CN102680175A - 一种接触式高速机械密封试验装置 - Google Patents

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祝甫光
张宝君
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Abstract

本发明公开了一种接触式高速机械密封试验装置，包括台架、试验主腔、高速扭矩仪联轴器、驱动电主轴和冷却润滑供液系统，所述的台架上安装有试验主腔、高速扭矩仪联轴器、驱动电主轴，所述的台架内安装有冷却润滑供液系统，所述的试验主腔与驱动电主轴通过高速扭矩仪联轴器连接，所述的驱动电主轴与冷却润滑供液系统连接。本发明可以进行较大范围内的转速、压力试验，并能在超高速下检验机械密封的性能，增加机械密封试验难度，缩短试验和研发周期。

Description

一种接触式高速机械密封试验装置
技术领域
本发明涉及机械密封技术领域，尤其涉及一种接触式高速机械密封试验装置。
背景技术
机械密封起密封作用的端面在运行时由于泄漏率极低，可靠性高，使用寿命长，功耗低，工艺回路无油污染，重量轻，占地面积小，运行维护费低，被广泛接受用于液体介质的密封，在有些地方，不仅要求主轴高速旋转，同时要求对带压液体的泄漏量进行控制。据资料，石化工艺装置机泵中有86%以上采用机械密封，随着机械密封技术的发展，其向高参数方向发展的趋势日益突出，机械密封将占用更加重要的地位。随着企业不断开发高速、高压、大型等高附加值的机械密封产品，对产品的质量要求也逐步提高。
密封特性和使用寿命是国际上衡量机械密封的主要性能指标，提高机械密封的密封性能和使用寿命是机械密封技术发展的方向。影响机械密封性能的主要因素有：1、弹簧比压；2、介质温度；3、介质压力；4、工作转速；5、端面摩擦特性；6、振动。机械密封试验主要目的是研究各个因素对机械密封的密封性能和使用寿命的影响，从而改善机械密封设计、生产和应用。因此进行机械密封试验与研究的主要内容有：
1、研究不同的温度、压力和转速等对机械密封性能和使用寿命的影响；
2、测量转矩，研究密封端面的摩擦功耗；
3、研究弹簧比压对机械密封特性和使用寿命的影响，保证机械密封在最佳弹簧比压下工作；
4、测量机械密封密封腔体或动环的跳动量，研究振动对机械密封性能和使用寿命的影响；
5、测量密封端面的温度梯度、端面比压和液膜厚度等，研究不同条件下密封端面的摩擦特性及其对密封特性和使用寿命的影响。
实验在工程技术中占有十分重要的地位，目前工程实验技术得到大力发展，一流的试验手段和措施，不仅是衡量企业研究能力的标志，也是开创优质名牌产品，提高技术水平的保证。对于机械密封行业同样如此，目前行业的试验手段到目前为止，国内机械密封行业在高速、大功率、大扭矩试验机的开发方面基本上处于空白。
机械密封产品的性能、可靠性试验装备的需求十分迫切。
发明内容
本发明的目的在于克服上述的不足，提供一种接触式高速机械密封试验装置。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种接触式高速机械密封试验装置，包括台架、试验主腔、高速扭矩仪联轴器、驱动电主轴和冷却润滑供液系统，所述的台架上安装有试验主腔、高速扭矩仪联轴器、驱动电主轴，所述的台架内安装有冷却润滑供液系统，所述的试验主腔与驱动电主轴通过高速扭矩仪联轴器连接，所述的驱动电主轴与冷却润滑供液系统连接。
所述的试验主腔包括非驱端腔体端盖、试验主轴、试验腔和驱端腔体端盖，所述试验主轴的两端安装有非驱动端轴承及润滑系统、驱动端轴承及润滑系统，所述试验腔的两端安装有非驱端腔体端盖、驱端腔体端盖、压板，所述的试验腔上设有泄漏量测量孔、冷却液出口、冲洗液出口、参数测量孔、冷却液入口、冲洗液入口。
本发明可以进行较大范围内的转速、压力试验，并能在超高速下检验机械密封的性能，增加机械密封试验难度，缩短试验和研发周期。
附图说明
图1是本发明主视图；
图2是本发明侧视图；
图3是驱动电主轴示意图；
图4是试验主腔示意图；
图5是试验主腔孔示意图。
其中：1、台架  2、试验主腔  3、高速扭矩仪联轴器  4、驱动电主轴  5、冷却润滑供液系统  6、非驱动端轴承及润滑系统  7、非驱端腔体端盖  8、试验主轴  9、待试验的机械密封一  10、试验腔  11、待试验的机械密封二  12、压板  13、驱端腔体端盖  14、驱动端轴承及润滑系统  15、泄漏量测量孔  16、冷却液出口  17、冲洗液出口  18、参数测量孔  19、冷却液入口  20、冲洗液入口  。 
具体实施方式
如图1-图5所示，一种接触式高速机械密封试验装置，包括台架1、试验主腔2、高速扭矩仪联轴器3、驱动电主轴4和冷却润滑供液系统5，所述的台架1上安装有试验主腔2、高速扭矩仪联轴器3、驱动电主轴4，所述的台架1内安装有冷却润滑供液系统5，所述的试验主腔2与驱动电主轴4通过高速扭矩仪联轴器3连接，所述的驱动电主轴4与冷却润滑供液系统5连接；所述的试验主腔2包括非驱端腔体端盖7、试验主轴8、试验腔10和驱端腔体端盖13，所述试验主轴8的两端安装有非驱动端轴承及润滑系统6、驱动端轴承及润滑系统14，所述试验腔10的两端安装有非驱端腔体端盖7、驱端腔体端盖13、压板12，所述的试验腔10上设有泄漏量测量孔15、冷却液出口16、冲洗液出口17、参数测量孔18、冷却液入口19、冲洗液入口20。
将待试验的机械密封一9、待试验的机械密封二11对称安装至试验腔10中，这样密封承受的压力能相互平衡，设备轴承受到的轴向力为零；待试验的机械密封一9、待试验的机械密封二11用压板12固定在试验腔10上；试验主轴8由安装在两侧的非驱动端轴承及润滑系统6、驱动端轴承及润滑系统14支撑，并用耐温脂润滑。
机械密封试验参数的测量：
1.转速的测量，是将主轴转速转换成电信号以利于计算机采集与处理。
2.介质压力的测量，采用外加泵使密封流体循环和增压的试验台中，一般均直接测量密封腔的平均压力。试验密封腔内的压力测量采用指针式压力表，读数直观可靠，但无法传输采集，为便于计算机采集与处理，还采用压力传感器将压力信号转变为电信号再经放大、A/D转换，最后由计算机存贮和处理。
3.温度的侧量，采用采用双金属温度表测量介质温度以及单线数字式温度传感器将温度信号直接转换成串行数字信号供计算机采集与处理。
4.泄漏量的测量，采用在规定时间内收集的泄漏液体的体积或重量来测量泄漏量，使用量杯和电子天平。
5.密封功耗的测量，事先标定试验装置本事的空载功率，然后由密封运转时的总功率减去空载功率即为密封功率。并通过测量转矩M和转速n，角速度ω，利用公式N=Mω来计算功率进行校核。
6.磨损量的测量，通常用千分尺测量密封环试验前后的长度差来测量磨损量。如果磨损量很小，用表面轮廓度仪来测量摩擦副的磨损量。

Claims (2)

1.一种接触式高速机械密封试验装置，其特征在于：包括台架（1）、试验主腔（2）、高速扭矩仪联轴器（3）、驱动电主轴（4）和冷却润滑供液系统（5），所述的台架（1）上安装有试验主腔（2）、高速扭矩仪联轴器（3）、驱动电主轴（4），所述的台架（1）内安装有冷却润滑供液系统（5），所述的试验主腔（2）与驱动电主轴（4）通过高速扭矩仪联轴器（3）连接，所述的驱动电主轴（4）与冷却润滑供液系统（5）连接。
2.如权利要求1所述的接触式高速机械密封试验装置，其特征在于：所述的试验主腔（2）包括非驱端腔体端盖（7）、试验主轴（8）、试验腔（10）和驱端腔体端盖（13），所述试验主轴（8）的两端安装有非驱动端轴承及润滑系统（6）、驱动端轴承及润滑系统（14），所述试验腔（10）的两端安装有非驱端腔体端盖（7）、驱端腔体端盖（13）、压板（12），所述的试验腔（10）上设有泄漏量测量孔（15）、冷却液出口（16）、冲洗液出口（17）、参数测量孔（18）、冷却液入口（19）、冲洗液入口（20）。
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