一種實現冷熱衝擊的機械密封試驗裝置的製作方法

2023-06-14 07:47:21

專利名稱：一種實現冷熱衝擊的機械密封試驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械密封試驗技術領域，尤其涉及一種適用於核電站泵的實現冷 熱衝擊的機械密封試驗裝置。
背景技術：
機械密封組件對於核級泵的長周期安全運行至關重要。通過工業化實驗，可以證 實核級泵用機械密封產品在正常和事故荷載運行時能夠隨泵執行預期的安全功能，從而確 保核電站安全目標的實現。目前，對於機械密封的型式試驗，廣泛採用100小時試驗裝置，即按照GB/ T14211-1993《機械密封試驗方法》的規定進行。該試驗方法已經不能適應核電站泵用機械 密封的要求。核級泵機械密封需要的鑑定試驗內容包括基準試驗與檢查、極限試驗、性能隨 時間變化試驗與事故試驗，其中的事故試驗包括冷熱衝擊試驗。這就需要設計適應核電站泵用機械密封試驗的試驗裝置。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種實現冷熱衝擊的機械密封試驗裝置，用於試驗核級 泵用機械密封的綜合性能。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下—種實現冷熱衝擊的機械密封試驗裝置，包括大儲液罐、第一氣動閥、循環泵、第 二氣動閥、冷凍機、第三氣動閥、加壓泵站、油循環泵、油箱、電子天平及檢漏裝置、冷卻器、 機械密封及安裝腔體、聯軸器、變速電機、第四氣動閥、第五氣動閥和小儲罐；變速電機通過 聯軸器與機械密封及安裝腔體的轉動軸相連接；冷卻器與電子天平及檢漏裝置通過管路串 聯並與機械密封及安裝腔體底部相連接；油箱和油循環泵通過管路串聯並與機械密封及安 裝腔體兩端的軸承相連接；循環泵的入口端通過管路連接到大儲液罐的底部；循環泵的出 口設有三通管路，其中一路經第一氣動閥回到大儲液罐的頂端，另一路經第二氣動閥後，與 機械密封及安裝腔體入口端的公共管路相連接；冷凍機的入口端通過管路連接到小儲罐的 底部；第三氣動閥設在冷凍機的出口處，第三氣動閥的出口管路連有三通管路，直接串聯並 入機械密封及安裝腔體的入口端公共管路；機械密封及安裝腔體的入口端公共管路串有一 個三通管路，該三通的出口管路連接至小儲罐；機械密封及安裝腔體的出口端公共管路設 置在機械密封及安裝腔體的上方，該公共管路通過三通管路形成兩條回流支路，其中一條 回流支路經第四氣動閥連接到大儲液罐，另一條回流支路經第五氣動閥連接到小儲罐；加 壓泵站的出口管路經三通管路分成兩支，分別連接到大儲液罐和小儲罐的頂端。本實用新型的有益效果是該裝置可以進行廣200攝氏度內的冷、熱衝擊，檢驗在 冷熱衝擊下機械密封的洩漏量，試驗機械密封的抗熱裂性能。
圖1是本實用新型實現冷熱衝擊的機械密封試驗裝置的結構示意圖。圖中1.大儲液罐，2.第一氣動閥，3.循環泵，4.第二氣動閥，5.冷凍機，6.第三 氣動閥，7.加壓泵站，8.油循環泵，9.油箱，10.電子天平及檢漏裝置，11.冷卻器，12.機械 密封及安裝腔體，13.聯軸器，14.變速電機，15.第四氣動閥，16.第四氣動閥，17.小儲罐。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。如圖1所示，本實用新型實現冷熱衝擊的機械密封試驗裝置，包括大儲液罐1、第 一氣動閥2、循環泵3、第二氣動閥4、冷凍機5、第三氣動閥6、加壓泵站7、油循環泵8、油箱 9、電子天平及檢漏裝置10、冷卻器11、機械密封及安裝腔體12、聯軸器13、變速電機14、第 四氣動閥15、第五氣動閥16和小儲罐17 ；變速電機14通過聯軸器13與機械密封及安裝腔 體12的轉動軸相連接；冷卻器11與電子天平及檢漏裝置10通過管路串聯並與機械密封及 安裝腔體12底部相連接；油箱9和油循環泵8通過管路串聯並與機械密封及安裝腔體12 兩端的軸承相連接；循環泵3的入口端通過管路連接到大儲液罐1的底部；循環泵3的出 口設有三通管路，其中一路經第一氣動閥2回到大儲液罐1的頂端，另一路經第二氣動閥4 後，與機械密封及安裝腔體12入口端的公共管路相連接；冷凍機5的入口端通過管路連接 到小儲罐17的底部；第三氣動閥6設在冷凍機5的出口處，第三氣動閥6的出口管路連有 三通管路，直接串聯併入機械密封及安裝腔體12的入口端公共管路；機械密封及安裝腔體 12的入口端公共管路串有一個三通管路，該三通的出口管路連接至小儲罐17 ；機械密封及 安裝腔體12的出口端公共管路設置在機械密封及安裝腔體12的上方，該公共管路通過三 通管路形成兩條回流支路，其中一條回流支路經第四氣動閥15連接到大儲液罐1，另一條 回流支路經第五氣動閥16連接到小儲罐17 ；加壓泵站7的出口管路經三通管路分成兩支， 分別連接到大儲液罐1和小儲罐17的頂端。加壓泵站7以及管路B1、C1、D1、E1、F1、G1組 成加壓管路，提供試驗時所要求的試驗壓力。變速電機14的轉速通過變頻器實現(TeOOOrpm範圍內的調節，並通過聯軸器13 與機械密封及安裝腔體12的軸連接，由油循環泵8從油箱9抽送潤滑油供給安裝腔體兩端 的軸承進行潤滑；試驗過程中可按要求調節不同轉速；安裝腔體下設有檢漏口，通過管路 與冷卻器11和電子天平及檢漏裝置10連接，冷卻器11冷卻機械密封洩漏下來的高溫流體 後由檢漏裝置收集，通過電子天平稱出洩漏量，讀數傳給中控機。檢漏裝置為密封腔體，密 封洩露出來的介質絕大部分會被收集起來，只有極少部分介質轉化為氣態散在空氣中或凝 結在管路內。電子天平的測量精度為0. 1克，能比較準確的測出洩露量。試驗過程中，有一路介質在密封腔體內的葉輪抽送下，從小儲罐17出來，經過管 路節點M、N、0後進入冷凍機進行熱量交換，冷凍機可將介質降為廣5攝氏度，再經管路P、 Q、第三氣動閥6、R、S、T後分成四路，經管路U、V、W、X進入機械密封及安裝腔體12內對機 械密封進行衝洗，然後，經過管路節點J、I、H、第五氣動閥16後，經管路K、L後返回小儲罐 17完成一個循環。而且小儲罐17內設置有電加熱器，可將介質溫度加熱至200攝氏度。另一路介質從大儲液罐1出來，經管路節點A、B後進入循環泵增壓，然後從管路節 點C、D、第一氣動閥2、E、F後返回大儲液罐1，完成一個循環。大儲液罐1內設置有電加熱器，可將介質溫度加熱至200攝氏度。兩個循環管路用第二氣動閥4、第五氣動閥16隔開。熱衝擊試驗小儲罐循環管路內的介質溫度由冷凍機降至廣5攝氏度，大循環管 路內的介質由電加熱器加熱至200攝氏度後，通過瞬間轉換，第一氣動閥2、第三氣動閥6、 第四氣動閥15關閉，第二氣動閥4、第五氣動閥16打開，使熱介質流經大儲液罐1、管路節 點A、B、循環泵3、C、D、R、S、T後，分為四路經管路U、V、W、X進入機械密封內，瞬間置換出 裡面的冷介質，然後通過管路J、I、H、第四氣動閥15、G、E、F後返回大儲液罐1。冷衝擊試驗小儲罐17內的介質由加熱器加熱至200攝氏度後，經管路M、N、Q、R、 S、T後分成四路，經管路U、V、W、X進入機械密封及安裝腔體12內對機械密封進行衝洗，然 後，經過管路節點J、I、H、第五氣動閥16後，經管路K、L後返回小儲罐17完成熱循環。同 時，大儲液罐1內的室溫介質(2(Γ25攝氏度)在管路節點A、B、循環泵3、C、D、第一氣動閥 2、E、F管路內循環。通過瞬間轉換，第一氣動閥2、第三氣動閥6、第五氣動閥16關閉，第二 氣動閥4、第四氣動閥15打開，瞬間置換出裡面的熱介質，然後通過管路J、I、H、第四氣動閥 15、G、E、F後返回大儲液罐1。本實用新型的特點在於1、熱循環管路與冷循環管路並列熱循環管路一路介質從大儲液罐1出來，經管路節點A、B後進入循環泵3增壓， 然後從管路節點C、D、第一氣動閥2、E、F後返回大儲液罐1，完成熱循環。冷循環管路一路介質在密封腔體內的葉輪抽送下，從小儲罐17出來，經過管路 節點M、N、0後進入冷凍機5進行熱量交換，冷凍機5可將介質降為廣5攝氏度，再經管路 P、Q、第三氣動閥6、R、S、T後分成四路，經管路U、V、W、X進入機械密封及安裝腔體12內對 機械密封進行衝洗，然後，經過管路節點J、I、H、第五氣動閥16後，經管路K、L後返回小儲 罐17完成冷循環。2、可完成廣200攝氏度範圍內的冷、熱衝擊試驗熱衝擊試驗小儲罐17循環管路內的介質溫度由冷凍機5降至廣5攝氏度，大循 環管路內的介質由電加熱器加熱至200攝氏度後，通過瞬間轉換，第一氣動閥2、第三氣動 閥6、第四氣動閥15關閉，第二氣動閥4、第五氣動閥16打開，使熱介質流經大儲液罐1、節 點A、B、循環泵3、C、D、R、S、T後，分為四路經管路U、V、W、X進入機械密封內，瞬間置換出 裡面的冷介質，然後通過管路J、I、H、第四氣動閥15、G、E、F後返回大儲液罐1。冷衝擊試驗小儲罐17內的介質由加熱器加熱至200攝氏度後，經管路M、N、Q、R、 S、T後分成四路，經管路U、V、W、X進入機械密封及安裝腔體12內對機械密封進行衝洗，然 後，經過管路節點J、I、H、第五氣動閥16後，經管路K、L後返回小儲罐17完成熱循環。同 時，大儲液罐1內的室溫介質(2(Γ25攝氏度)在節點Α、B、循環泵3、C、D、第一氣動閥2、Ε、 F管路內循環。通過瞬間轉換，第一氣動閥2、第三氣動閥6、第五氣動閥16關閉，第二氣動 閥4、第四氣動閥15打開，瞬間置換出裡面的熱介質，然後通過管路J、I、H、第四氣動閥15、 G、E、F後返回大儲液罐1。3、可進行常溫、高溫耐久試驗常溫耐久試驗常溫介質在密封腔體內的葉輪抽送下，從小儲罐17出來，經過管 路節點M、N、0後進入冷凍機5，再經管路P、Q、第三氣動閥6、R、S、T後分成四路，經管路U、
5V、W、X進入機械密封及安裝腔體12內對機械密封進行衝洗，然後，經過管路節點J、I、H、第 五氣動閥16後，經管路K、L後返回小儲罐17完成循環。機械密封運行發熱會使得介質溫 度升高，冷凍機5可將介質溫度穩定在常溫狀態。高溫耐久試驗介質在大儲液罐1內經電加熱器升溫，可升至200攝氏度，經過節 點A、B、循環泵3、C、D、R、S、T後，分為四路經管路U、V、W、X進入機械密封內，對機械密封 進行衝洗，然後通過管路J、I、H、第四氣動閥15、G、E、F後返回大儲液罐1。4、檢測洩漏量裝置準確度高冷卻器11冷卻機械密封洩漏下來的高溫流體後由檢漏裝置收集，通過電子天平 稱出洩漏量，讀數傳給中控機。檢漏裝置為密封腔體，密封洩露出來的介質絕大部分會被收 集起來，只有極少部分介質轉化為氣態散在空氣中或凝結在管路內。電子天平的測量精度 為0.1克，能比較準確的測出洩露量。
權利要求1. 一種實現冷熱衝擊的機械密封試驗裝置，其特徵在於該試驗裝置包括大儲液罐 (1)、第一氣動閥(2)、循環泵(3)、第二氣動閥(4)、冷凍機(5)、第三氣動閥(6)、加壓泵站 (7)、油循環泵(8)、油箱(9)、電子天平及檢漏裝置(10)、冷卻器(11)、機械密封及安裝腔體 (12)、聯軸器(13)、變速電機(14)、第四氣動閥(15)、第五氣動閥(16)和小儲罐(17)；變速 電機(14)通過聯軸器(13)與機械密封及安裝腔體(12)的轉動軸相連接；冷卻器(11)與 電子天平及檢漏裝置(10)通過管路串聯並與機械密封及安裝腔體(12)底部相連接；油箱 (9)和油循環泵(8)通過管路串聯並與機械密封及安裝腔體(12)兩端的軸承相連接；循環 泵(3)的入口端通過管路連接到大儲液罐(1)的底部；循環泵(3)的出口設有三通管路，其 中一路經第一氣動閥(2)回到大儲液罐(1)的頂端，另一路經第二氣動閥(4)後，與機械密 封及安裝腔體(12)入口端的公共管路相連接；冷凍機(5)的入口端通過管路連接到小儲罐 (17)的底部；第三氣動閥(6)設在冷凍機(5)的出口處，第三氣動閥(6)的出口管路連有三 通管路，直接串聯併入機械密封及安裝腔體(12)的入口端公共管路；機械密封及安裝腔體 (12)的入口端公共管路串有一個三通管路，該三通的出口管路連接至小儲罐(17)；機械密 封及安裝腔體(12)的出口端公共管路設置在機械密封及安裝腔體(12)的上方，該公共管 路通過三通管路形成兩條回流支路，其中一條回流支路經第四氣動閥(15)連接到大儲液罐 (1)，另一條回流支路經第五氣動閥(16)連接到小儲罐(17);加壓泵站(7)的出口管路經三 通管路分成兩支，分別連接到大儲液罐(1)和小儲罐(17)的頂端。
專利摘要一種實現冷熱衝擊的機械密封試驗裝置涉及機械密封試驗技術領域，該試驗裝置包括大儲液罐(1)、第一氣動閥(2)、循環泵(3)、第二氣動閥(4)、冷凍機(5)、第三氣動閥(6)、加壓泵站(7)、油循環泵(8)、油箱(9)、電子天平及檢漏裝置(10)、冷卻器(11)、機械密封及安裝腔體(12)、聯軸器(13)、變速電機(14)、第四氣動閥(15)、第五氣動閥(16)和小儲罐(17)。本實用新型的有益效果是該裝置可以同時進行1~200攝氏度內的冷、熱衝擊，檢驗在冷熱衝擊下機械密封的洩漏量，試驗機械密封的抗熱裂性能。
文檔編號G01M3/26GK201897523SQ20112003181
公開日2011年7月13日 申請日期2011年1月30日 優先權日2011年1月30日
發明者曲廣義, 祝甫光, 魏文亮 申請人:大連華陽光大密封有限公司