CN114636551A - 内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台及试验方法，它属于检测设备技术领域。本发明包括轴承箱、压力腔、传动主轴、芯轴、可替换式轴套、法兰盖、接液腔、高压冷却罐等，芯轴一端通过中心锥孔与传动主轴配合定位，芯轴另一端通过滚动轴承支承，芯轴上对向各自安装有一套陪测及一套被测机械密封产品，压力腔与高压冷却罐通过管路互相连通，工作时通过更换可替换式轴套即可实现同类型不同规格尺寸机械密封产品检测试验，通过更换压力腔、法兰盖、接液腔即可实现内装式与外装式两种不同类型机械密封产品检测试验。本发明具备主轴运转精度高、许用压力上限高、循环温控效果好、适用检测产品范围广、操作维护方便等优点。

Description

内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台及试验方法

技术领域

本发明涉及一种机械密封静压运转试验台及试验方法，尤其是涉及一种内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台及试验方法，它属于检测设备技术领域。

背景技术

机械密封又叫端面密封，是一种旋转机械的轴封装置，主要由动环（旋转环）与静环（静止环）组成，被广泛应用于离心泵、离心机、反应釜、压缩机等设备，且机械密封作为防止泄露的核心零部件其质量很大程度上直接影响这些设备的性能及使用寿命。因此，机械密封的可靠性尤为重要，相应地研究机械密封检测技术也具有重要意义。

单端面机械密封产品是一种最常用的旋转轴封装置，按结构形式不同可细分为内装式单端面机械密封及外装式机械密封两种。行业内针对单端面机械密封产品主要开展机械密封静压运转试验，以检测机械密封产品分别在静止及旋转两种状态下的泄漏量并据此判定机械密封产品是否合格。

公开日为2020年06月05日，公开号为CN111238741A 的中国专利中，公开了一种名称为“一种机械密封检测装置以及冲洗检测工艺”的发明专利。该专利设计了泵托架，并将泵壳安装在托架上形成压力腔，静环安装在泵壳上、动环安装在泵轴上，经分析，该专利装置存在以下几方面不足：（1）泵轴上仅安装有一对被测机械密封产品，会产生很大的轴向不平衡力进而损坏检测装置，尤其不适用于高压机械密封产品检测（压力越大轴向不平衡力越大）；（2）泵轴安装机械密封产品端悬空，无任何支撑，泵轴高速旋转时容易产生较大的径向圆跳动、降低运转精度，甚至降低测试结果可靠性（泵轴径向跳动大会导致机械密封产生泄露、进而误导测试结果）；（3）检测装置缺少密封液加热或冷却机构，无法主动控制密封液温度；（4）检测装置的通用性较差，只能适用于常规内装式单端面机械密封产品检测，且针对不同尺寸的机械密封产品需要相应更换适配的泵轴、泵壳等零件，操作繁琐、劳动强度大。

因此，按照机械密封行业的实际检测需求，开发一种轴向不平衡力小、可承受高压试验检测、主轴径向跳动小、密封液温度主动可控、通用性好、操作简便的机械密封检测装置，作为开展机械密封静压运转性能试验的检测设备，以提高机械密封检测设备技术水平、减轻机械密封检测试验劳动强度、推动我国机械密封检测设备标准化，显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，主轴运转精度高、试验结果准确可靠、轴向不平衡力小、许用压力上限高、循环温控效果好、适用检测产品范围广、操作维护方便的用于机械密封产品检测的内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台及试验方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台，包括机架、平板、电机、高压冷却罐、轴承箱、传动主轴、一对圆锥滚子轴承、滚动轴承、从动皮带轮、传动皮带和主动皮带轮，所述平板固定在机架上，电机安装在机架内部，轴承箱安装在平板上，高压冷却罐通过支架安装在平板上并高于轴承箱一定距离，传动主轴通过一对圆锥滚子轴承安装在轴承箱内，其特征在于：还包括压力腔、法兰盖、接液腔、芯轴、可替换式轴套、陪测静环座、陪测动环、被测静环座和被测动环，所述压力腔固定在轴承箱上并使得压力腔保持与轴承箱轴承安装孔同轴，法兰盖安装在压力腔上并使得法兰盖保持与压力腔同轴，接液腔固定在法兰盖上并使得接液腔保持与法兰盖同轴；传动主轴一端通过从动皮带轮、主动皮带轮及传动皮带与电机连接，该传动主轴另一端与芯轴通过中心锥孔配合定位以同轴固定连接，芯轴另一端通过滚动轴承支承在法兰盖上或支承在接液腔上，可替换式轴套同轴安装在芯轴上，陪测静环座同轴固定在轴承箱上，该陪测静环座安装有陪测静环，陪测动环固定在芯轴上并与陪测静环配合形成一对动密封；被测静环座同轴安装在法兰盖上，该被测静环座安装有被测静环，被测动环固定在可替换式轴套上并与被测静环配合形成一对动密封。

作为优选，本发明所述压力腔包括内装式压力腔和外装式压力腔，该内装式压力腔用于测试内装式单端面机械密封产品，该外装式压力腔用于测试外装式单端面机械密封产品，且内装式压力腔与外装式压力腔轴向长度尺寸不同。

作为优选，本发明所述法兰盖包括内装式法兰盖和外装式法兰盖，该内装式法兰盖用于测试内装式单端面机械密封产品，该外装式法兰盖用于测试外装式单端面机械密封产品，内装式法兰盖中心加工有轴承安装通孔，外装式法兰盖中心为普通圆形通孔。

作为优选，本发明所述接液腔包括内装式接液腔和外装式接液腔，该内装式接液腔用于测试内装式单端面机械密封产品，该外装式接液腔测试外装式单端面机械密封产品，外装式接液腔中心加工有轴承安装通孔，内装式接液腔中心无轴承安装孔 。

作为优选，本发明所述轴承箱上开有用于安装支承传动主轴的轴承安装孔，轴承箱上还开有与压力腔直接连通的压力传感器安装接口、温度传感器安装接口，轴承箱上另外还开有与压力腔直接连通的两个管路接口并分别通过一进一出两条管路与高压冷却罐连通。

作为优选，本发明所述高压冷却罐与压力腔中的密封液通过一进一出两条管路互相连通，且高压冷却罐内部空腔中安装有对密封液进行有效冷却降温的冷却盘管及对密封液进行有效加热升温的密封液加热装置；此外高压冷却罐上还安装有与罐体内部空腔连通排气阀门、注液阀门、加压阀门、排液阀门。

作为优选，本发明还包括用于测量传动主轴旋转速度的转速传感器，所述转速传感器安装在平板上。

作为优选，本发明还包括用于测量压力腔内密封液压力的压力传感器，所述压力传感器固定安装在轴承箱上。

作为优选，本发明还包括用于测量压力腔内密封液温度的温度传感器，所述温度传感器固定安装在轴承箱上。

作为优选，本发明所述电机采用变频调速电机，该电机安装在机架内部电机安装平台上。

作为优选，本发明还包括皮带轮保护罩，所述从动皮带轮、主动皮带轮的外部设置有皮带轮保护罩。

作为优选，本发明所述机架采用钢整体焊接机架或者铝合金型材机架。

作为优选，本发明所述平板采用铸造厚钢板，该平板上表面加工环形排水沟槽，且平板固定在机架上。

本发明还提供一种内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台的试验方法，其特征在于：具体步骤如下：

（S1）面向内装式单端面机械密封静压运转检测试验

内装式压力腔内壁、轴承箱端面、陪测静环座、陪测动环、内装式法兰盖、被测静环座、被测动环共同构成了一个密封压力腔，该密封压力腔通过安装在轴承箱上的一进一出两条管路与高压冷却罐内部连通，高压冷却罐与内装式压力腔之间会产生热虹吸效应从而使得内装式压力腔内的密封液会自动进行循环换热；工作时，通过控制注液阀门与排气阀门往内装式压力腔内注满密封液，电机带动传动主轴与芯轴转动，被测动环随芯轴一起转动并与被测静环形成一对被测动密封，期间通过控制加压阀门精确控制内装式压力腔内密封液压力、同时通过控制密封液加热装置及冷却盘管冷却流水精确控制内装式压力腔内密封液温度；被测机械密封产品处于该密封压力腔内并作为其中一道动密封环节，如果被测机械密封产品发生泄露则会有密封液渗出并通过内装式法兰盖流至内装式接液腔中，因此通过观察内装式接液腔处是否有密封液渗出并对其进行称重计量或体积计量即可依据产品标准判定该被测机械密封产品是否合格；且面对不同规格尺寸内装式单端面机械密封产品只需通过更换可替换式轴套即可实现各产品静压运转检测试验；

（S2）面向外装式单端面机械密封静压运转检测试验

外装式压力腔内壁、轴承箱端面、陪测静环座、陪测动环、外装式法兰盖、被测静环座、被测动环共同构成了一个密封压力腔，该密封压力腔通过安装在轴承箱上的一进一出两条管路与高压冷却罐内部连通，高压冷却罐与外装式压力腔之间会产生热虹吸效应从而使得外装式压力腔内的密封液会自动进行循环换热；工作时，通过控制注液阀门与排气阀门往外装式压力腔内注满密封液，电机带动传动主轴与芯轴转动，被测动环随芯轴一起转动并与被测静环形成一对被测动密封，期间通过控制加压阀门精确控制外装式压力腔内密封液压力、同时通过控制密封液加热装置及冷却盘管冷却流水精确控制外装式压力腔内密封液温度；被测机械密封产品处于该密封压力腔内并作为其中一道动密封环节，如果被测机械密封产品发生泄露则会有密封液渗出并通过外装式法兰盖流至外装式接液腔中，因此通过观察外装式接液腔处是否有密封液渗出并对其进行称重计量或体积计量即可依据产品标准判定该被测机械密封产品是否合格；且面对不同规格尺寸外装式单端面机械密封产品只需通过更换可替换式轴套即可实现各产品静压运转检测试验。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）芯轴一端通过中心锥孔与传动主轴配合定位，芯轴另一端通过滚动轴承支承在法兰盖或接液腔上，该“简支梁”式稳固支撑结构有效减小芯轴高速运转时的径向圆跳动、提高传动主轴及芯轴整体运转精度，因此该机械密封静压运转试验台具有主轴运转精度高、试验结果准确可靠的优点；（2）芯轴上同时对向安装有一套陪测机械密封产品及一套被测机械密封产品，可有效抵消传动主轴上的轴向不平衡力，且支承传动主轴的圆锥滚子轴承可承受轴向力较大，因此该机械密封静压运转试验台具有轴向不平衡力小、许用压力上限高、可适用于高压机械密封产品检测的优点；（3）压力腔与高压冷却罐中的密封液通过一进一出两条管路互相连通，且高压冷却罐内部空腔中安装有冷却盘管基于热虹吸原理可对密封液进行有效冷却降温，同时高压冷却罐上还安装有密封液加热装置可对密封液进行有效加热升温，因此该机械密封静压运转试验台具有循环温控效果好、可精确控制密封液温度的优点；（4）对于同种类（都是内装式或者都是外装式）、不同尺寸规格的单端面机械密封产品测试时仅需相应设计更换可替换式轴套即可实现产品检测试验，对于不同种类（要么内装式要么外装式）的单端面机械密封产品测试时也仅需更换相应的压力腔、法兰盖、接液腔即可实现产品检测试验，且所有与压力腔内部连通的管路、传感器等都安装在轴承箱上，使得更换压力腔等零件时无需重复拆装管路、传感器等零部件，因此该机械密封静压运转试验台具有设备通用性好、适用检测产品范围广、操作维护方便、可有效减轻检测试验劳动强度的优点。

附图说明

图1为本发明实施例的机械密封静压运转试验台轴测结构示意图。

图2为本发明实施例的机械密封静压运转试验台剖视结构示意图（安装常规内装式机械密封产品）。

图3为本发明实施例的机械密封静压运转试验台轴承箱及压力腔部分的局部剖视结构示意图（安装外装式机械密封产品）。

图中：机架1，平板2，内装式接液腔3，内装式法兰盖4，内装式压力腔5，高压冷却罐6，轴承箱7，皮带轮保护罩8，转速传感器9，压力传感器10，温度传感器11，从动皮带轮12，传动皮带13，主动皮带轮14，电机15，被测静环座16，被测动环17，可替换式轴套18，芯轴19，陪测动环20，陪测静环座21，传动主轴22，圆锥滚子轴承23，滚动轴承24，外装式压力腔25，外装式法兰盖26，外装式接液腔27。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1，参见图1-图2，本实施例面向内装式单端面机械密封静压运转试验台包括机架1、平板2、内装式接液腔3、内装式法兰盖4、内装式压力腔5、高压冷却罐6、轴承箱7、皮带轮保护罩8、转速传感器9、压力传感器10、温度传感器11、从动皮带轮12、传动皮带13、主动皮带轮14、电机15、被测静环座16（安装有被测静环）、被测动环17、可替换式轴套18、芯轴19、陪测动环20、陪测静环座21（安装有陪测静环）、传动主轴22、圆锥滚子轴承23、滚动轴承24，及各种阀门、管路、密封件、紧固件等辅助部件。

本实施例中的机架1优选型钢整体焊接机架或者铝合金型材机架，机架1底部安装脚座、机架1四周安装护板、机架1内部设置电机安装平台。

本实施例中的平板2采用铸造厚钢板，平板2上表面加工环形排水沟槽，且平板2固定安装在机架1上。

本实施例中的电机15优选变频调速电机，安装在机架1内部电机安装平台上。

本实施例中的轴承箱7固定安装在平板2上，轴承箱7左右两端面各开有一个轴承安装通孔用于安装支承传动主轴22，轴承箱7上还开有三个与压力腔直接连通的螺纹接口并分别安装压力传感器10、温度传感器11、排液阀门，轴承箱7上另外还开有与压力腔直接连通的密封液循环进液螺纹接口及压力腔密封液循环出液螺纹接口并分别通过管路与高压冷却罐6连通。

本实施例中的高压冷却罐6通过支架固定安装在平板2上并高于轴承箱7一定距离（以便于基于热虹吸原理的热循环），高压冷却罐6内部空腔中安装有冷却盘管（优选铜管）且在高压冷却罐6上开有与内部冷却盘管两端分别连通的冷却盘管进水螺纹接口及冷却盘管出水螺纹接口，高压冷却罐6上另外还开有与罐体内部空腔连通的密封液循环进液螺纹接口、密封液循环出液螺纹接口并分别通过管路与轴承箱7上的相应接口连通，此外高压冷却罐6上还开有与罐体内部空腔连通的加热装置螺纹接口并安装密封液加热装置（优选电阻式加热管）、开有与罐体内部空腔连通的排气螺纹接口并安装排气阀门、开有与罐体内部空腔连通的注液螺纹接口并安装注液阀门、开有与罐体内部空腔连通的加压螺纹接口并安装加压阀门、开有与罐体内部空腔连通的排液螺纹接口并安装排液阀门，且高压冷却罐6设计有密封液液位观察窗口。

本实施例中的内装式压力腔5固定安装在轴承箱7上并使得内装式压力腔5保持与轴承箱7轴承安装孔同轴。

本实施例中的内装式法兰盖4固定安装在内装式压力腔5上并使得内装式法兰盖4保持与内装式压力腔5同轴，且内装式法兰盖4中心加工有轴承安装通孔用于安装滚动轴承24，且内装式法兰盖4上加工有通孔使得泄露密封液可以通过该通孔流出至内装式接液腔3中。

本实施例中的内装式接液腔3固定安装在内装式法兰盖4上并使得内装式接液腔3保持与内装式法兰盖4同轴，内装式接液腔3中心无轴承安装孔，内装式接液腔3加工有密封液泄露观察窗口，且内装式接液腔3底部最低处开有通孔以便泄露密封液流出至计量工具中。

本实施例中的传动主轴22通过一对圆锥滚子轴承23安装在轴承箱7内，传动主轴22一端通过从动皮带轮12、主动皮带轮14及传动皮带13与电机15连接，传动主轴22另一端与芯轴19一端通过中心锥孔配合定位并采用螺钉紧固进行同轴固定连接，芯轴19另一端通过滚动轴承24支承在内装式法兰盖4上。

本实施例中的可替换式轴套18同轴固定安装在芯轴19上，可替换式轴套18根据被测机械密封产品规格尺寸采用相应外径尺寸与长度的轴套。

本实施例中的陪测静环座21（安装有陪测静环）同轴固定安装在轴承箱7上，陪测动环20固定安装在芯轴19上并与陪测静环配合形成一对动密封。

本实施例中的被测静环座16（安装有被测静环）同轴固定安装在内装式法兰盖4上，被测动环17固定安装在可替换式轴套18上并与被测静环配合形成一对动密封。

本实施例中的内装式压力腔5与轴承箱7、内装式法兰盖4与内装式压力腔5、内装式接液腔3与内装式法兰盖4、陪测静环座21与轴承箱7、被测静环座16与内装式法兰盖4之间固定安装时都应加装密封件，该密封件选用O型密封圈。

本实施例中的转速传感器9固定安装在平板2上，用于测量传动主轴22旋转速度。

本实施例中的压力传感器10固定安装在轴承箱7上，用于测量压力腔内密封液压力。

本实施例中的温度传感器11固定安装在轴承箱7上，用于测量压力腔内密封液温度。

实施例1的工作原理及试验的工作过程如下：内装式压力腔5内壁、轴承箱7端面、陪测静环座21（安装有陪测静环）、陪测动环20、内装式法兰盖4、被测静环座16（安装有被测静环）、被测动环17等共同构成了一个密封压力腔，同时该密封压力腔通过轴承箱7上的密封液循环进液螺纹接口、密封液循环出液螺纹接口及相应的管路与高压冷却罐6内部连通，高压冷却罐6与内装式压力腔5之间会产生热虹吸效应从而使得内装式压力腔5内的密封液会自动进行循环换热，通过控制高压冷却罐6上的注液阀门可以往内装式压力腔5内注入密封液，通过控制高压冷却罐6上的加压阀门可以精确控制内装式压力腔5内密封液压力，通过控制高压冷却罐6上的密封液加热装置及冷却盘管冷却流水可以精确控制内装式压力腔5内密封液温度；工作时，通过控制注液阀门与排气阀门往内装式压力腔5内注满密封液，电机15带动传动主轴22与芯轴19转动，被测动环17随芯轴19一起转动并与被测静环形成一对被测动密封，期间通过控制加压阀门精确控制内装式压力腔5内密封液压力、同时通过控制密封液加热装置及冷却盘管冷却流水精确控制内装式压力腔5内密封液温度；被测机械密封产品处于该密封压力腔内并作为其中一道动密封环节，如果被测机械密封产品发生泄露则会有密封液渗出并通过内装式法兰盖4流至内装式接液腔3中，因此通过观察内装式接液腔3处是否有密封液渗出并对其进行称重计量或体积计量即可依据产品标准判定该被测机械密封产品是否合格；且面对不同规格尺寸内装式单端面机械密封产品只需通过更换可替换式轴套18即可实现各产品静压运转检测试验。

实施例2，主要参见图3（部分参见图1、图2），本实施例面向外装式单端面机械密封静压运转试验台包括机架1、平板2、外装式压力腔25、外装式法兰盖26、外装式接液腔27、高压冷却罐6、轴承箱7、皮带轮保护罩8、转速传感器9、压力传感器10、温度传感器11、从动皮带轮12、传动皮带13、主动皮带轮14、电机15、被测静环座16（安装有被测静环）、被测动环17、可替换式轴套18、芯轴19、陪测动环20、陪测静环座21（安装有陪测静环）、传动主轴22、圆锥滚子轴承23、滚动轴承24，及各种阀门、管路、密封件、紧固件等辅助部件。

本实施例中的外装式压力腔25固定安装在轴承箱7上并使得外装式压力腔25保持与轴承箱7轴承安装孔同轴，且外装式压力腔25与内装式压力腔5仅仅轴向长度尺寸不一样。

本实施例中的外装式法兰盖26固定安装在外装式压力腔25上并使得外装式法兰盖26保持与外装式压力腔25同轴，外装式法兰盖26中心为普通圆形通孔，且外装式法兰盖26上加工有通孔使得泄露密封液可以通过该通孔流出至外装式接液腔27中。

本实施例中的外装式接液腔27固定安装在外装式法兰盖26上并使得外装式接液腔27保持与外装式法兰盖26同轴，外装式接液腔27中心加工有轴承安装通孔用于安装滚动轴承24，外装式接液腔27加工有密封液泄露观察窗口，且外装式接液腔27底部最低处开有通孔以便泄露密封液流出至计量工具中。

本实施例中的传动主轴22通过一对圆锥滚子轴承23安装在轴承箱7内，传动主轴22一端通过从动皮带轮12、主动皮带轮14及传动皮带13与电机15连接，传动主轴22另一端与芯轴19一端通过中心锥孔配合定位并采用螺钉紧固进行同轴固定连接，芯轴19另一端通过滚动轴承24支承在外装式接液腔27上。

本实施例中的被测静环座16（安装有被测静环）同轴固定安装在外装式法兰盖26上，被测动环17固定安装在可替换式轴套18上并与被测静环配合形成一对动密封。

本实施例中的外装式压力腔25与轴承箱7、外装式法兰盖26与外装式压力腔25、外装式接液腔27与外装式法兰盖26、陪测静环座21与轴承箱7、被测静环座16与外装式法兰盖26之间固定安装时都应加装密封件（优选O型密封圈）。

本实施例2其余部分结构与实施例1相同，不再赘述。

实施例2的工作原理及试验的工作过程为：外装式压力腔25内壁、轴承箱7端面、陪测静环座21（安装有陪测静环）、陪测动环20、外装式法兰盖26、被测静环座16（安装有被测静环）、被测动环17等共同构成了一个密封压力腔，同时该密封压力腔通过轴承箱7上的密封液循环进液螺纹接口、密封液循环出液螺纹接口及相应的管路与高压冷却罐6内部连通，高压冷却罐6与外装式压力腔25之间会产生热虹吸效应从而使得外装式压力腔25内的密封液会自动进行循环换热，通过控制高压冷却罐6上的注液阀门可以往外装式压力腔25内注入密封液，通过控制高压冷却罐6上的加压阀门可以精确控制外装式压力腔25内密封液压力，通过控制高压冷却罐6上的密封液加热装置及冷却盘管冷却流水可以精确控制外装式压力腔25内密封液温度；工作时，通过控制注液阀门与排气阀门往外装式压力腔25内注满密封液，电机15带动传动主轴22与芯轴19转动，被测动环17随芯轴19一起转动并与被测静环形成一对被测动密封，期间通过控制加压阀门精确控制外装式压力腔25内密封液压力、同时通过控制密封液加热装置及冷却盘管冷却流水精确控制外装式压力腔25内密封液温度；被测机械密封产品处于该密封压力腔内并作为其中一道动密封环节，如果被测机械密封产品发生泄露则会有密封液渗出并通过外装式法兰盖26流至外装式接液腔27中，因此通过观察外装式接液腔27处是否有密封液渗出并对其进行称重计量或体积计量即可依据产品标准判定该被测机械密封产品是否合格；且面对不同规格尺寸外装式单端面机械密封产品只需通过更换可替换式轴套18即可实现各产品静压运转检测试验。

本实施例1、实施例2中的机械密封静压运转试验台的芯轴19一端通过中心锥孔与传动主轴22配合定位，芯轴19另一端通过滚动轴承24支承在内装式法兰盖4或外装式接液腔27上，该“简支梁”式稳固支撑结构有效减小芯轴19高速运转时的径向圆跳动、提高传动主轴22及芯轴19整体运转精度，因此具有主轴运转精度高、试验结果准确可靠等优点。

本实施例1、实施例2中的机械密封静压运转试验台的芯轴19上同时对向安装有一套陪测机械密封产品及一套被测机械密封产品，可有效抵消传动主轴22上的轴向不平衡力，且支承传动主轴22的圆锥滚子轴承23可承受轴向力较大，因此具有轴向不平衡力小、许用压力上限高、可适用于高压机械密封产品检测等优点。

本实施例1、实施例2中的机械密封静压运转试验台的压力腔（内装式压力腔5或外装式压力腔25）与高压冷却罐6中的密封液通过一进一出两条管路互相连通，且高压冷却罐6内部空腔中安装有冷却盘管（铜管）基于热虹吸原理可对密封液进行有效冷却降温，同时高压冷却罐6上还安装有密封液加热装置可对密封液进行有效加热升温，因此具有循环温控效果好、可精确控制密封液温度等优点。

本实施例1、实施例2中的机械密封静压运转试验台对于同种类（都是内装式或者都是外装式）、不同尺寸规格的单端面机械密封产品测试时仅需更换可替换式轴套18即可实现机械密封产品静压运转检测试验，对于不同种类（要么内装式要么外装式）的单端面机械密封产品测试时也仅需更换相应的压力腔（内装式压力腔5或外装式压力腔25）、法兰盖（内装式法兰盖4或外装式法兰盖26）、接液腔（内装式接液腔3或外装式接液腔27）即可实现机械密封产品静压运转检测试验，且所有与压力腔（内装式压力腔5或外装式压力腔25）内部连通的管路、传感器等都安装在轴承箱7上，使得更换压力腔等零件时无需重复拆装管路、传感器等零部件，因此具有设备通用性好、适用检测产品范围广、操作维护方便、可有效减轻检测试验劳动强度等优点。

综上，本实施例1、实施例2中的机械密封静压运转试验台具备轴向不平衡力小、可承受高压试验检测、主轴径向跳动小、密封液温度主动可控、通用性好、操作简便等优点，非常适合于作为开展机械密封静压运转性能试验的标准检测设备，将有效提高机械密封检测设备技术水平、减轻机械密封检测试验劳动强度、推动我国机械密封检测设备标准化。

通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台，包括机架（1）、平板（2）、电机（15）、高压冷却罐（6）、轴承箱（7）、传动主轴（22）、一对圆锥滚子轴承（23）、滚动轴承（24）、从动皮带轮（12）、传动皮带（13）和主动皮带轮（14），所述平板（2）固定在机架（1）上，电机（15）安装在机架（1）内部，轴承箱（7）安装在平板（2）上，高压冷却罐（6）通过支架安装在平板（2）上并高于轴承箱（7）一定距离，传动主轴（22）通过一对圆锥滚子轴承（23）安装在轴承箱（7）内，其特征在于：还包括压力腔、法兰盖、接液腔、芯轴（19）、可替换式轴套（18）、陪测静环座（21）、陪测动环（20）、被测静环座（16）和被测动环（17），所述压力腔固定在轴承箱（7）上并使得压力腔保持与轴承箱（7）轴承安装孔同轴，法兰盖安装在压力腔上并使得法兰盖保持与压力腔同轴，接液腔固定在法兰盖上并使得接液腔保持与法兰盖同轴；传动主轴（22）一端通过从动皮带轮（12）、主动皮带轮（14）及传动皮带（13）与电机（15）连接， 该传动主轴（22）另一端与芯轴（19）通过中心锥孔配合定位以同轴固定连接，芯轴（19）另一端通过滚动轴承（24）支承在法兰盖上或支承在接液腔上；可替换式轴套（18）同轴安装在芯轴（19）上；陪测静环座（21）同轴固定在轴承箱（7）上，该陪测静环座（21）安装有陪测静环，陪测动环（20）固定在芯轴（19）上并与陪测静环配合形成一对动密封；被测静环座（16）同轴安装在法兰盖上，该被测静环座（16）安装有被测静环，被测动环（17）固定在可替换式轴套（18）上并与被测静环配合形成一对动密封。

2.根据权利要求1所述的内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台，其特征在于：所述压力腔包括内装式压力腔（5）和外装式压力腔（25），该内装式压力腔（5）用于测试内装式单端面机械密封产品，该外装式压力腔（25）用于测试外装式单端面机械密封产品，且内装式压力腔（5）与外装式压力腔（25）轴向长度尺寸不同。

3.根据权利要求1所述的内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台，其特征在于：所述法兰盖包括内装式法兰盖（4）和外装式法兰盖（26），该内装式法兰盖（4）用于测试内装式单端面机械密封产品，该外装式法兰盖（26）用于测试外装式单端面机械密封产品，内装式法兰盖（4）中心加工有轴承安装通孔，外装式法兰盖（26）中心为普通圆形通孔。

4.根据权利要求1所述的内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台，其特征在于：所述接液腔包括内装式接液腔（3）和外装式接液腔（27），该内装式接液腔（3）用于测试内装式单端面机械密封产品，该外装式接液腔（27）测试外装式单端面机械密封产品，外装式接液腔（27）中心加工有轴承安装通孔，内装式接液腔（3）中心无轴承安装孔。

5.根据权利要求1所述的内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台，其特征在于：所述轴承箱（7）上开有用于安装支承传动主轴（22）的轴承安装孔，轴承箱（7）上还开有与压力腔直接连通的压力传感器安装接口、温度传感器安装接口，轴承箱（7）上另外还开有与压力腔直接连通的两个管路接口并分别通过一进一出两条管路与高压冷却罐（6）连通。

6.根据权利要求1所述的内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台，其特征在于：所述高压冷却罐（6）与压力腔中的密封液通过一进一出两条管路互相连通，且高压冷却罐（6）内部空腔中安装有对密封液进行有效冷却降温的冷却盘管及对密封液进行有效加热升温的密封液加热装置，该高压冷却罐（6）上还安装有与罐体内部空腔连通的排气阀门、注液阀门、加压阀门、排液阀门。

7.根据权利要求1所述的内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台，其特征在于：还包括用于测量传动主轴（22）旋转速度的转速传感器（9），所述转速传感器（9）安装在平板（2）上。

8.根据权利要求1所述的内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台，其特征在于：还包括用于测量压力腔内密封液压力的压力传感器（10），所述压力传感器（10）固定安装在轴承箱（7）上。

9.根据权利要求1所述的内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台，其特征在于：还包括用于测量压力腔内密封液温度的温度传感器（11），所述温度传感器（11）固定安装在轴承箱（7）上。

10.一种内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台的试验方法，采用权利要求1-9任意一项所述的内外装兼容式单端面机械密封静压运转试验台，其特征在于：具体步骤如下：

（S1）面向内装式单端面机械密封静压运转检测试验

内装式压力腔（5）内壁、轴承箱（7）端面、陪测静环座（21）、陪测动环（20）、内装式法兰盖（4）、被测静环座（16）、被测动环（17）共同构成了一个密封压力腔，该密封压力腔通过安装在轴承箱（7）上的一进一出两条管路与高压冷却罐（6）内部连通，高压冷却罐（6）与内装式压力腔（5）之间会产生热虹吸效应从而使得内装式压力腔（5）内的密封液会自动进行循环换热；工作时，通过控制注液阀门与排气阀门往内装式压力腔（5）内注满密封液，电机（15）带动传动主轴（22）与芯轴（19）转动，被测动环（17）随芯轴（19）一起转动并与被测静环形成一对被测动密封，期间通过控制加压阀门精确控制内装式压力腔（5）内密封液压力、同时通过控制密封液加热装置及冷却盘管冷却流水精确控制内装式压力腔（5）内密封液温度；被测机械密封产品处于该密封压力腔内并作为其中一道动密封环节，如果被测机械密封产品发生泄露则会有密封液渗出并通过内装式法兰盖（4）流至内装式接液腔（3）中，因此通过观察内装式接液腔（3）处是否有密封液渗出并对其进行称重计量或体积计量即可依据产品标准判定该被测机械密封产品是否合格；且面对不同规格尺寸内装式单端面机械密封产品只需通过更换可替换式轴套（18）即可实现各产品静压运转检测试验；

（S2）面向外装式单端面机械密封静压运转检测试验

外装式压力腔（25）内壁、轴承箱（7）端面、陪测静环座（21）、陪测动环（20）、外装式法兰盖（26）、被测静环座（16）、被测动环（17）共同构成了一个密封压力腔，该密封压力腔通过安装在轴承箱（7）上的一进一出两条管路与高压冷却罐（6）内部连通，高压冷却罐（6）与外装式压力腔（25）之间会产生热虹吸效应从而使得外装式压力腔（25）内的密封液会自动进行循环换热；工作时，通过控制注液阀门与排气阀门往外装式压力腔（25）内注满密封液，电机（15）带动传动主轴（22）与芯轴（19）转动，被测动环（17）随芯轴（19）一起转动并与被测静环形成一对被测动密封，期间通过控制加压阀门精确控制外装式压力腔（25）内密封液压力、同时通过控制密封液加热装置及冷却盘管冷却流水精确控制外装式压力腔（25）内密封液温度；被测机械密封产品处于该密封压力腔内并作为其中一道动密封环节，如果被测机械密封产品发生泄露则会有密封液渗出并通过外装式法兰盖（26）流至外装式接液腔（27）中，因此通过观察外装式接液腔（27）处是否有密封液渗出并对其进行称重计量或体积计量即可依据产品标准判定该被测机械密封产品是否合格；且面对不同规格尺寸外装式单端面机械密封产品只需通过更换可替换式轴套（18）即可实现各产品静压运转检测试验。

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