CN111964849B - 一种迷宫密封实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种迷宫密封实验装置，其特征在于：包括基座、水箱，基座左侧上部连接有支撑板，基座右侧上部设有水泵，水泵设有水泵入口和水泵出口，支撑板上部设有电机、加载阀、溢流阀、第一流量计和第二流量计、测试机构，加载阀前后侧分别法兰连接有加载阀入口管、加载阀出口管，溢流阀前后侧分别法兰连接有溢流阀入口管、溢流阀出口管，第一流量计前后侧分别法兰连接有第一流量计入口管、第一流量计出口管，第二流量计前后侧分别法兰连接有第二流量计入口管、第二流量计出口管。本发明一次实验可测得两种不同形式的迷宫密封的密封效果，实验效率高。

Description

一种迷宫密封实验装置

技术领域

本发明涉及流体密封技术领域，具体涉及一种迷宫密封实验装置。

背景技术

我国西部山区居民通常住在半山腰，河流在山谷，将山谷的水泵送至居民区，扬程少则数十米，高则数百至上千米，加上山区河流含沙量较大，在高扬程，含沙量大的环境下，对提水系统密封结构可靠性提出较高的要求。与机械密封相比，迷宫密封是一种非接触式密封，具有抗颗粒磨损能力强，加工简单，对材料性能要求不高的优点。迷宫密封的效果与沟槽形状，尺寸，转速，流体的压力有关，特别是沟槽的形状和尺寸决定了特定条件下的密封效果，而市场上销售迷宫实验装置同一时间只能对单一形式的迷宫密封的密封效果进行实验，实验效率较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种迷宫密封实验装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案来实现的：

一种迷宫密封实验装置，包括基座、水箱，基座左侧上部连接有支撑板，基座右侧上部设有水泵，水泵设有水泵入口和水泵出口，支撑板上部设有电机、加载阀、溢流阀、第一流量计和第二流量计、测试机构，加载阀前后侧分别法兰连接有加载阀入口管、加载阀出口管，溢流阀前后侧分别法兰连接有溢流阀入口管、溢流阀出口管，第一流量计前后侧分别法兰连接有第一流量计入口管、第一流量计出口管，第二流量计前后侧分别法兰连接有第二流量计入口管、第二流量计出口管；测试机构包括第一封盖、第二封盖、套筒、转轴，第一封盖、第二封盖安装于套筒的左右两侧，转轴贯穿第一封盖、套筒、第二封盖设置，转轴与第一封盖、第二封盖的接触处设有轴承，第一封盖和第二封盖内设有孔，转轴上设有两个台阶，两个台阶分别与第一封盖和第二封盖内的孔形成第一测试腔和第二测试腔，转轴位于套筒内的部分开设有环槽，环槽与套筒之间构成容腔，第一封盖上设有与第一测试腔相连通的第一测试腔出口，第二封盖上设有与第二测试腔相连通的第二测试腔出口，套筒上设有与容腔相连通的容腔入口和容腔出口，转轴位于套筒内的部分开设有第一沟槽和第二沟槽，第一沟槽、第二沟槽分列容腔的两侧，第一沟槽、第二沟槽的截面形状不同，第一封盖、第二封盖、套筒上分别设有测压口，测压口将第一测试腔、第二测试腔、容腔与外部相连通，第一封盖、第二封盖内设有密封环，密封环位于轴承内侧；水泵入口和水箱之间连接有管道，水泵出口上连接的管道的另一端连接有三通阀，三通阀的另外两端分别通过管道与加载阀入口管、容腔入口相连接，容腔出口与溢流阀入口管之间连接有管道，第一测试腔出口与第一流量计入口管之间连接有管道，第二测试腔出口与第二流量计入口管之间连接有管道，第一流量计出口管、第二流量计出口管上均连接有伸入水箱内的管道，

作为优选，加载阀、溢流阀、第一流量计和第二流量计通过支撑架安装于支撑板上。

作为优选，支撑架包括底座、固定块，底座和固定块之间通过固定螺栓相连接。拧紧固定螺栓，底座和固定块将连接处的两法兰固定，从而起到支撑的作用。

作为优选，还包括变频器，变频器与电机电性连接。

作为优选，第一封盖、第二封盖的测压口上设有测压螺帽。

作为优选，第一封盖、第二封盖与套筒接触的一侧开设有凹槽，凹槽内设有密封圈。

作为优选，第一封盖、第二封盖的孔的底部设有台阶座，密封环安装于台阶座内，密封环的外圈抵靠台阶座，密封环的内圈抵接转轴。

作为优选，溢流阀入口管、第一流量计入口管、第二流量计入口管、加载阀入口管、容腔入口、容腔出口、第一测试腔出口、第二测试腔出口均设有快速接头。

本发明有益效果在：一次装机可测得两种形式的迷宫密封在相同情况下的密封效果，操作简单，实验效率高。

附图说明

图1为本发明迷宫密封实验装置的结构示意图；

图2为本发明迷宫密封实验装置的俯视图；

图3为本发明迷宫密封实验装置的部分结构示意图；

图4为本发明中测试机构的结构示意图；

图5为图4的B-B剖视图；

图6为图5中A处的放大示意图；

图7为图4的A-A剖视图；

图8为本发明中支撑架的结构示意图。

附图标记：1、基座；11、支撑板；12、支撑架；121、底座；122、固定块；123、固定螺栓；2、水箱；3、水泵；31、水泵入口；32、水泵出口；4、电机；5、溢流阀；51、溢流阀入口管；52、溢流阀出口管；6、第一流量计；61、第一流量计入口管；62、第一流量计出口管；7、测试机构；71、容腔入口；72、容腔出口；73、第二测试腔出口；74、第一测试腔出口；75、转轴；76、第一封盖；77、第二封盖；78、套筒；79、容腔；710、第一测试腔；711、第二测试腔；712、第一沟槽；713、第二沟槽；714、轴承；715、凹槽；716、密封圈；717、密封环；718、测压螺帽；719、测压口；8、第二流量计；81、第二流量计入口管；82、第二流量计出口管；9、加载阀；91、加载阀入口管；92、加载阀出口管。

具体实施方式

下面结合附图1-8对本发明的实施例进行详细阐述。

一种迷宫密封实验装置，包括基座1、水箱2，基座1左侧上部连接有支撑板11，基座1右侧上部设有水泵3，水泵3设有水泵入口31和水泵出口32，支撑板11上部设有电机4、加载阀9、溢流阀5、第一流量计6和第二流量计8、测试机构7，加载阀9前后侧分别法兰连接有加载阀入口管91、加载阀出口管92，溢流阀5前后侧分别法兰连接有溢流阀入口管51、溢流阀出口管52，第一流量计6前后侧分别法兰连接有第一流量计入口管61、第一流量计出口管62，第二流量计8前后侧分别法兰连接有第二流量计入口管81、第二流量计出口管82，测试机构7包括第一封盖76、第二封盖77、套筒78、转轴75，第一封盖76、第二封盖77安装于套筒78的左右两侧，转轴75贯穿第一封盖76、套筒78、第二封盖77设置，转轴75与第一封盖76、第二封盖77的接触处设有轴承714，第一封盖76和第二封盖77内设有孔，转轴75上设有两个台阶，两个台阶分别与第一封盖76和第二封盖77内的孔形成第一测试腔710和第二测试腔711，转轴75位于套筒78内的部分开设有环槽，环槽与套筒78之间构成容腔79，第一封盖76上设有与第一测试腔710相连通的第一测试腔出口74，第二封盖77上设有与第二测试腔711相连通的第二测试腔出口73，套筒78上设有与容腔79相连通的容腔入口71和容腔出口72，第一测试腔710和第二测试腔711内压力相等，作用于转轴75台阶上的轴向力相等，转轴不存在轴向力的影响。

转轴75位于套筒78内的部分开设有第一沟槽712和第二沟槽713，第一沟槽712、第二沟槽713分列容腔79的两侧，第一沟槽712、第二沟槽713的截面形状不同，第一沟槽712、第二沟槽713和套筒78之间形成不同形式的迷宫密封。

第一封盖76、第二封盖77、套筒78上分别设有测压口719，测压口719将第一测试腔710、第二测试腔711、容腔79与外部相连通，测压口719安装压力表，分别测量第一测试腔710、第二测试腔711、容腔79内压力，从而得出迷宫密封两侧的压力差△P。

第一封盖76、第二封盖77的孔的底部设有台阶座，密封环717安装于台阶座内，密封环717的外圈抵靠台阶座，密封环717的内圈抵接转轴75，密封环717可防止第一测试腔710、第二测试腔711内的水从转轴75和第一封盖76、第二封盖77的安装间隙处流出，保证第一流量计6和第二流量计8测得的流量的准确性，从而确保实验结果的准确性。

水泵入口31和水箱2之间连接有管道，水泵出口32上连接的管道的另一端连接有三通阀，三通阀的另外两端分别通过管道与加载阀入口管91、容腔入口71相连接，容腔出口72与溢流阀入口管51之间连接有管道，第一测试腔出口74与第一流量计入口管61之间连接有管道，第二测试腔出口73与第二流量计入口管81之间连接有管道，第一流量计出口管62、第二流量计出口管82上均连接有伸入水箱2内的管道。

加载阀9、溢流阀5、第一流量计6和第二流量计8通过支撑架12安装于支撑板11上。

支撑架12包括底座121、固定块122，底座121和固定块122之间通过固定螺栓123相连接。拧紧固定螺栓123，底座121和固定块122将连接处的两法兰固定，从而起到支撑的作用。

还包括变频器，变频器与电机4电性连接，变频器用于控制电机4的转速。

第一封盖76、第二封盖77的测压口719上设有测压螺帽718。第一封盖76、第二封盖77侧壁较薄，为了更好地安装压力表，需要加装测压螺帽718以增加厚度。

第一封盖76、第二封盖77与套筒78接触的一侧开设有凹槽715，凹槽715内设有密封圈716，防止水从第一封盖76、第二封盖77与套筒78的连接处泄露。

溢流阀入口管51、第一流量计入口管61、第二流量计入口管81、加载阀入口管91、容腔入口71、容腔出口72、第一测试腔出口74、第二测试腔出口73均设有快速接头，能方便地连接管道。

具体实施时，将管道对应安装，并在水箱2内加水。加载阀9和溢流阀5调至全开状态，启动水泵3，待水泵3运转平稳，各管路接头无泄漏后启动电机4，使电机4转速由零逐步上升到最高值，检测装置是否正常运行从而完成自检。

一种实验方法为，电机4处于停止状态，调节加载阀9和溢流阀5改变迷宫密封的压差△P，通过第一流量计6和第二流量计8读取各压差下两个迷宫密封相应的泄露流量，根据泄露流量判断不同形式的迷宫密封在不同压差下的密封效果；调节加载阀9和溢流阀5改变迷宫密封的压差△P，在该压差△P下，调节电机的转速，通过第一流量计6和第二流量计8读取两个迷宫密封相应的泄露流量，判断在特定压差下转速对不同形式的迷宫密封的影响。

另一实验方法为，调节加载阀9和溢流阀5，使迷宫密封两侧具有压差△P，使电机4转速由零逐步上升到最高值，通过第一流量计6和第二流量计8读取不同转速下的泄露流量，根据泄露流量判断特定压差下，不同转速对密封效果的影响；调节加载阀9和溢流阀5改变压差△P，再进行上述操作，即可获得在各压差下，不同转速对密封效果的影响。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种迷宫密封实验装置，其特征在于：包括基座(1)、水箱(2)，所述基座(1)左侧上部连接有支撑板(11)，所述基座(1)右侧上部设有水泵(3)，所述水泵(3)设有水泵入口(31)和水泵出口(32)，所述支撑板(11)上部设有电机(4)、加载阀(9)、溢流阀(5)、第一流量计(6)、第二流量计(8)、测试机构(7)，所述加载阀(9)前后侧分别法兰连接有加载阀入口管(91)、加载阀出口管(92)，所述溢流阀(5)前后侧分别法兰连接有溢流阀入口管(51)、溢流阀出口管(52)，所述第一流量计(6)前后侧分别法兰连接有第一流量计入口管(61)、第一流量计出口管(62)，所述第二流量计(8)前后侧分别法兰连接有第二流量计入口管(81)、第二流量计出口管(82)；

所述测试机构(7)包括第一封盖(76)、第二封盖(77)、套筒(78)、转轴(75)，所述第一封盖(76)、第二封盖(77)分别安装于套筒(78)的前后侧，所述转轴(75)贯穿第一封盖(76)、套筒(78)、第二封盖(77)设置，所述转轴(75)与第一封盖(76)、第二封盖(77)之间设有轴承(714)，所述第一封盖(76)和第二封盖(77)内设有孔，所述转轴(75)上设有两个台阶，两个所述台阶分别与第一封盖(76)和第二封盖(77)内的孔构成第一测试腔(710)和第二测试腔(711)，所述转轴(75)位于套筒(78)内的部分开设有环槽，所述环槽与套筒(78)之间构成容腔(79)，所述第一封盖(76)上设有与第一测试腔(710)相连通的第一测试腔出口(74)，所述第二封盖(77)上设有与第二测试腔(711)相连通的第二测试腔出口(73)，所述套筒(78)上设有与容腔(79)相连通的容腔入口(71)和容腔出口(72)，所述转轴(75)位于套筒内的部分开设有第一沟槽(712)和第二沟槽(713)，所述第一沟槽(712)、第二沟槽(713)分列容腔(79)的两侧，所述第一沟槽(712)、第二沟槽(713)的截面形状不同，所述第一封盖(76)、第二封盖(77)、套筒(78)上分别设有测压口(719)，所述测压口(719)将第一测试腔(710)、第二测试腔(711)、容腔(79)与外部相连通，所述第一封盖(76)、第二封盖(77)内设有密封环(717)，所述密封环(717)位于轴承(714)内侧；

所述水泵入口(31)和水箱(2)之间连接有管道，所述水泵出口(32)上连接有管道，与所述水泵出口(32)相连的管道的另一端连接有三通阀，所述三通阀的另外两端分别通过管道与加载阀入口管(91)、容腔入口(71)相连接，所述容腔出口(72)与溢流阀入口管(51)之间连接有管道，所述第一测试腔出口(74)与第一流量计入口管(61)之间连接有管道，所述第二测试腔出口(73)与第二流量计入口管(81)之间连接有管道，所述第一流量计出口管(62)、第二流量计出口管(82)、加载阀出口管(92)、溢流阀出口管(52)上均连接有伸入水箱(2)内的管道。

2.根据权利要求1所述的一种迷宫密封实验装置，其特征在于：所述加载阀(9)、溢流阀(5)、第一流量计(6)和第二流量计(8)通过支撑架(12)安装于支撑板(11)上。

3.根据权利要求2所述的一种迷宫密封实验装置，其特征在于：所述支撑架(12)包括底座(121)、固定块(122)，所述底座(121)和固定块(122)之间通过固定螺栓(123)相连接。

4.根据权利要求1所述的一种迷宫密封实验装置，其特征在于：还包括变频器，所述变频器与电机(4)电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种迷宫密封实验装置，其特征在于：所述第一封盖(76)、第二封盖(77)的测压口(719)上设有测压螺帽(718)。

6.根据权利要求1所述的一种迷宫密封实验装置，其特征在于：所述第一封盖(76)、第二封盖(77)与套筒(78)接触的一侧开设有凹槽(715)，所述凹槽(715)内设有密封圈(716)。

7.根据权利要求1所述的一种迷宫密封实验装置，其特征在于：所述第一封盖(76)、第二封盖(77)内的孔的底部设有台阶座，所述密封环(717)安装于台阶座内，所述密封环(717)的外圈抵靠台阶座，所述密封环(717)的内圈抵接转轴(75)。

8.根据权利要求1所述的一种迷宫密封实验装置，其特征在于：所述溢流阀入口管(51)、第一流量计入口管(61)、第二流量计入口管(81)、加载阀入口管(91)、容腔入口(71)、容腔出口(72)、第一测试腔出口(74)、第二测试腔出口(73)均设有快速接头。

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