CN114354148A - 油封疲劳跑合试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油封疲劳跑合试验装置，包括机架、油箱、旋转机构、油封座以及加热件；油箱和旋转机构安装在机架上并相对，油箱相对机架可在靠近和远离旋转机构的方向上来回移动；油箱朝向旋转机构的一侧开放形成开放侧，油封座安装在开放侧上并用于定位油封；加热件安装在油箱内并用于对油箱内的润滑油进行加热；旋转机构包括驱动单元、连接在驱动单元的驱动轴上并用于与油封密封配合的轴套。本发明的油封疲劳跑合试验装置，用于验证油封在静态或动态下是否漏油，以此检验油封是否存在缺陷；通过将油箱内润滑油加热到所需温度，能够模拟油封真实工作时的工作油温对其进行跑合试验，提高试验真实度及精确性。

Description

油封疲劳跑合试验装置

技术领域

本发明涉及核电站设备技术领域，尤其涉及一种油封疲劳跑合试验装置。

背景技术

核电站KSB型上充泵(RCV泵)的非驱动端油封为接触式油封，该油封在实际运行中容易出现泄漏量偏大和油封甩油现象。许多上充泵运行2到3个循环便出现油封泄漏量增大的问题，该类技术问题目前在多个核电基地都曾出现，属于设备共性问题。

根据历史经验反馈，新油封安装至设备前需进行油封跑合试验，否则会导致泵启动初期油封冒烟及磨损情况。由于目前没有专门的油封检查设备，油封检查只能通过目视检查油封状态，无法检查油封内部是否有缺陷；油封跑合试验时需人工手动进行磨合，耗时费力，每个油封人工磨合时间均需要2天左右，且因手动磨合用力不均，这会导致新油封安装后发生泄漏。

目前核电站KSB泵型上充泵的非驱动端油封存在泄漏，与备件检查不彻底，使用前未充分磨合有关，且目前对油封的泄漏机理没有有效的手段进行分析，亟待进行更细致和深入的研究分析，以便能彻底找到油封失效原因。油封的磨损和失效泄漏都是在动态工况下发生的，基于当前RCV泵运行期间存在工业安全风险切油封在设备内部无法进行细致的针对性分析，需要研发一套专业的油封疲劳跑合试验设备，才能完成科学的分析。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种油封疲劳跑合试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种油封疲劳跑合试验装置，包括机架、油箱、旋转机构、油封座以及加热件；所述油箱和旋转机构安装在所述机架上并相对，所述油箱相对所述机架可在靠近和远离所述旋转机构的方向上来回移动；

所述油箱朝向所述旋转机构的一侧开放形成开放侧，所述油封座安装在所述开放侧上并用于定位油封；所述加热件安装在所述油箱内并用于对所述油箱内的润滑油进行加热；

所述旋转机构包括驱动单元、连接在所述驱动单元的驱动轴上并用于与油封密封配合的轴套。

优选地，所述油箱上设有注油口和排油口；所述排油口位于所述油箱的下端上，并且所述排油口处安装有排油阀。

优选地，所述机架上设有至少一直线导轨，所述油箱配合在所述直线导轨上并可沿所述直线导轨在靠近和远离所述旋转机构的方向上来回移动。

优选地，所述油封疲劳跑合试验装置还包括驱动所述油箱来回移动的移动组件；

所述移动组件包括平行所述直线导轨并可转动设置在所述机架上的丝杠；所述丝杠与所述油箱的底座之间螺纹配合，所述丝杠转动带动所述油箱沿所述直线导轨移动。

优选地，所述移动组件还包括连接在所述丝杠的端部上的手轮。

优选地，所述油封疲劳跑合试验装置还包括横向移动机构；

所述横向移动机构包括配合在所述直线导轨上的底座、至少一个设置在所述底座上并与所述直线导轨相垂直的横移导轨、驱动气缸；

所述油箱配合在所述横移导轨上，所述驱动气缸连接并驱动所述油箱沿所述横移导轨来回移动。

优选地，所述旋转机构还包括联轴器、旋转轴以及轴承室；

所述轴承室通过支架支撑在所述机架上；所述旋转轴横向穿设在所述轴承室内，其一端通过所述联轴器与所述驱动单元的驱动轴连接，所述轴套可拆卸安装在所述旋转轴的另一端上。

优选地，所述机架上设有支撑座，所述驱动单元通过所述支撑座固定在所述机架上，使得所述驱动单元与所述旋转轴、轴承室在所述机架上等高。

优选地，所述油封疲劳跑合试验装置还包括设置在所述油箱上，用于检测所述油箱内的润滑油的温度的测温单元。

优选地，所述油封疲劳跑合试验装置还包括设置在所述油封座下方的油液收集容器。

优选地，所述油封疲劳跑合试验装置还包括安装在所述机架内的电控箱；所述驱动单元与所述电控箱电性连接。

优选地，所述电控箱上设有显示屏或触摸屏。

本发明的油封疲劳跑合试验装置，用于验证油封在静态或动态下是否漏油，以此检验油封是否存在缺陷；通过将油箱内润滑油加热到所需温度，能够模拟油封真实工作时的工作油温对其进行跑合试验，提高试验真实度及精确性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的油封疲劳跑合试验装置的结构示意图；

图2是图1中油箱的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明的油封疲劳跑合试验装置，适用于对各种泵(例如RCV泵)的油封进行跑合试验，通过是否漏油验证油封的加工制造是否存在缺陷。

如图1所示，本发明一实施例的油封疲劳跑合试验装置，包括机架10、安装在机架10上的油箱20、旋转机构、安装在油箱20上的油封座50及加热件60等。

油箱20和旋转机构主要安装在机架10的顶面上，并且两者相对。油箱20用于装润滑油，其朝向旋转机构的一侧开放形成开放侧，油封座50安装在开放侧上并用于定位油封1。加热件60安装在油箱20内，用于对油箱20内的润滑油进行加热，使润滑油达到所需的试验温度。旋转机构包括驱动单元30、连接在驱动单元30的驱动轴上的轴套40，轴套40用于与油封1密封配合。

在机架10上，油箱20相对机架10可在靠近和远离旋转机构的方向上来回移动。当对油封1进行跑合试验时，将油封1配合在油封座50上，从而将油箱20的开放侧封闭。油箱20移动靠近旋转机构，直至轴套40也与油封1配合。根据需要验证油封1在静态下是否漏油；或者，驱动单元30启动，通过轴套40带动油封1的动环组件转动，验证油封1在动态下是否漏油。

机架10的底部可安装有数个带刹车的滚轮101，使得机架10可移动，进而实现整个装置的可移动及定位。

具体地，对应油箱20的来回移动，机架10上设有至少一直线导轨11，该直线导轨11与油箱20的移动方向相平行，对油箱20的移动起到导向作用。油箱20的底部可设置滑块等结构配合在直线导轨11，可沿直线导轨11在靠近和远离旋转机构的方向上来回移动。

为保证油箱20平稳地来回移动，通常设置相间隔的两个直线导轨11，油箱20平衡地配合在两个直线导轨11上。

为驱动油箱20来回移动，本发明的油封疲劳跑合试验装置还包括移动组件。该移动组件可包括丝杠71以及手轮72；丝杆71可通过连接座73等结构设置在机架10上并且相对机架10和连接座73可转动，丝杆71与直线导轨11相平行，并且丝杠与油箱20的底座之间螺纹配合，从而丝杠71转动时，通过螺纹配合方式将转动转换为直线运动，从而带动油箱20沿直线导轨11移动。手轮72连接在丝杠71的端部上，与丝杆71相对固定，通过操作手轮72驱使丝杠71转动。可以理解地，手轮72也可由电机等驱动设备代替。

油箱20底部还可设有锁紧机构74，锁紧机构74配合在直线导轨11上，当油箱20移动到位后，通过锁紧机构74与直线导轨11之间的锁定，可将油箱20锁定在直线导轨11上，避免在试验过程中油箱20发生移动。

如图1、2所示，油箱20可由一中空的座体形成，其开放侧为圆形开口，对应油封座50设置，使得油封座50可密封配合在开放侧上。

油箱20设有注油口21和排油口22。注油口21位于油箱20的上端或者顶部，以方便注油为准设置。排油口22位于油箱20的下端上，方便将油箱20内的润滑油全部排出。并且，排油口22处安装有排油阀23，通过排油阀23的启闭实现排油口22的通断。

油箱20上还设有呼吸器24，用于平衡油箱20内外压。

加热件60可以是设置在油箱20内壁上的加热丝、加热棒等，也可以是插接在油箱20上的加热棒。如图2所示实施例中，加热件60为加热棒，其一端穿过油箱20的侧壁进入油箱20内部，另一端露出在油箱20外以连接电源。

结合加热件60的设置，油箱20内注入润滑油时，液位位于加热件60的上方，以淹没加热件60为准，避免加热件60干烧。优选地，加热件60位于油箱20内高度方向的中部位置或中部位置以下，润滑油的液位位于中部位置以上，优选在高度的三分之二位置或以上。

根据加热件60对油箱20内润滑油的加热需求，本发明的油封疲劳跑合试验装置还包括测温单元80，其设置在油箱20上，用于检测油箱20内的润滑油的温度。测温单元80可采用温度传感器等测温件。

对应油封1的结构，油封座50为环状结构，其一侧与油箱20的开放侧密封配合，另一侧用于与油封1的静环组件密封配合。在油箱20上，油封1的内圈、油封座50的内圈与油箱20依次相连通。油封座50以可拆卸的方式安装在油箱20上，从而可根据不同规格(如25mm-85mm内孔的油封)的油封1更换对应尺寸的油封座50。

此外，在试验过程中，为防止油封1上漏出的油液直接滴落在机架10上，本发明的油封疲劳跑合试验装置还包括设置在油封座50下方的油液收集容器51。油液收集容器51为敞口状的容器，其对应在油封座50的下缘下方，固定在油箱20上或者机架10上，收集油封1上漏出的油液。

在旋转机构中，轴套40为圆筒结构，其与油封1配合的一端与油封1的动环组件对应设置，以与动环组件密封配合并相对固定。轴套40为可拆卸安装，从而可根据不同规格的油封1更换对应尺寸的轴套40。

对应驱动单元30，机架10上可设有支撑座13，驱动单元30通过支撑座13固定并撑高在机架10上。驱动单元30包括伺服电机，试验时的转速范围为260r/min-6000r/min。

进一步地，旋转机构还包括联轴器(未图示)、旋转轴(未图示)以及内部具有轴承的轴承室90。

机架10上可设有支架14，支架14与支撑座13相间隔。轴承室90通过支架14支撑在机架10上。旋转轴横向穿设在轴承室90内，其一端通过联轴器与驱动单元30的驱动轴连接，轴套40可拆卸安装在旋转轴的另一端上。驱动单元30启动后，其驱动轴转动，通过联轴器带动旋转轴和轴套40旋转。

驱动单元30与旋转轴、轴承室90在机架10上等高，轴套40、旋转轴和驱动轴同轴。联轴器可为膜片联轴器。

轴承室90的外壁上或支架14上可设有连通至轴承室90内轴承的注入口，用于注入润滑脂，润滑轴承室90内的轴承。

进一步地，本发明的油封疲劳跑合试验装置还包括安装在机架10内的电控箱100；驱动单元30等电气器件与电控箱100电性连接。电控箱100的面板上可设有各种功能按钮及指示等，包括电源按钮、紧急停机按钮、电源指示灯、加热工作指示灯等等。

另外，电控箱100上还可设有显示屏或触摸屏110，可显示驱动单元30工作状态(包括启停、转速等)、加热件60的加热状态、润滑油的温度等等；对于触摸屏110的设置，还可以在触摸屏110上进行操作。

本发明另一实施例的油封疲劳跑合试验装置，相比于上述实施例，还包括横向移动机构(未图示)，用于驱动油箱20在机架10上的横向移动，使得油封1可与轴套40在径向上偏移(偏移0.05mm-0.10mm)，以满足油封偏轴偏移加载试验。

参考图1，横向移动机构可包括配合在直线导轨11上的底座、至少一个设置在底座上并与直线导轨11相垂直的横移导轨、驱动气缸。油箱20配合在横移导轨上，驱动气缸连接并驱动油箱20沿横移导轨来回移动。

本发明的油封疲劳跑合试验装置对油封1进行试验时，将油封1配合在油封座50和轴套40之间，三者之间密封配合。当验证油封1在静态下是否渗漏，无需启动驱动单元30，静置一定时间后观察油封座50和油封之间1、油封1上静环组件和动环组件之间、油封1与轴套40之间是否有油液渗漏。验证油封1动态下是否渗漏时，启动驱动单元30(正向或反向)，使其带动油封1在预定跑合转速下旋转；经过一定时间的运行，观察油封座50和油封之间1、油封1上静环组件和动环组件之间、油封1与轴套40之间是否有油液渗漏。

当需要模拟真实工况的工作油温时，预先通过加热件60将油箱20内润滑油加热到所需温度。当需要模拟恶劣情况下时，可向油箱20内添加水、粉尘、砂粒等物，以模拟工作油处于恶劣工况。

本发明的油封疲劳跑合试验装置适用于核电站RCV接触式油封密封性能的疲劳试验和研究工作，研究被测试RCV油封(也可拓展测试其他油封)组件在转动过程中的磨损状况，测试油封跑合运行期，评定油封耐久性能。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，包括机架、油箱、旋转机构、油封座以及加热件；所述油箱和旋转机构安装在所述机架上并相对，所述油箱相对所述机架可在靠近和远离所述旋转机构的方向上来回移动；

所述油箱朝向所述旋转机构的一侧开放形成开放侧，所述油封座安装在所述开放侧上并用于定位油封；所述加热件安装在所述油箱内并用于对所述油箱内的润滑油进行加热；

所述旋转机构包括驱动单元、连接在所述驱动单元的驱动轴上并用于与油封密封配合的轴套。

2.根据权利要求1所述的油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，所述油箱上设有注油口和排油口；所述排油口位于所述油箱的下端上，并且所述排油口处安装有排油阀。

3.根据权利要求1所述的油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，所述机架上设有至少一直线导轨，所述油箱配合在所述直线导轨上并可沿所述直线导轨在靠近和远离所述旋转机构的方向上来回移动。

4.根据权利要求3所述的油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，所述油封疲劳跑合试验装置还包括驱动所述油箱来回移动的移动组件；

所述移动组件包括平行所述直线导轨并可转动设置在所述机架上的丝杠；所述丝杠与所述油箱的底座之间螺纹配合，所述丝杠转动带动所述油箱沿所述直线导轨移动。

5.根据权利要求4所述的油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，所述移动组件还包括连接在所述丝杠的端部上的手轮。

6.根据权利要求3所述的油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，所述油封疲劳跑合试验装置还包括横向移动机构；

所述横向移动机构包括配合在所述直线导轨上的底座、至少一个设置在所述底座上并与所述直线导轨相垂直的横移导轨、驱动气缸；

所述油箱配合在所述横移导轨上，所述驱动气缸连接并驱动所述油箱沿所述横移导轨来回移动。

7.根据权利要求1所述的油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，所述旋转机构还包括联轴器、旋转轴以及轴承室；

所述轴承室通过支架支撑在所述机架上；所述旋转轴横向穿设在所述轴承室内，其一端通过所述联轴器与所述驱动单元的驱动轴连接，所述轴套可拆卸安装在所述旋转轴的另一端上。

8.根据权利要求7所述的油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，所述机架上设有支撑座，所述驱动单元通过所述支撑座固定在所述机架上，使得所述驱动单元与所述旋转轴、轴承室在所述机架上等高。

9.根据权利要求1所述的油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，所述油封疲劳跑合试验装置还包括设置在所述油箱上，用于检测所述油箱内的润滑油的温度的测温单元。

10.根据权利要求1所述的油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，所述油封疲劳跑合试验装置还包括设置在所述油封座下方的油液收集容器。

11.根据权利要求1-10任一项所述的油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，所述油封疲劳跑合试验装置还包括安装在所述机架内的电控箱；所述驱动单元与所述电控箱电性连接。

12.根据权利要求11所述的油封疲劳跑合试验装置，其特征在于，所述电控箱上设有显示屏或触摸屏。

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