CN112697357A - 组合式机械密封的密封测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及组合式机械密封的密封测试装置，包括：设有排水孔和泄漏孔的测试座；安装在测试座上用于安装组合式机械密封的测试筒，测试筒上设有进油孔和进水孔；测试轴活动插在测试筒内；迷宫密封盖安装在测试筒的一端；迷宫密封环安装在测试轴上，且与迷宫密封盖相匹配；第一盖板安装在测试座的一端并装有第一轴承座，第二盖板安装在测试座的另一端并装有第二轴承座，测试轴安装第二轴承座和第一轴承座上；转动驱动装置与测试轴连接；液压站与进油孔相通；及与进水孔相通的水压装置。本发明提供的组合式机械密封的密封测试装置既能进行静压密封测试，同时也能进行运行密封测试，并且能模拟多种压力工况，保证了产品检测的准确性和可靠性。

Description

组合式机械密封的密封测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种测试装置，尤其是组合式机械密封的密封测试装置及其测试方法。

背景技术

船用涡轮泵组件中组合式机械密封是关键部件，组合式机械密封由三级密封组合而成，第一级密封为滑阀密封，第二级密封为机械密封，第三级密封为应急密封，由于组合式机械密封非常重要，因此组合式机械密封产品出厂前需要经过测试，测试符合要求才能合格。由于三种密封组合，在不同条件下要对不同级密封进行测试，因此测试比较困难。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种既能进行静压密封测试，同时能进行工作状况下密封测试的组合式机械密封的密封测试装置，具体技术方案为：

组合式机械密封的密封测试装置，包括：

测试座，所述测试座的底部的一端设有排水孔，另一端设有泄漏孔；测试筒，所述测试筒固定在所述测试座的内部，组合式机械密封安装在所述测试筒内，所述测试筒上设有与组合式机械密封的滑阀密封相对应的进油孔和进水孔；测试轴，所述测试轴活动插在所述测试筒内；迷宫密封盖，所述迷宫密封盖安装在所述测试筒的一端；迷宫密封环，所述迷宫密封环安装在所述测试轴上，且与所述迷宫密封盖相匹配；第一盖板，所述第一盖板安装在所述测试座的一端；第一轴承座，所述第一轴承座安装在所述第一盖板上，所述测试轴固定在所述第一轴承座上；第二盖板，所述第二盖板安装在所述测试座的另一端；第二轴承座，所述第二轴承座固定在所述第二盖板上，所述测试轴固定在所述第二轴承座上；转动驱动装置，所述转动驱动装置与所述测试轴连接；液压站，所述液压站与所述进油孔相通，用于驱动滑阀密封；及水压装置，所述水压装置与所述进水孔相通，用于提供不同的水压。

进一步的，所述第一轴承座内装有调心球轴承。

进一步的，所述第二轴承座内装有角接触轴承。

进一步的，所述转动驱动装置包括：转动电机；主动带轮，所述主动带轮安装在所述转动电机上；从动带轮，所述从动带轮安装在所述测试轴上；及同步带，所述同步带安装在所述主动带轮和所述从动带轮上。

进一步的，所述水压装置包括：压力传感器，所述压力传感器安装在所述进水孔中；进水接头，所述进水接头安装在所述进水孔上；进水管，所述进水管与所述进水接头连接；变频水泵，所述变频水泵不少于两个，且均与所述进水管连接；及单向阀，所述单向阀安装在所述变频水泵的出水口上。

进一步的，所述液压站包括：油箱；液压泵，所述液压泵也所述油箱连接；叠加式溢流阀，所述叠加式溢流阀与所述液压泵连接；叠加式减压阀，所述叠加时减压阀与所述叠加式溢流阀连接；电磁阀，所述电磁阀与所述叠加式减压阀连接；及叠加式节流阀，所述叠加式节流阀分别与所述电磁阀和所述进油孔连接。

组合式机械密封的测试方法，包括依次进行滑阀密封的静压密封测试、应急密封的静压密封测试、组合式机械密封的静压密封测试和组合式机械密封的动态测试。

进一步的，所述滑阀密封的静压测试和所述应急密封的静压密封测试包括以下步骤：安装测试件，将组合式机械密封的滑阀密封和应急密封装入到测试筒中，滑阀密封与进油孔相通；滑阀密封测试，启动液压泵，滑阀密封堵住进水孔，应急密封打开，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄露量；应急密封测试，滑阀密封打开进水孔，应急密封关闭，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄露量。

进一步的，所述组合式机械密封的静压密封测试和所述组合式机械密封的动态测试包括以下步骤：安装测试件，将组合式机械密封装入到测试筒中，并安装第一盖板、第二盖板，测试轴与转动驱动装置连接；启动液压泵，滑阀打开进水孔，应急密封打开，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄漏量；启动转动电机，在不同的速度及不同的压力下分别测量泄漏量；排出测试筒内部的水，启动液压泵，滑阀堵住进水孔，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄漏量。

进一步的，所述安装测试件中，不安装第一盖板、第二盖板，测试轴也不与转动驱动装置连接。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的组合式机械密封的密封测试装置既能进行静压密封测试，同时也能进行运行密封测试，并且能模拟多种压力工况，保证了产品检测的准确性和可靠性。

附图说明

图1是组合式机械密封的密封测试装置的结构示意图；

图2是组合式机械密封的密封测试装置的俯视图；

图3是测试座、测试筒、测试轴、第一端盖和第二端盖的装配体的剖视图；

图4是液压站的液压原理图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1至图4所示，组合式机械密封的密封测试装置，包括：测试座1，测试座1的底部的一端设有排水孔14，另一端设有泄漏孔13；测试筒2，测试筒2固定在测试座1的内部，组合式机械密封安装在测试筒2内，测试筒2上设有与组合式机械密封的滑阀密封相对应的进油孔和进水孔21；测试轴3，测试轴3活动插在测试筒2内；迷宫密封盖41，迷宫密封盖41安装在测试筒2的一端；迷宫密封环42，迷宫密封环42安装在测试轴3上，且与迷宫密封盖41相匹配；第一盖板43，第一盖板43安装在测试座1的一端；第一轴承座，第一轴承座安装在第一盖板43上，测试轴3固定在第一轴承座上；第二盖板45，第二盖板45安装在测试座1的另一端；第二轴承座，第二轴承座固定在第二盖板45上，测试轴3固定在第二轴承座上；转动驱动装置，转动驱动装置与测试轴3连接；

液压站，液压站与进油孔相通，用于驱动滑阀密封；及水压装置，水压装置与进水孔21相通，用于提供不同的水压。

测试筒2将测试座分割成泄漏腔11和排水腔12，泄漏孔13设置在泄漏腔11的底部，泄漏孔13上装有泄漏接头53，用于将泄漏的水导出到测量体积的装置中。排水腔12的底部设有排水孔14，用于排出排水腔12中的水。

测试座1安装在测试台10上，转动驱动装置和液压站也安装在测试台10上。

测试筒2用于对组合式机械密封进行密封性测试。

迷宫密封实现一端的密封，迷宫密封具有在高速条件下有良好的密封性能、不需润滑、无摩擦、维修简单、使用寿命长。为避免迷宫密封碰擦，可适当增加各密封的间隙，并在其中添加润滑脂来达到水压3.5MPa的要求。

第一轴承座内装有调心球轴承44。由于第一盖板43需要经常拆装，调心球轴承44用于调整加工、安装产生较大同轴度偏差时，不影响设备的安装和运行。

第二轴承座内装有角接触轴承46。角接触轴承46的作用是能够在轴转动时稳定轴的动作，减少轴转动时产生的轴向窜动。

转动驱动装置包括：转动电机34；主动带轮31，主动带轮31安装在转动电机34上；从动带轮33，从动带轮33安装在测试轴3上；及同步带32，同步带32安装在主动带轮31和从动带轮33上。

水压装置包括：压力传感器52，压力传感器52安装在进水孔21中；进水接头51，进水接头51安装在进水孔21上；进水管，进水管与进水接头51连接；变频水泵，变频水泵不少于两个，且均与进水管连接；及单向阀，单向阀安装在变频水泵的出水口上。

液压站包括：油箱68；液压泵66，液压泵66也油箱68连接；叠加式溢流阀64，叠加式溢流阀64与液压泵66连接；叠加式减压阀63，叠加式减压阀63与叠加式溢流阀64连接；电磁阀61，电磁阀61与叠加式减压阀63连接；及叠加式节流阀62，叠加式节流阀62分别与电磁阀61和进油孔连接。

利用三台深井抽水泵的开关配合实现在不同水压下的密封测试，并控制主轴转速从0rpm到1200rpm(保持5s)再到0rpm完成一次循环，并计时。在每一个水压下均完成50次循环，共计400次，每次循环时间间隔≥5s。若启停工况试验中每5次总泄漏量均少于75ml(15ml/次)则判定该机械密封合格。

水压包括0MPa，0.5MPa，1MPa，1.5MPa，2MPa，2.5MPa，3MPa，3.5MPa。

在正常室内环境中模拟深水压对产品的密封效果进行测试。

测试组合式机械密封的第一级滑阀密封和第三级应急密封在静压状态下能保持正常工作，第二级机械密封在运行状态下(同轴旋转时)能保持正常密封工作。并且测试完成后仅对动静环进行报废处理，不可损坏整体构造及其他零件。

通常情况下滑阀利用液压作用移动，贴合锥套压缩橡胶密封圈进行密封，此时第一级密封滑阀密封工作，其中迷宫密封阻挡海水中泥沙等杂物进入。在运转前，滑阀在液压作用下内移脱离接触，此时第二级机械密封工作。

当第一级和第二级密封失效时，通过手柄按指示的应急锁紧方向旋转紧急调节螺母使安全密封阀靠近安全密封座，压缩橡胶密封圈强制密封，此时第三级密封应急密封工作，该情况下混流泵主轴禁止旋转，禁止使用该侧混流泵执行任务。

静压试验主要针对应急密封和滑阀密封，先将上述两种密封与测试轴3组装，组装完成后，向进水接头51进行供水，水泵采用的是15KW永磁变频高扬程深井泵(流量8立方米每小时压力可达4MPa)。试验台配备三台水泵，其中一台水泵常开不间断供水，另外两台水泵由变频器控制，轴承箱内配备压力传感器52，对于给定的压力要求由程序控制变频器进而控制水泵工作以达到所需要求。

供水开始后，利用液压使滑阀密封工作测试其密封性，滑阀密封测试完毕后，将滑阀打开旋紧应急螺母测试应急密封性能。

静压测试完毕后，将滑阀密封和紧急密封拆除，将组合式机械密封安装在测试筒2和测试轴3上，测试轴3两端的第一盖板43和第二盖板45也装好。将滑阀打开进行静压试验操作，测试机械密封的性能，测试完成后，打开电机带动测试轴3旋转，测试运行状态下机械密封的性能。该步骤完成后，排出水静置5分钟待滑阀密封内水分排尽后，利用液压使滑阀密封关闭，转动电机34启动带动测试轴3旋转，再次进行供水，测试运行状态下滑阀密封的性能。

至此三级密封静压和运行试验完成。

实施例二

组合式机械密封的测试方法，包括静压测试和动态测试；

包括依次进行滑阀密封的静压密封测试、应急密封的静压密封测试、组合式机械密封的静压密封测试、组合式机械密封的动态测试。

滑阀密封的静压测试和应急密封的静压密封测试包括以下步骤：

安装测试件，将组合式机械密封的滑阀密封和应急密封装入到测试筒2中，滑阀密封与进油孔和进水孔21相通；

滑阀密封测试，启动液压泵66，滑阀密封堵住进水孔21，应急密封打开，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄露量；

应急密封测试，滑阀密封打开进水孔21，应急密封关闭，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄露量。

组合式机械密封的静压密封测试和组合式机械密封的动态测试包括以下步骤：

安装测试件，将组合式机械密封装入到测试筒2中，并安装第一盖板43、第二盖板45，测试轴3与转动驱动装置连接；

启动液压泵66，滑阀打开进水孔21，应急密封打开，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄漏量；

启动转动电机34，在不同的速度及不同的压力下分别测量泄漏量；

排出测试筒2内部的水，启动液压泵66，滑阀堵住进水孔21，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄漏量。

安装测试件中，不安装第一盖板43、第二盖板45，测试轴3也不与转动驱动装置连接。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.组合式机械密封的密封测试装置，其特征在于，包括：

测试座，所述测试座的底部的一端设有排水孔，另一端设有泄漏孔；

测试筒，所述测试筒固定在所述测试座的内部，组合式机械密封安装在所述测试筒内，所述测试筒上设有与组合式机械密封的滑阀密封相对应的进油孔和进水孔；

测试轴，所述测试轴活动插在所述测试筒内；

迷宫密封盖，所述迷宫密封盖安装在所述测试筒的一端；

迷宫密封环，所述迷宫密封环安装在所述测试轴上，且与所述迷宫密封盖相匹配；

第一盖板，所述第一盖板安装在所述测试座的一端；

第一轴承座，所述第一轴承座安装在所述第一盖板上，所述测试轴固定在所述第一轴承座上；

第二盖板，所述第二盖板安装在所述测试座的另一端；

第二轴承座，所述第二轴承座固定在所述第二盖板上，所述测试轴固定在所述第二轴承座上；

转动驱动装置，所述转动驱动装置与所述测试轴连接；

液压站，所述液压站与所述进油孔相通，用于驱动滑阀密封；及

水压装置，所述水压装置与所述进水孔相通，用于提供不同的水压。

2.根据权利要求1所述的组合式机械密封的密封测试装置，其特征在于，

所述第一轴承座内装有调心球轴承。

3.根据权利要求1所述的组合式机械密封的密封测试装置，其特征在于，

所述第二轴承座内装有角接触轴承。

4.根据权利要求1所述的组合式机械密封的密封测试装置，其特征在于，

所述转动驱动装置包括：

转动电机；

主动带轮，所述主动带轮安装在所述转动电机上；

从动带轮，所述从动带轮安装在所述测试轴上；及

同步带，所述同步带安装在所述主动带轮和所述从动带轮上。

5.根据权利要求1所述的组合式机械密封的密封测试装置，其特征在于，

所述水压装置包括：

压力传感器，所述压力传感器安装在所述进水孔中；

进水接头，所述进水接头安装在所述进水孔上；

进水管，所述进水管与所述进水接头连接；

变频水泵，所述变频水泵不少于两个，且均与所述进水管连接；及

单向阀，所述单向阀安装在所述变频水泵的出水口上。

6.根据权利要求1所述的组合式机械密封的密封测试装置，其特征在于，

所述液压站包括：

油箱；

液压泵，所述液压泵也所述油箱连接；

叠加式溢流阀，所述叠加式溢流阀与所述液压泵连接；

叠加式减压阀，所述叠加时减压阀与所述叠加式溢流阀连接；

电磁阀，所述电磁阀与所述叠加式减压阀连接；及

叠加式节流阀，所述叠加式节流阀分别与所述电磁阀和所述进油孔连接。

7.组合式机械密封的测试方法，其特征在于，包括依次进行滑阀密封的静压密封测试、应急密封的静压密封测试、组合式机械密封的静压密封测试和组合式机械密封的动态测试。

8.根据权利要求7所述的组合式机械密封的测试方法，其特征在于，

所述滑阀密封的静压测试和所述应急密封的静压密封测试包括以下步骤：

安装测试件，将组合式机械密封的滑阀密封和应急密封装入到测试筒中，滑阀密封与进油孔相通；

滑阀密封测试，启动液压泵，滑阀密封堵住进水孔，应急密封打开，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄露量；

应急密封测试，滑阀密封打开进水孔，应急密封关闭，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄露量。

9.根据权利要求7所述的组合式机械密封的测试方法，其特征在于，

所述组合式机械密封的静压密封测试和所述组合式机械密封的动态测试包括以下步骤：

安装测试件，将组合式机械密封装入到测试筒中，并安装第一盖板、第二盖板，测试轴与转动驱动装置连接；

启动液压泵，滑阀打开进水孔，应急密封打开，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄漏量；

启动转动电机，在不同的速度及不同的压力下分别测量泄漏量；

排出测试筒内部的水，启动液压泵，滑阀堵住进水孔，启动变频水泵，在不同的压力下分别测量泄漏量。

10.根据权利要求8所述的组合式机械密封的测试方法，其特征在于，

所述安装测试件中，不安装第一盖板、第二盖板，测试轴也不与转动驱动装置连接。

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