全工況機械密封檢測試驗裝置製造方法
2023-05-21 05:55:26
全工況機械密封檢測試驗裝置製造方法
【專利摘要】本發明全工況機械密封檢測試驗裝置，由傳動裝置、機械密封腔模擬裝置、儲液罐系統裝置及電控裝置組成，儲液罐系統裝置由兩個控溫控壓儲液罐裝置組成，兩個控溫控壓儲液罐裝置罐體(401)上的輸出管路(471)和進液管路(404)分別進行並聯；在機械密封腔模擬裝置的機械密封腔筒(303)上開設有衝洗液進液孔(331)，在衝洗液進液管(331』)上串聯設有流量計(333)和電控調節閥(334)。其可以模擬真實完整的被測機械密封裝置實際應用工況，全方面動態的檢測機械密封的性能。
【專利說明】全工況機械密封檢測試驗裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及的是機械密封檢測試驗裝置。它能真實模擬機械密封在實際應用中，在常規運轉和事故狀態時，機械密封工作腔的工況及流場環境和工況及流場環境的變換，全方面動態的檢測、試驗機械密封的性能。用於機械密封的研製、檢驗以及鑑定。
【背景技術】
[0002]目前，符合《GB/T14211-93機械密封試驗方法》的機械密封性能測試裝置如附圖1所示。由傳動裝置、機械密封腔模擬裝置、儲液罐裝置組成。
[0003]傳動裝置由電機a帶動的變速箱b構成。
[0004]儲液罐裝置由罐體201、開設在罐體201側端的進液管202、開設在罐體底端的出液管203、開設在罐體上部側端的補液管204、開設在罐體上端的進/排氣管205，設置在罐體內下部的冷卻盤管206其及其進出管207、208構成。
[0005]上述現有技術的儲液罐主要起到存儲和提供壓力介質作用，並能一定程度的對介質冷卻，銷除機械密封摩擦熱對介質的升溫，罐內介質壓力和溫度的調節和維持可控性較差，如要提供高溫介質還需要配專門的加熱裝置配合，所以並不能充分滿足提供高溫介質使用，也不能滿足對介質壓力、溫度隨時變換控制調節，以滿足工況變化的轉換使用要求。
[0006]機械密封腔模擬裝置如附圖2所示，由筒體101、軸套102，連接盤108、軸向輸送泵送環104、筒體101前端封堵用機械密封裝置105構成，在軸套102上固定安裝有與筒體101內環面配合的軸向輸送軸向泵送環104，在筒體101上泵送環104的左右側分別開設有介質輸出和輸入口 109、110。其使用時筒體101固定連接安裝在傳動裝置的變速箱b上，軸套102與變速箱b的輸出軸配合安裝並通過螺栓固定連接。連接盤108與筒體101的前端固定連接，然後在連接盤103和軸套102上安裝由壓蓋171、靜環組件172、動環組件173組成的被測機械密封裝置107。
[0007]上述現有技術的機械密腔模擬裝置的介質輸入口 109與儲液罐的出液管203連接，介質輸出口 110與儲液罐的進液管202連接，筒體101內腔給被測的機械密封裝置107提供了一個只有溫度和壓力的介質工況環境。其軸向輸送泵送環104的設置給筒體101內腔的介質入口和出口間提供循環動力，目的是將筒體101內腔中的介質因被測試的機械密封裝置107動靜環摩擦熱帶走，而且軸向輸送式泵送環104隻能應用於對被測機械密封裝置107進行單向轉動檢測工作。另外，連接盤108隻起與被測機械密封裝置107的壓蓋171配套連接作用，沒有區分泵腔與密封腔，並不能模擬被測機械密封裝置107工作腔結構，沒有設置衝洗液支路，不能模擬機械密封實際運行衝洗條件，連接盤108不能模擬對被測機械密封裝置107進行衝洗的流場工況情況，其由軸向輸送泵送環104也不能真實的模擬實際上為離心式徑向輸出的泵送環的攪動作用。
[0008]上述現有技術只能提供單一恆定測試工況，且測試參數類型有限，自動化控制檢測能力低。並不能真實完整的模擬被測械密封裝置107工作的密封腔內的介質工況及流場環境，更不能真實完整的模擬被測械密封工作腔內的介質工況及流場產生變換的環境，不能真實模擬機械密封在實際應用中，在常規運轉和事故時，機械密封工作腔的工況及流場環境的變換過程。即不能真實模擬機械密封在實際應用中設備常規運轉和設備發生事故時，機械密封腔工況及流場環境的不同情況和變換過程，不能對被測試的機械密封裝置107進行全工況動態、準確而全面的性能試驗和檢測。
[0009]上述現有技術不能模擬對密封性能要求極嚴格的產品測試，如對核二級泵使用的在常規運轉以及事故工況環境條件下機械密封全工況動態密封性能試驗和檢測。
【發明內容】
[0010]本發明的目的是提供一種全工況機械密封檢測試驗裝置。
[0011]它能真實模擬機械密封在實際應用中，在常規運轉和事故狀態時，機械密封工作腔的工況及流場環境和工況及流場環境的變換，全方面動態的測試驗機械密封的性能。
[0012]本發明由傳動裝置、機械密封腔模擬裝置、儲液罐系統裝置及電控裝置組成；
傳動裝置由電機a帶動的變速箱b構成；
機械密封腔模擬裝置包括筒體301、軸套302，機械密封腔筒303、徑向泵送環304、筒體301前端封堵用機械密封裝置305，在軸套302上固定安裝與筒體301內環面配合的徑向泵送環304，在徑向泵送環304的軸套部340上開設有軸向壓力平衡通孔341，以使軸向泵送環304左右兩側的介意流通和壓力平衡，在筒體301內環面上對應徑向泵送環304開設有出液環槽311，在該出液環槽311上與筒體301固定連接設有載面呈錐臺形的出液導流塊313，對應出液導流塊313的前後側在筒體301上分別開設出液孔314a、314b，導流塊313前後側的兩齣液孔314a、314b由連接在筒體I上的出液管314』連通匯合，在出液管314』上連接設有散熱器318，與導流塊313相對在出液環槽311的對側面上與筒體301固定連接設有載面呈月牙形的導流板315，出液環槽311、出液導流塊313、月牙形導流板315形成徑向泵送環304的蝸殼形出液流道，在筒體301上遠離導流塊313前後側的兩齣液孔314a、314b開設有進液孔316和進液管316』，在機械密封腔筒303上開設有衝洗液進液孔331，衝洗液進液孔331通過進液管331』與筒體301上的出液管314』連通，在衝洗液進液管331』上串聯設有流量計333和電控調節閥334。筒體301上的出液孔314a、314b、進液孔316、徑向泵送環304和機械密封腔筒303及其上開設的衝洗液進液孔331形成了真實的被測機械密封裝置107應用的密封腔結構和工況流場狀況。
[0013]本發明使用時筒體301固定安裝在傳動裝置的變速箱b上，軸套302與變速箱b的輸出軸配合安裝並通過螺栓固定連接。機械密封腔筒303與筒體301的前端固定連接，然後在機械密封腔筒303和軸套302上安裝由壓蓋171、靜環組件172、動環組件173組成的被測機械密封裝置107。
[0014]筒體301上的出液孔314a、314b、進液孔316、徑向泵送環304和機械密封腔筒303及其上開設的衝液進液孔331形成了真實的被測機械密封裝置107應用的密封腔結構和工況流場狀況，而且徑向泵送環304可以正反向相同工作。通過衝洗進液管331』上串聯設的流量計333和電控調節閥334，可以真實的模擬衝洗進液流量情況對被測機械密封裝置107密封性能產生的影響狀況。在出液管314』上連接設有散熱器318是為了將被測機械密封裝置107動靜環摩擦產生的熱量散去，而不影響由出液管314』經儲液罐系統循環到進液孔316進入到模擬腔內介質的溫度，即銷除出液管314』經儲液系統循環到進液孔316的介質溫度產生逐漸升溫現象，保證模擬腔內介質始終處於模擬工況的溫度。
[0015]儲液罐系統裝置由兩個控溫控壓儲液罐裝置組成，控溫控壓儲液罐裝置包括罐體401、開設在罐體401中部側面上的出液管口 411、開設在罐體401上部側面上的補液管口412、開設在罐體401上端的進/排氣管口 413、開設在罐體401底端的進液管口 414，在罐體401中下部外側面上設有接觸式電加熱器402、出液管口 411通過管路411』連接循環泵407的入口、循環泵407的出口端連接有循環管路474、熱交換管路475、輸出管路471三條管路，循環管路474與熱交換管路475並聯，並在循環管路474、熱交換管路475、輸出管路471上分別設有電控閥QV4、QV5、QV1，熱交換管路475上串聯設有冷卻(盤管)換熱器406，循環管路474與罐底間連接設有循環迴路403，並在循環迴路403上設有電控閥QV3，輸出管路471及其電控閥QVl控制罐體內的介質對外輸出，在罐體401底端的進液管口 414上連接進液管路404，並在該進液管路404上設有電控閥QV2，在罐體401上端的進/排氣管口 413上並聯有進氣管路413a和出氣管路413b，並在進氣管路413a和出氣管路413b上分別設有電控閥QV6、QV7，分別控制高壓氣體進入罐體內進行加壓和罐內超壓時排出氣體進行減壓，在罐體401頂部安裝設有壓力變送器408和溫度變送器409。
[0016]兩個控溫控壓儲液罐裝置罐體401上的輸出管路471和進液管路404分別進行並聯。
[0017]本發明通過電控制裝置對各管路上的電控閥和電加熱器402進行控制，並設置罐內存儲的液體的溫度和壓力，進行自動調溫、調壓控制。
[0018]本發明溫度變送器409傳感罐內液體溫度，通過電加熱器402對罐內介質加溫，此時輸出管路471電控閥QV1、進液管路404電控閥QV2、熱交換管路475電控閥QV5關閉；同時循環迴路403電控閥QV3、循環管路474電控閥QV4打開，循環泵407運行對罐內液體進行小循環，直至溫度達標，關閉電加熱器702和循環泵407。
[0019]如果罐內溫度超過設置值，循環管路474電控閥QV4關閉，同時熱交換管路475電控閥QV5打開，循環泵407運行，罐內液體經過換熱器706進行冷卻循環，直至溫度達標，關閉循環泵407，並打開循環管路474電控閥QV4，關閉熱交換管路475電控閥QV5。
[0020]壓力變送器406傳感罐內液體壓力，如果罐內壓力低於要求，此時進氣管路413a電控閥QV6打開，使加壓氣體進入罐內進行增壓；如果壓力高於要求，出氣管路413b電控閥QV7打開，排出罐體內氣體降低罐內壓力。當罐內液體的溫度和壓力都達到要求時，即可通過開/閉輸出管路471電控閥QVl和進液管路404電控閥QV2實施控制，通過機械密封腔模擬裝置的進液管316』和出液管314』對機械密封腔模擬裝置輸入帶壓力和溫度的液體進行循環。
[0021]本發明控溫控壓儲液罐裝置外置式加熱器和外置換熱器，使水電分離保障了用電安全，並且維修方便，罐體內為空腔沒有構件，使得罐內空間無清潔死角，保障了罐內介質的清潔度可以達到RCC-M A級清潔度的要求。
[0022]控溫控壓儲液罐裝置採用下進上出的布置方式更加有利於罐內介質混合，保障了罐內介質各處溫度均勻。
[0023]而且當介質中需要填加有顆粒物質時，由於在儲液罐設有由出液管路411』、循環管路474、循環迴路403構成的獨立小循環管路，且小循環管路回水口設置在儲液罐體底部，在循環泵407循環動力作用下產生的射流將罐底的顆粒被攪動起來，避免了介質中的顆粒沉積，也加強了顆粒的在介質的混合，從而保證輸出濃度適中的含顆粒介質。
[0024]本發明控溫控壓儲液罐裝置可以存儲和製備並對外輸出溫度、壓力可控的液體，提供模擬機械密封裝置工作腔的工況，為測試機械密封裝置性能提供一個穩定準確的特定工況，提高對機械密封裝置檢測的精度。
[0025]本發明由於採用了兩個控溫控壓儲液罐裝置並聯，可以隨時切換來獲得溫度和壓力工況曲線呈起伏變化的工況。可以實現A-B-C式階梯變化工況和A-C-B式階躍變化工況，也可以實現A-C-B-D式等多重變化的工況。
[0026]本發明通過電控裝置人機界面設置電機轉速變化曲線，系統測控軟體設定調整電機轉速，從而達到控制主軸轉速變化下的機械密封性以測試。
[0027]本發明能通過電控裝置控制，可以設定各種工況環境和工況環境的轉變。可以模擬提供溫度和壓力工況曲線呈起伏變化的複雜組合工況，能真實完整的模擬被測機械密封裝置實際應用工況，能真實模擬機械密封在實際應用中，在常規運轉和事故狀態時，機械密封工作腔的工況及流場環境和工況及流場環境的變換，全方面動態的檢測機械密封的性能。所測數據可揭示密封腔壓力，密封腔溫度，主軸轉速，軸功率，介質衝洗流量，介質衝洗入口溫度，介質衝洗出口溫度，冷卻水流量等參數。
[0028]本發明可以提供的試驗項目包括:基準試驗，極限工況試驗，耐久試驗，雜質試驗，熱衝擊試驗，冷衝擊試驗，恆溫、恆轉速壓力變化試驗，恆壓、恆轉速溫度變化試驗，恆溫、恆壓轉速變化試驗，溫度、壓力、轉速變化試驗。
[0029]本發明能充分滿足對核二級泵使用的機械密封在常規運轉以及事故工況環境條件下，機械密封全工況動態密封性能試驗和檢測。
[0030]說明書附圖
圖1是現有技術機械密封檢測裝置結構示意圖。
[0031]圖2是現有技術機械密封檢測裝置的機械密封腔模擬裝置結構示意圖。
[0032]圖3是本發明全工況機械密封檢測試驗裝置結構示意圖。
[0033]圖4本發明全工況機械密封檢測試驗裝置的機械密封腔模擬裝置結構示圖。
[0034]圖5是圖4的A-A剖視圖。
[0035]圖6是徑向泵送環304結構示意圖。
[0036]圖7是發明全工況機械密封檢測試驗裝置的控溫控壓儲液罐裝置結構示意圖。【具體實施方式】
[0037]本發明由傳動裝置、機械密封腔模擬裝置、儲液罐系統裝置及電控裝置組成；
傳動裝置由電機a帶動的變速箱b構成；
機械密封腔模擬裝置包括筒體301、軸套302，機械密封腔筒303、徑向泵送環304、筒體301前端封堵用機械密封裝置305，在軸套302上固定安裝與筒體301內環面配合的徑向泵送環304，在徑向泵送環304的軸套部340上開設有軸向壓力平衡通孔341，以使軸向泵送環304左右兩側的介意流通和壓力平衡，在筒體301內環面上對應徑向泵送環304開設有出液環槽311，在該出液環槽311上與筒體301固定連接設有載面呈錐臺形的出液導流塊313，對應出液導流塊313的前後側在筒體301上分別開設出液孔314a、314b，導流塊313前後側的兩齣液孔314a、314b由連接在筒體I上的出液管314』連通匯合，在出液管314』上連接設有散熱器318，與導流塊313相對在出液環槽311的對側面上與筒體301固定連接設有載面呈月牙形的導流板315，出液環槽311、出液導流塊313、月牙形導流板315形成徑向泵送環304的蝸殼形出液流道，在筒體301上遠離導流塊313前後側的兩齣液孔314a、314b開設有進液孔316和進液管316』，在機械密封腔筒303上開設有衝洗液進液孔331，衝洗液進液孔331通過進液管331』與筒體301上的出液管314』連通，在衝洗液進液管331』上串聯設有流量計333和電控調節閥334。
[0038]儲液罐系統裝置由兩個控溫控壓儲液罐裝置組成，控溫控壓儲液罐裝置包括罐體401、開設在罐體401中部側面上的出液管口 411、開設在罐體401上部側面上的補液管口412、開設在罐體401上端的進/排氣管口 413、開設在罐體401底端的進液管口 414，在罐體401中下部外側面上設有接觸式電加熱器402、出液管口 411通過管路411』連接循環泵407的入口、循環泵407的出口端連接有循環管路474、熱交換管路475、輸出管路471三條管路，循環管路474與熱交換管路475並聯，並在循環管路474、熱交換管路475、輸出管路471上分別設有電控閥QV4、QV5、QV1，熱交換管路475上串聯設有冷卻(盤管)換熱器406，循環管路474與罐底間連接設有循環迴路403，並在循環迴路403上設有電控閥QV3，輸出管路471及其電控閥QVl控制罐體內的介質對外輸出，在罐體401底端的進液管口 414上連接進液管路404，並在該進液管路404上設有電控閥QV2，在罐體401上端的進/排氣管口 413上並聯有進氣管路413a和出氣管路413b，並在進氣管路413a和出氣管路413b上分別設有電控閥QV6、QV7，分別控制高壓氣體進入罐體內進行加壓和罐內超壓時排出氣體進行減壓，在罐體401頂部安裝設有壓力變送器408和溫度變送器409 ;兩個控溫控壓儲液罐裝置罐體401上的輸出管路471和進液管路404分別進行並聯。
【權利要求】
1.全工況機械密封檢測試驗裝置，由傳動裝置、機械密封腔模擬裝置、儲液罐系統裝置及電控裝置組成，傳動裝置由電機(a)帶動的變速箱(b)構成，其特徵是: 儲液罐系統裝置由兩個控溫控壓儲液罐裝置組成，控溫控壓儲液罐裝置包括罐體(401)、開設在罐體(401)中部側面上的出液管口(411)、開設在罐體(401)上部側面上的補液管口(412)、開設在罐體(401)上端的進/排氣管口(413)、開設在罐體(401)底端的進液管口(414)，在罐體(401)中下部外側面上設有接觸式電加熱器(402)、出液管口(411)通過管路(411』)連接循環泵(407)的入口、循環泵(407)的出口端連接有循環管路(474)、熱交換管路(475)、輸出管路(471)三條管路，循環管路(474)與熱交換管路(475)並聯，並在循環管路(474)、熱交換管路(475)、輸出管路(471)上分別設有電控閥)QV4、QV5、QV1)，熱交換管路(475)上串聯設有冷卻換熱器(406)，循環管路(474)與罐底間連接設有循環迴路(403)，並在循環迴路(403)上設有電控閥(QV3)，輸出管路(471)及其電控閥(QVl)控制罐體內的介質對外輸出，在罐體(401)底端的進液管口(414)上連接進液管路(404)，並在該進液管路(404)上設有電控閥(QV2)，在罐體(401)上端的進/排氣管口(413)上並聯有進氣管路(413a)和出氣管路(413b)，並在進氣管路(413a)和出氣管路(413b)上分別設有電控閥(QV6、QV7)，分別控制高壓氣體進入罐體內進行加壓和罐內超壓時排出氣體進行減壓，在罐體(401)頂部安裝設有壓力變送器(408)和溫度變送器(409);兩個控溫控壓儲液罐裝置罐體(401)上的輸出管路(471)和進液管路(404)分別進行並聯。
2.根據權利要求1所述的全工況機械密封檢測試驗裝置，其特徵是: 機械密封腔模擬裝置包括筒體(301)、軸套(302)，機械密封腔筒(303)、徑向泵送環(304)、筒體(301)前端封堵用機械密封裝置(305)，在軸套(302)上固定安裝與筒體(301)內環面配合的徑向泵送環(304)，在徑向泵送環(304)的軸套部(340)上開設有軸向壓力平衡通孔(341)，以使軸向泵送環(304)左右兩側的介意流通和壓力平衡，在筒體(301)內環面上對應徑向泵送環(304)開設有出液環槽(311)，在該出液環槽(311)上與筒體(301)固定連接設有載面呈錐臺形的出液導流塊(313)，對應出液導流塊(313)的前後側在筒體(301)上分別開設出液孔(314a、314b)，導流塊(313)前後側的兩齣液孔(314a、314b)由連接在筒體(I)上的出液管(314』 )連通匯合，在出液管(314』 )上連接設有散熱器(318)，與導流塊(313)相對在出液環槽(311)的對側面上與筒體(301)固定連接設有載面呈月牙形的導流板(315)，出液環槽(311)、出液導流塊(313)、月牙形導流板(315)形成徑向泵送環(304)的蝸殼形出液流道，在筒體(301)上遠離導流塊(313)前後側的兩齣液孔(314a、314b)開設有進液孔(316)和進液管(316』)，在機械密封腔筒(303)上開設有衝洗液進液孔(331)，衝洗液進液孔(331)通過進液管(331』)與筒體(301)上的出液管(314』)連通，在衝洗液進液管(331』 )上串聯設有流量計(333)和電控調節閥(334)。
【文檔編號】G01M3/00GK103808466SQ201410027079
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月21日 優先權日:2014年1月21日
【發明者】劉鐵峰, 紀德宏, 梅義寬, 何德貴, 黃豔東, 方明欣, 滕朋 申請人:丹東克隆集團有限責任公司