CN109916569B - 密封性能试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封性能试验系统，包括密封性能试验机；密封性能试验机包括密封外套，密封外套的内壁上设有限位内环；密封外套内套装设有滑动内套，滑动内套的外周壁与密封外套的内周壁之间形成密封试验环腔，密封试验环腔内安装设有密封挡环，密封试验环腔的开口端设有密封端盖；密封挡环与限位内环之间形成第一密封安装腔，密封挡环与密封端盖之间形成第二密封安装腔；密封挡环上设有导流通道，且密封外套上设有连接头；密封外套和密封端盖之间设有施力机构；滑动内套上设有滑动连接机构；连接头上连接设有检测管路，检测管路的另一端连接流体介质源，且检测管路上设有精密减压阀，精密减压阀与连接头之间设有压力表和流量表。

Description

密封性能试验系统

技术领域

本发明属于密封性能检测技术领域，具体的为一种密封性能试验系统。

背景技术

在核电、火电、石油、化工和冶金等领域，控制阀、电动阀、调节阀、隔离阀和截止阀等部件中大量使用填料密封，密封填料的密封性能对这些部分的使用性能和寿命都具有决定性影响。特别是在一些特殊工况环境下，需要防止流体介质的泄露，对密封填料的密封可靠性提出了更高的要求。密封填料的密封性能主要体现在两个方面：一是在设备没有运转时，设备处于静态停机工况，工作环境需要保压，流体介质是否发生泄漏或者泄漏量是否达标；二是设备正常工作时，设备处于动态工作环境，常常伴有密封填料的磨损、松弛等密封不可靠的情况，此时需检测密封环境是否有泄漏或者泄漏量能否满足最低泄露要求，保证设备的可靠安全运行。

公开号为CN206974623U的中国专利公开了一种双向双层密封机械密封试验装置，它包括密封缸单元、底座单元；所述的底座单元包括底座、快插子接头、压力表，底座设有两个压缩空气通道和两个堵头，压缩空气通道向内汇聚于底座的中心孔，向外分别对应辐射到底座外周的堵头，其中一个压缩空气通道与快插子接头相连，另一个压缩空气通道与压力表相连；所述的密封缸单元包括密封缸、安装调节座、试验轴；密封缸的中部设有环状的支架，安装调节座通过上螺栓固定于支架上，试验轴固定于安装调节座，机械密封试件的动密封安装在试验轴上，机械密封试件的静密封安装在支架上，安装调节座的底盘的上下面分别设有O型密封圈，密封缸单元、底座单元通过下螺栓进行连接安装固定。

该双向双层密封机械密封试验装置虽然可以实现静态和动态两种方式的密封性能试验，但机械密封试件的动密封和静态密封分别安装在不同位置处，即该双向双层密封机械密封试验装置无法针对同一个密封检测其在静态和动态两种状态下的密封性能，达不到检测目的。且密封性能还与密封压力相关，该双向双层密封机械密封试验装置也无法检测密封件在不同的密封压力状态下的密封性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种密封性能试验系统，不仅能够检测同一个密封件在动态和静态状态下的密封性能，而且还能够检测密封件在不同的密封压力条件下的密封性能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种密封性能试验系统，包括密封性能试验机；

所述密封性能试验机包括密封外套，所述密封外套的内壁上设有径向向内延伸的限位内环，所述限位内环与所述密封外套同轴；

所述密封外套内套装设有与所述限位内环滑动配合的滑动内套，所述滑动内套的外周壁与所述密封外套的内周壁之间形成用于安装待试验密封件的密封试验环腔，所述密封试验环腔内安装设有密封挡环，所述密封试验环腔的开口端设有密封端盖，所述密封端盖滑动配合安装在所述密封试验环腔内；

所述密封挡环与所述限位内环之间形成用于安装待试验密封件的第一密封安装腔，所述密封挡环与所述密封端盖之间形成用于安装待试验密封件的第二密封安装腔；所述密封挡环上设有将流体介质导流至所述第一密封安装腔和第二密封安装腔的导流通道，且所述密封外套上设有用于连接流体介质源并与所述导流通道相连通的连接头；

所述密封外套和所述密封端盖之间设有用于向所述密封端盖施加朝向所述限位内环方向的轴向力的施力机构；所述滑动内套上设有用于连接驱动其在所述密封外套内往复滑动的动力装置的滑动连接机构；

所述连接头上连接设有检测管路，所述检测管路的另一端连接流体介质源，且所述检测管路上设有用于稳定流体介质压力的精密减压阀，所述精密减压阀与所述连接头之间设有用于检测流体介质压力的压力表和用于检测流体介质流量的流量表。

进一步，所述密封挡环的内周壁和外周壁上对应设有环绕一周的环形槽，两个所述环形槽的槽底之间环形均布设有连通通孔；所述连接头与位于所述密封挡环外周壁上的所述环形槽相连通。

进一步，所述流量表采用燃气表，所述压力表采用压差表。

进一步，所述施力机构包括环形均布设置在所述密封外套和所述密封端盖之间的连接螺栓，所述连接螺栓的螺栓头位于所述密封端盖所在的一侧，且所述连接螺栓上套装设有位于其螺栓头和所述密封端盖之间的施力弹簧。

进一步，所述密封外套位于所述密封端盖所在侧的一端设有径向向外延伸的第一连接法兰，所述密封端盖的一端位于所述密封试验环腔之外，且所述密封端盖位于所述密封试验环腔外的一端设有径向向外延伸的第二连接法兰，所述第二连接法兰上环形均布设有连接通孔，所述第一连接法兰上与所述连接通孔一一对应设有螺纹通孔，所述连接螺栓穿过所述连接通孔并与所述螺纹通孔螺纹连接。

进一步，所述施力机构包括环形均布安装在所述密封外套上的施力气缸，所述施力气缸的活塞杆与所述密封端盖相连。

进一步，所述滑动连接机构包括球轴，所述球轴的两端分别设有第一球形连接头和第二球形连接头，所述滑动内套的端部设有用于与所述球轴其中一端的所述第一球形连接头相连的第一端球轴连接结构；位于所述球轴另一端的所述第二球形连接头上设有用于连接动力装置的第二端球轴连接结构。

进一步，所述第一端球轴连接结构包括第一球座，所述第一球座面向所述球轴的端面上设有与所述第一球形连接头球面配合的第一球形凹槽，且所述第一球座上盖装设有用于防止所述第一球形连接头从所述第一球形凹槽内脱离的第一球座端盖。

进一步，所述第二端球轴连接结构包括第二球座，所述第二球座面向所述球轴的端面上设有与所述第二球形连接头球面配合的第二球形凹槽，且所述第二球座上盖装设有用于防止所述第二球形连接头从所述第二球形凹槽内脱离的第二球座端盖；所述第二球座背向所述球轴的一侧设有用于连接动力装置的连接板。

进一步，所述密封外套背向所述滑动连接机构的一端设有安装固定结构，所述安装固定结构包括底座下环和底座上环，所述密封外套背向所述滑动连接机构的一端设有径向向外延伸的限位环，底座上环套装在密封外套上并与限位环限位配合，且底座下环和底座上环之间设有安装螺栓。

本发明的有益效果在于：

本发明的密封性能试验系统，通过在检测管路上设置精密减压阀，可保证精密减压阀出口一侧有稳定气压的流体介质，压差表、流量表分别通过检测管路与连接头相连，如果密封试验环腔发生泄漏，位于精密减压阀与连接头之间的检测管路的流体介质的压力就会发生变化，根据测得验环腔发生泄漏的压力值和流体介质流量来定量分析泄漏量；

通过设置密封性能试验机，并在密封性能试验机上设置密封外套和滑动内套，在密封外套和滑动内套之间设置密封试验环腔，将待试验密封件安装在密封试验环腔内，利用密封端盖向待试验密封件施加轴向的密封压力；如此，当需要检测待试验密封件的静态密封性能时，保持密封外套和滑动内套之间不发生相对移动，通过连接头通入流体介质，并利用设置在密封挡环内的导流通道将流体介质导流至待试验密封件处，即可试验待试验密封件的静态密封性能，且通过施力机构调节密封压力，还可试验待试验密封件在不同的密封压力条件下的静态密封性能；当需要检测待试验密封件的动态密封性能时，驱动滑动内套相对于密封外套按照设定的速率和频率往复移动，通过连接头通入流体介质，并利用设置在密封挡环内的导流通道将流体介质导流至待试验密封件处，即可试验待试验密封件的动态密封性能，且通过施力机构调节密封压力，还可试验待试验密封件在不同的密封压力条件下的动态密封性能；通过滑动内套的往复运动，还可试验待试验密封件在疲劳磨损下的密封性能，且通过施力机构调节密封压力，还可试验待试验密封件在不同的密封压力条件和动态疲劳磨损条件下的密封性能。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明密封性能试验系统实施例的结构示意图；

图2为密封性能试验机的结构示意图；

图3为图2的A-A剖面图。

附图标记说明：

1-密封外套；1a-第一连接法兰；1b-限位环；2-限位内环；3-滑动内套；4-待试验密封件；5-密封挡环；5a-环形槽；5b-连通通孔；6-密封端盖；6a-第二连接法兰；7-连接头；8-连接螺栓；9-施力弹簧；10-球轴；10a-第一球形连接头；10b-第二球形连接头；11-第一球座；12-第一球座端盖；13-第二球座；14-第二球座端盖；15-连接板；16-底座下环；17-底座上环；18-安装螺栓；19-检测管路；20-流体介质源；21-精密减压阀；22-压力表；23-流量表。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明密封性能试验系统实施例的结构示意图。本实施例的密封性能试验系统，包括密封性能试验机。本实施例的密封性能试验机包括密封外套1，密封外套1的内壁上设有径向向内延伸的限位内环2，限位内环2与密封外套1同轴。密封外套1内套装设有与限位内环2滑动配合的滑动内套3，滑动内套3的外周壁与密封外套1的内周壁之间形成用于安装待试验密封件4的密封试验环腔，密封试验环腔内安装设有密封挡环5，密封试验环腔的开口端设有密封端盖6，密封端盖6滑动配合安装在密封试验环腔内，如此，滑动内套3在限位内环2和密封端盖6的导向作用下，可沿着密封外套1的轴线方向滑动。

密封挡环5与限位内环2之间形成用于安装待试验密封件4的第一密封安装腔，密封挡环5与密封端盖6之间形成用于安装待试验密封件4的第二密封安装腔。密封挡环5上设有将流体介质导流至第一密封安装腔和第二密封安装腔的导流通道，且密封外套1上设有用于连接流体介质源并与导流通道相连通的连接头7。本实施例的密封挡环5的内周壁和外周壁上对应设有环绕一周的环形槽5a，两个环形槽5a的槽底之间环形均布设有连通通孔5b，连接头7与位于密封挡环5外周壁上的环形槽5a相连通，流体介质通过连接头7输入。如此，利用环形槽5a和连通通孔5b，可将流体介质均匀导流至第一密封安装腔和第二密封安装腔。

具体的，本实施例的密封外套1和密封端盖6之间设有用于向密封端盖6施加朝向限位内环2方向的轴向力的施力机构；本实施例的滑动内套3上设有用于连接驱动其在密封外套1内往复滑动的动力装置的滑动连接机构。

连接头7上连接设有检测管路19，检测管路19的另一端连接流体介质源20，且检测管路19上设有用于稳定流体介质压力的精密减压阀21，精密减压阀21与连接头7之间设有用于检测流体介质压力的压力表22和用于检测流体介质流量的流量表23。本实施例的流体介质采用气体，流量表23采用燃气表，可精确并且定量的测得气流流量。本实施例的压力表22采用压差表，压差表可以测得与参考气压的差值，因此可以根据系统的压力值来选取参考气压，提高系统的可测量范围。

具体的，施力机构包括环形均布设置在密封外套1和密封端盖6之间的连接螺栓8，连接螺栓8的螺栓头位于密封端盖6所在的一侧，且连接螺栓8上套装设有位于其螺栓头和密封端盖6之间的施力弹簧9。本实施例的密封外套1位于密封端盖6所在侧的一端设有径向向外延伸的第一连接法兰1a，密封端盖6的一端位于密封试验环腔之外，且密封端盖6位于密封试验环腔外的一端设有径向向外延伸的第二连接法兰6a，第二连接法兰6a上环形均布设有连接通孔，第一连接法兰1a上与连接通孔一一对应设有螺纹通孔，连接螺栓8穿过连接通孔并与螺纹通孔螺纹连接，调节连接螺栓8与螺纹通孔之间的螺纹连接位置，即可调节螺栓头与第二连接法兰6a之间的距离，即施力弹簧9的压缩长度，即可实现密封压力的调节。当然，施力机构还可采用现有的多种方式实现，如施力机构包括环形均布安装在密封外套1上的施力气缸，施力气缸的活塞杆与密封端盖6相连，利用施力气缸的拉力作用，也可调节密封压力。

进一步，滑动连接机构包括球轴10，球轴10的两端分别设有第一球形连接头10a和第二球轴连接头10b，滑动内套3的端部设有用于与球轴10其中一端的第一球形连接头10a相连的第一端球轴连接结构；位于球轴10另一端的第二球形连接头10b上设有用于连接动力装置的第二端球轴连接结构。本实施例的第一端球轴连接结构包括第一球座11，第一球座11面向球轴10的端面上设有与第一球形连接头10a球面配合的第一球形凹槽，且第一球座11上盖装设有用于防止第一球形连接头10a从第一球形凹槽内脱离的第一球座端盖12。本实施例的第二端球轴连接结构包括第二球座13，第二球座13面向球轴10的端面上设有与第二球形连接头10b球面配合的第二球形凹槽，且第二球座13上盖装设有用于防止第二球形连接头10b从第二球形凹槽内脱离的第二球座端盖14；第二球座13背向球轴10的一侧设有用于连接动力装置的连接板15。本实施例的动力装置采用疲劳试验机，疲劳试验机与连接板15连接，连接板通过球轴10与滑动内套3之间连接，可实现驱动滑动内套3沿着密封外套1的轴线往复滑动的技术目的。

本实施例的密封外套1背向球轴10的一端还设有安装固定结构，安装固定结构包括底座下环16和底座上环17，密封外套1背向球轴10的一端设有径向向外延伸的限位环1b，底座上环17套装在密封外套1上并与限位环1b限位配合，且底座下环16和底座上环17之间设有安装螺栓18。

本实施例的密封性能试验系统，通过在检测管路上设置精密减压阀，可保证精密减压阀出口一侧有稳定气压的流体介质，压差表、流量表分别通过检测管路与连接头相连，如果密封试验环腔发生泄漏，位于精密减压阀与连接头之间的检测管路的流体介质的压力就会发生变化，根据测得验环腔发生泄漏的压力值和流体介质流量来定量分析泄漏量；

通过设置密封性能试验机，并在密封性能试验机上设置密封外套和滑动内套，在密封外套和滑动内套之间设置密封试验环腔，将待试验密封件安装在密封试验环腔内，利用密封端盖向待试验密封件施加轴向的密封压力；如此，当需要检测待试验密封件的静态密封性能时，保持密封外套和滑动内套之间不发生相对移动，通过连接头通入流体介质，并利用设置在密封挡环内的导流通道将流体介质导流至待试验密封件处，即可试验待试验密封件的静态密封性能，且通过施力机构调节密封压力，还可试验待试验密封件在不同的密封压力条件下的静态密封性能；当需要检测待试验密封件的动态密封性能时，驱动滑动内套相对于密封外套按照设定的速率和频率往复移动，通过连接头通入流体介质，并利用设置在密封挡环内的导流通道将流体介质导流至待试验密封件处，即可试验待试验密封件的动态密封性能，且通过施力机构调节密封压力，还可试验待试验密封件在不同的密封压力条件下的动态密封性能；通过滑动内套的往复运动，还可试验待试验密封件在疲劳磨损下的密封性能，且通过施力机构调节密封压力，还可试验待试验密封件在不同的密封压力条件和动态疲劳磨损条件下的密封性能。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种密封性能试验系统，其特征在于：包括密封性能试验机；

所述密封性能试验机包括密封外套（1），所述密封外套（1）的内壁上设有径向向内延伸的限位内环（2），所述限位内环（2）与所述密封外套（1）同轴；

所述密封外套（1）内套装设有与所述限位内环（2）滑动配合的滑动内套（3），所述滑动内套（3）的外周壁与所述密封外套（1）的内周壁之间形成用于安装待试验密封件（4）的密封试验环腔，所述密封试验环腔内安装设有密封挡环（5），所述密封试验环腔的开口端设有密封端盖（6），所述密封端盖（6）滑动配合安装在所述密封试验环腔内；

所述密封挡环（5）与所述限位内环（2）之间形成用于安装待试验密封件（4）的第一密封安装腔，所述密封挡环（5）与所述密封端盖（6）之间形成用于安装待试验密封件（4）的第二密封安装腔；所述密封挡环（5）上设有将流体介质导流至所述第一密封安装腔和第二密封安装腔的导流通道，且所述密封外套（1）上设有用于连接流体介质源并与所述导流通道相连通的连接头（7）；

所述密封外套（1）和所述密封端盖（6）之间设有用于向所述密封端盖（6）施加朝向所述限位内环（2）方向的轴向力的施力机构；所述滑动内套（3）上设有用于连接驱动其在所述密封外套（1）内往复滑动的动力装置的滑动连接机构；

所述连接头（7）上连接设有检测管路（19），所述检测管路（19）的另一端连接流体介质源（20），且所述检测管路（19）上设有用于稳定流体介质压力的精密减压阀（21），所述精密减压阀（21）与所述连接头（7）之间设有用于检测流体介质压力的压力表（22）和用于检测流体介质流量的流量表（23）。

2.根据权利要求1所述的密封性能试验系统，其特征在于：所述密封挡环（5）的内周壁和外周壁上对应设有环绕一周的环形槽（5a），两个所述环形槽（5a）的槽底之间环形均布设有连通通孔（5b）；所述连接头（7）与位于所述密封挡环（5）外周壁上的所述环形槽（5a）相连通。

3.根据权利要求1所述的密封性能试验系统，其特征在于：所述流量表（23）采用燃气表，所述压力表（22）采用压差表。

4.根据权利要求1所述的密封性能试验系统，其特征在于：所述施力机构包括环形均布设置在所述密封外套（1）和所述密封端盖（6）之间的连接螺栓（8），所述连接螺栓（8）的螺栓头位于所述密封端盖（6）所在的一侧，且所述连接螺栓（8）上套装设有位于其螺栓头和所述密封端盖（6）之间的施力弹簧（9）。

5.根据权利要求4所述的密封性能试验系统，其特征在于：所述密封外套（1）位于所述密封端盖（6）所在侧的一端设有径向向外延伸的第一连接法兰（1a），所述密封端盖（6）的一端位于所述密封试验环腔之外，且所述密封端盖（6）位于所述密封试验环腔外的一端设有径向向外延伸的第二连接法兰（6a），所述第二连接法兰（6a）上环形均布设有连接通孔，所述第一连接法兰（1a）上与所述连接通孔一一对应设有螺纹通孔，所述连接螺栓（8）穿过所述连接通孔并与所述螺纹通孔螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的密封性能试验系统，其特征在于：所述施力机构包括环形均布安装在所述密封外套（1）上的施力气缸，所述施力气缸的活塞杆与所述密封端盖（6）相连。

7.根据权利要求1-6任一项所述的密封性能试验系统，其特征在于：所述滑动连接机构包括球轴（10），所述球轴的两端分别设有第一球形连接头（10a）和第二球形连接头（10b），所述滑动内套（3）的端部设有用于与所述球轴（10）其中一端的所述第一球形连接头（10a）相连的第一端球轴连接结构；位于所述球轴（10）另一端的所述第二球形连接头（10b）上设有用于连接动力装置的第二端球轴连接结构。

8.根据权利要求7所述的密封性能试验系统，其特征在于：所述第一端球轴连接结构包括第一球座（11），所述第一球座（11）面向所述球轴（10）的端面上设有与所述第一球形连接头（10a）球面配合的第一球形凹槽，且所述第一球座（11）上盖装设有用于防止所述第一球形连接头（10a）从所述第一球形凹槽内脱离的第一球座端盖（12）。

9.根据权利要求7所述的密封性能试验系统，其特征在于：所述第二端球轴连接结构包括第二球座（13），所述第二球座（13）面向所述球轴（10）的端面上设有与所述第二球形连接头（10b）球面配合的第二球形凹槽，且所述第二球座（13）上盖装设有用于防止所述第二球形连接头（10b）从所述第二球形凹槽内脱离的第二球座端盖（14）；所述第二球座（13）背向所述球轴（10）的一侧设有用于连接动力装置的连接板（15）。

10.根据权利要求1所述的密封性能试验系统，其特征在于：所述密封外套（1）背向所述滑动连接机构的一端设有安装固定结构，所述安装固定结构包括底座下环（16）和底座上环（17），所述密封外套（1）背向所述滑动连接机构的一端设有径向向外延伸的限位环（1b），底座上环（17）套装在密封外套（1）上并与限位环（1b）限位配合，且底座下环（16）和底座上环（17）之间设有安装螺栓（18）。

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