述最大吸入水头中是一个有价值的指标，其可以被采用而没有形成空洞或振动的危险，这两者都对能力和效率有负面影响。离心泵的工作点是极其重要的。现有技术中采用了多种普通方法来在所述离心泵的性能恶化时进行监控和检测。一个这样的技术工作在固定速度的泵上。当所述泵是新的时，所述流和总动态水头(TDH)被测量。该信息被存储为一个图、表格或多项式曲线。随着所述泵的老化，所述流和TDH被周期性的测量，并被与所述新的流和TDH相比较。如果在一个给定流的所述TDH降到低于一个预设的百分数，那么所述泵就已经恶化到了一个水平，从而所述泵就需要被替换或改造。一个第二技术工作在一个固定速度的泵上。所述流和刹车马力(BHP)在所述泵是新的时候被测量。所述信息同样被存储为一个图、表格或者多项式曲线。随着所述泵的老化，所述流和BHP被周期性的测量，并且与原来的流和BHP相比较。如果在一个给定流和相同速度的BHP已经提高到高于一个预设的百分数，那么所述泵和/或马达就已经恶化。需要进行进一步的调查来确定设备的哪个旋转零件需要被修理或替换。这适用于比重或粘度不随时间变化的抽运量。在第三种情况中，对一个可变速度泵，所述流和TDH在所述泵是新的时候被测量。该信息还是被存储为一系列图、表格或多项式曲线。随着所述泵的恶化，所述速度、流和TDH被周期性测量，并且与原来的流和TDH相比较，其使用了亲和法则(Affinity Law)来将所述测量转换成最近速度曲线。如果在一个给定流的TDH降到一个预设的百分数以下，那么所述泵就已经恶化到了一个不期望的水平。该水平将意味着需要一个被改造的泵，或者所述泵必须被替换。关于上文，可以看到某些方法需要购买和在所述泵上永久安装四个分立传感设备(传感器)。这些设备将要来测量吸入压力、排放压力、温度和流。所以，人们可以断定，所述压力测量设备是典型的压力传感器，而温度设备可以是温度敏感元件，例如电热调节器等等，以及流测量设备也是人们熟知的。在安装和维护这些传感器中所涉及的资本支出是昂贵的，并且很大程度上提高了所述元件的成本。从而，正如人们能断言的，所述现有技术是昂贵的，并且需要使用附加的传感设备，其被永久安装并且成为所述泵的一部分。一个解决办法利用一个可变速度驱动(VSD)以用于所述马达。所述驱动必须能够描述所述马达来获得所述马达提供的扭矩以及真实马达运行速度。该特征一般被包含在现在大多数VSD中。还需要安装一个附加的泵传感器(跨所述泵的差分压力、泵排出压力或流)。需要注意，该方法明显具有超过现在使用的现有方法的优点来确定泵性能恶化。与其它一些系统需要四个相反，它只需要一个泵传感器。尽管对它的专有目的非常适合，并且优于现在正在使用的任何设备或例程来确定泵性能恶化，但该解决方法需要知道所述泵的性能，并且该信息必须被输入到所述设备中。逻辑上，每个设备将具有对一个泵唯一的信息。该设备将只正常工作于所述的那个泵，或者最好情况下，所述的那个泵型号和尺寸。为了将所述设备附于其它泵将需要把所述新泵的水力数据编程到所述设备中。所以本专利技术的一个目标就是要提供一个改进的方法和装置，以检测一个离心泵的恶化性能，而不需采用额外附加的传感器设备并且无需泵水力信息。
技术实现思路
用来确定一个离心泵装置的性能恶化的一种系统，所述离心泵装置包括由一个可变速度驱动马达驱动的一个泵。所述系统包括在软件控制下的一个处理器，所述软件包括一个例程以描述相对于一个过程变量设定点的所述泵扭矩和速度。所述软件还包括一个例程来相对所述被描述的泵扭矩和速度对所述泵性能的恶化作测试。附图说明本专利技术的其它方面、优点以及新颖特征将在考虑附图的同时从下面对本专利技术的详细描述中变得更加清楚，在所述附图中图1中的示意图表示了根据本专利技术一个方面由具有一个可变速度驱动的一个马达所驱动的一个离心泵；图2表示了速度对扭矩比的一个基线斜率的计算；图3表示了图2的所述基线斜率与一个测试斜率的比较；图4是一个恶化测试过程的流程图；图5是在进行图4所示过程时的测试数据结果的框图；图6是一个恶化测试过程的可替换流程图；图7是一个可替换示意图，其表示了根据本专利技术一个方面具有一个可变速度驱动的一个离心泵；以及图8是一个可替换示意图，其表示了根据本专利技术一个方面具有一个可变速度驱动的一个离心泵。具体实施例方式参考图1，其表示有一个典型的离心泵10的一个示意图。所述离心泵10具有一个外壳11，它通过一个中心驱动轴14连接到一个泵马达12。所述泵马达12被连接到一个可变速度驱动16，它反过来被一个处理器18所控制。根据本专利技术，一个过程变量传感器19被包含到所述离心泵的输出以对至少一个泵参数进行传感。正如本申请剩下部分所要讨论的，所述过程变量传感器是一个用来检测所述泵的排出压力的压力传感器。然而，本领域中熟悉技术的人将理解诸如差分压力或流传感器这样的传感器可以被使用，而不从本专利技术的原理偏移。本质上，箭头线20代表了通过所述离心泵10的流体流。所述离心泵提供了一个相对稳定的流。用来实现所需的传送水头的压力被所述流体在旋转叶轮(未示出)中的离心加速度所产生。本领域中熟悉技术的人将理解，所述泵的最优操作是由所述流过程的特性规定的，在此特性，输出压力以及流速被设定来维持所述被驱动材料的液化。换句话说，如果所述压力涉及诸如材料组分或操作温度这样的其它因素变得太高，那么所述材料可能蒸发，导致所述流的恶化，并且可能需要停止所述过程。期望的压力水平可以通过为所述泵设定一个压力设定点来维持，并且可以被所述可变速度驱动所控制。用于马达控制的可变驱动电路是被人们熟知的，以及，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：尤金·P·萨宾尼，耶罗默·A·洛伦茨，
申请(专利权)人：ITT制造企业公司，
类型：发明
国别省市：
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