CN104806504A - 一种动密封泄漏机理观测的方法和所用的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动密封泄漏机理观测的方法和所用的装置，本发明通过检测两个受测活塞在往复运动过程中对中间染色密封液产生的压强，来检测受测活塞与缸套之间的密封性能；本发明之装置是由机架、透明缸套、显微高速摄录装置、压力检测装置、染色密封液、第一受测活塞、第二受测活塞、拉压力传感器和驱动单元组成，该装置通过拉压力传感器来检测受测活塞往复运动过程中产生的摩擦力；通过显微高速摄录装置透过透明缸套观测受测活塞在往复运动过程中与透明缸套接触面之间的液膜情况；通过压力检测装置检测染色密封液的压力变化，从而判断动密封性能。本发明之方法和装置原理及结构简单，重复性高，可精确测量柱塞缸套类往复运动件的动密封性能。

Description

一种动密封泄漏机理观测的方法和所用的装置

技术领域

本发明涉及一种动密封泄漏机理观测的方法和所用的装置。这种检测方法和装置用于测量柱塞缸套类往复运动部件的动密封性，对比不同类型柱塞对动密封性能的影响，能够用于观测不同材料和表面结构的活塞动密封的泄漏机理，以及相应的动密封摩擦力检测，对于优化改进多种活塞不同工况下的表面结构和材料等方面具有参考意义。

背景技术

动密封是机械设备相对运动件之间形成的密封关系。本发明涉及到相对运动为往复直线运动的动密封，这种动密封通常在泥浆泵等的缸套和与之配合的活塞体之间形成，即在多种泵中得到应用的活塞—缸套组。目前，依靠柱塞在缸套中往复运动来实现作业功能的机械设备在工业生产及日常生活中被广泛应用。如工程机械中应用的各类液压缸，钻井中使用的泥浆泵，医药食品行业中的计量泵等，都是依靠柱塞在缸套中的往复运动来实现各自的作业功能。

设备中的柱塞与缸套之间一旦密封性能下降导致缸内液体泄漏，将会造成生产效率降低、环境污染等不良后果，最终还将导致设备报废。

柱塞与缸套之间的密封属于动密封，对于动密封的测试目前还没有具体的相关标准出台，更没有具体的测试动密封性能的装置来评价不同柱塞缸套的动密封性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种动密封泄漏机理观测的方法和所用的装置，本发明之方法简便、可重复性强、更直观，适用于测量柱塞缸套类往复运动部件的动密封性、相对运动表面情况观测及摩擦力的准确取得。

本发明之动密封泄漏机理观测的方法包括以下步骤：

第一步：将第一受测活塞固定在与机架相连的连杆上，将透明缸套竖直放置，将与连杆连接好的第一受测活塞装入透明缸套内；

第二步：第一受测活塞与透明缸套固定好后，竖直放置，第一受测活塞在下面，导入预先调制好的染色密封液；

第三步：将第二受测活塞与传动输入杆连接固定好，第二受测活塞向下，与染色密封液接触放入到竖直放置的透明缸套内固定好，使第一受测活塞和第二受测活塞对染色密封液形成一定压力；

第四步：将组装好的活塞—缸套组合固定在机架上，将与第二受测活塞相连的传动输入杆与拉压力传感器连接；拉压力传感器另一端与曲柄连杆连接，曲柄连杆与驱动单元连接好；

第五步：开启驱动单元的电源，使第一受测活塞和第二受测活塞在透明缸套内做往复直线运动，运动频率可调，一般在每分钟50—200次，拉压力传感器便可获取到第一受测活塞和第二受测活塞往复运动过程中产生的摩擦力，压力检测装置检测染色密封液的压力变化；

第六步：用显微高速摄录装置透过透明缸套观测第一受测活塞和第二受测活塞在往复运动过程中与透明缸套接触面之间的液膜情况，采集图像信息，以便分析结果。

所述染色密封液染色的目的是便于显微高速摄录装置观测，染色密封液根据实际试验和工况的要求进行配制，染色密封液中也可以加入泥沙粒子模仿实际工况。

本发明之装置是由机架、透明缸套、显微高速摄录装置、压力检测装置、染色密封液、第一受测活塞、第二受测活塞、拉压力传感器和驱动单元组成，透明缸套设置在机架，透明缸套内设置有第一受测活塞和第二受测活塞，第一受测活塞和第二受测活塞之间的空间内充填染色密封液，第一受测活塞与连杆通过螺栓和螺母连接，连杆的另一端活动穿设支柱中能够往复移动，支柱固定在机架上，第二受测活塞与传动输入杆通过螺栓和螺母连接，传动输入杆的另一端与曲柄连杆连接，传动输入杆与曲柄连杆之间连接拉压力传感器，曲柄连杆的另一端与驱动单元连接；压力检测装置设置在透明缸套上，显微高速摄录装置位于透明缸套之上。

所述第一受测活塞和第二受测活塞的材质、结构和尺寸相同。

本发明的有益效果：

1、本发明之动密封泄漏机理观测方法原理简单、易于实现、精确度高，利用该方法可以在设备生产初期在实验室中对不同结构、材料的柱塞进行动密封性能检测。本发明之装置结构简单，便于生产加工，更换柱塞方便可进行多次重复试验。并且该装置可以通过调节活塞运动速度、初始压力值及染色检测液的配制更好模拟实际工况。

2、本发明之装置采用透明缸套，能够将受测件与缸套间的接触与摩擦情况直观的展现出来，并且借助于显微高速摄录装置加以记录，形成图像，便于试验结果的分析。

3、本发明在能够观测活塞——缸套组合接触摩擦情况的同时，能够记录活塞在缸套内所受的摩擦力的变化情况，实时采集数据，能够与取得图像的分析结果加以联系；

4、本发明的密封性的检测依靠气压检测装置，气压力检测能够较为精确的反应缸套内压力的变化，便于分析活塞——缸套内的密封状态，并且可以量化读取数据。

附图说明

图1是本发明之装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明之动密封泄漏机理观测的方法包括以下步骤：

第一步：将第一受测活塞6固定在与机架1相连的连杆9上，将透明缸套2竖直放置，将与连杆9连接好的第一受测活塞6装入透明缸套2内；

第二步：第一受测活塞6与透明缸套2固定好后，竖直放置，第一受测活塞6在下面，导入预先调制好的染色密封液5；

第三步：将第二受测活塞61与传动输入杆11连接固定好，第二受测活塞61向下，与染色密封液5接触放入到竖直放置的透明缸套2内固定好，使第一受测活塞6和第二受测活塞61对染色密封液5形成一定压力；

第四步：将组装好的活塞—缸套组合固定在机架1上，将与第二受测活塞61相连的传动输入杆11与拉压力传感器7连接；拉压力传感器7另一端与曲柄连杆12连接，曲柄连杆12与驱动单元8连接好；

第五步：开启驱动单元8的电源，使第一受测活塞6和第二受测活塞61在透明缸套2内做往复直线运动，运动频率可调，一般在每分钟50—200次，拉压力传感器7便可获取到第一受测活塞6和第二受测活塞61往复运动过程中产生的摩擦力，压力检测装置4检测染色密封液5的压力变化；

第六步：用显微高速摄录装置3透过透明缸套2观测第一受测活塞6和第二受测活塞61在往复运动过程中与透明缸套2接触面之间的液膜情况，采集图像信息，以便分析结果。

所述第一受测活塞6和第二受测活塞61分别在连杆9和传动输入杆11上的位置可以调节，进而调整受测活塞对染色密封液5的压力，压力可以达到1MPa以上。

所述显微高速摄录装置3和拉压力传感器7与计算机相连接，采集相应的摩擦力数值和图像信息。

所述染色密封液5染色的目的是便于显微高速摄录装置3观测，染色密封液5根据实际试验和工况的要求进行配制，染色密封液5中也可以加入泥沙粒子模仿实际工况。

本发明之装置是由机架1、透明缸套2、显微高速摄录装置3、压力检测装置4、染色密封液5、第一受测活塞6、第二受测活塞61、拉压力传感器7和驱动单元8组成，透明缸套2设置在机架1，透明缸套2内设置有第一受测活塞6和第二受测活塞61，第一受测活塞6和第二受测活塞61之间的空间内充填染色密封液5，第一受测活塞6与连杆9通过螺栓和螺母连接，连杆9的另一端活动穿设支柱10中能够往复移动，支柱10固定在机架1上，第二受测活塞61与传动输入杆11通过螺栓和螺母连接，传动输入杆11的另一端与曲柄连杆12连接，传动输入杆11与曲柄连杆12之间连接拉压力传感器7，曲柄连杆12的另一端与驱动单元8连接；压力检测装置4设置在透明缸套2上，显微高速摄录装置3位于透明缸套2之上。

所述第一受测活塞6和第二受测活塞61的材质、结构和尺寸相同。

Claims (4)

1.一种动密封泄漏机理观测的方法，该方法包括以下步骤：

第一步：将第一受测活塞（6）固定在与机架（1）相连的连杆（9）上，将透明缸套（2）竖直放置，将与连杆（9）连接好的第一受测活塞（6）装入透明缸套（2）内；

第二步：第一受测活塞（6）与透明缸套（2）固定好后，竖直放置，第一受测活塞（6）在下面，导入预先调制好的染色密封液（5）；

第三步：将第二受测活塞（61）与传动输入杆（11）连接固定好，第二受测活塞（61）向下，与染色密封液（5）接触放入到竖直放置的透明缸套（2）内固定好，使第一受测活塞（6）和第二受测活塞（61）对染色密封液（5）形成一定压力；

第四步：将组装好的活塞—缸套组合固定在机架（1）上，将与第二受测活塞（61）相连的传动输入杆（11）与拉压力传感器（7）连接；拉压力传感器（7）另一端与曲柄连杆（12）连接，曲柄连杆（12）与驱动单元（8）连接好；

第五步：开启驱动单元（8）的电源，使第一受测活塞（6）和第二受测活塞（61）在透明缸套（2）内做往复直线运动，运动频率可调，一般在每分钟50—200次，拉压力传感器（7）便可获取到第一受测活塞（6）和第二受测活塞（61）往复运动过程中产生的摩擦力，压力检测装置（4）检测染色密封液（5）的压力变化；

第六步：用显微高速摄录装置（3）透过透明缸套（2）观测第一受测活塞（6）和第二受测活塞（61）在往复运动过程中与透明缸套（2）接触面之间的液膜情况，采集图像信息，以便分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种动密封泄漏机理观测的方法，其特征在于：所述第一受测活塞（6）和第二受测活塞（61）分别在连杆（9）和传动输入杆（11）上的位置可以调节，进而调整受测活塞对染色密封液（5）的压力。

3.一种权利要求1所述方法所用的装置，其特征在于：是由机架（1）、透明缸套（2）、显微高速摄录装置（3）、压力检测装置（4）、染色密封液（5）、第一受测活塞（6）、第二受测活塞（61）、拉压力传感器（7）和驱动单元（8）组成，透明缸套（2）设置在机架（1），透明缸套（2）内设置有第一受测活塞（6）和第二受测活塞（61），第一受测活塞（6）和第二受测活塞（61）之间的空间内充填染色密封液（5），第一受测活塞（6）与连杆（9）通过螺栓和螺母连接，连杆（9）的另一端活动穿设支柱（10）中能够往复移动，支柱（10）固定在机架（1）上，第二受测活塞（61）与传动输入杆（11）通过螺栓和螺母连接，传动输入杆（11）的另一端与曲柄连杆（12）连接，传动输入杆（11）与曲柄连杆（12）之间连接拉压力传感器（7），曲柄连杆（12）的另一端与驱动单元（8）连接；压力检测装置（4）设置在透明缸套（2）上，显微高速摄录装置（3）位于透明缸套（2）之上。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述第一受测活塞（6）和第二受测活塞（61）的材质、结构和尺寸相同。