CN114791340A - 一种高速密封试验装置 - Google Patents

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时礼平
史俊
魏伟
陈小亚
史志起
李蒙
王涛
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种高速密封试验装置，涉及试验装置技术领域，具体包括支撑台、电主轴，所述电主轴固定安装在支撑台上，所述电主轴的一端通过夹紧装置与密封试验机构连接，所述密封试验机构的一端与加压机构连接，所述加压机构用于对密封试验机构施加轴向载荷，所述密封试验机构用于模拟动密封的实验；本发明试验时动环夹具装动环与静环夹具装静环，两者相对旋转时，对密封性能要求很苛刻，通过观察记录注射针管液面的变化，以及用数据采集卡采集动静端面的摩擦力矩和温度的变化，来判断密封垫的密封效果和使用寿命，可以有效缩短密封试验周期，提高试验效率，更快的获得各个性能参数。

Description

一种高速密封试验装置
技术领域
本发明涉及试验装置技术领域，具体涉及一种高速密封试验装置。
背景技术
作为一种结构简单的旋转轴动密封，机械端面密封在石油、化工、冶金、机械、船舶、航空航天等领域有着极其广泛的应用，它主要依靠弹性元件或介质压力对周向对置的密封动、静环进行压紧而紧密贴合，从而防止密封介质的端面泄漏。其中动、静环又是保证动密封工作的重要部件，所选密封垫片的材质和结构是否能够满足需要，需要一套可靠的试验装置来进行试验检测，传统动静环密封的试验在实地运行观察，通过记录泄漏的时间出现的早晚判断密封垫的密封效果和使用寿命，但是通常试验的周期会比较长且不好操作。因此设计一种高速密封试验装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速密封试验装置，解决以下技术问题：
如何高效的测试机械动密封中动、静环之间的性能(泄漏量、摩擦力矩，温度，承载力等)。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高速密封试验装置，包括支撑台、电主轴，所述电主轴固定安装在支撑台上，所述电主轴的一端通过夹紧装置与密封试验机构连接，所述密封试验机构的一端与加压机构连接，所述加压机构用于对密封试验机构施加轴向载荷，所述密封试验机构用于模拟动密封的实验。
作为本发明进一步的方案：所述密封试验机构包括动环夹具、锁紧螺钉、动环、静环、内六角螺钉、静环压板、静环夹具、静环固定卡套、弹簧、弹簧固定卡套，所述动环夹具与动环之间间隙配合，动环的一个端面与透明玻璃用胶水焊接，一起装夹在动动环夹具内，用锁紧螺钉锁紧；所述静环夹具与静环之间间隙配合，所述静环夹具与静环之间用硅胶垫片连接，所述静环压板在内六角螺钉下压紧静环，所述静环夹具一端通过静环固定卡套与弹簧的一端连接，弹簧另一端连接有弹簧固定卡套；
所述静环夹具内部用生料带连接有气管快速卡套，气管快速卡套的一端连接有气管，气管的一端连接有注射针管。
作为本发明进一步的方案：所述加压机构包括一号光轴、直线轴承，所述弹簧固定卡套与一号光轴连接，所述一号光轴套在直线轴承上，所述直线轴承安装在支撑台上，所述一号光轴的另一端套上推力球轴承，所述推力球轴承的另一端连接有二号光轴，所述二号光轴的另一端连接有压力传感器，所述压力传感器的另一端连接有梯形丝杆，所述梯形丝杆在梯形螺母内水平加减压力，所述梯形螺母安装在支撑台上。
作为本发明进一步的方案：所述动环夹具与电主轴连接，动环夹具内安装有不锈钢动环、碳化硅动环。
作为本发明进一步的方案：所述静环夹具内安装有石墨环。
作为本发明进一步的方案：静环夹具内用气管快插快速接头连接pc管，pc管连接量筒。
本发明的有益效果：
试验时动环夹具装动环与静环夹具装静环，两者相对旋转时，对密封性能要求很苛刻，通过观察记录注射针管液面的变化，以及用数据采集卡采集动静端面的摩擦力矩和温度的变化，来判断密封垫的密封效果和使用寿命，可以有效缩短密封试验周期，提高试验效率，更快的获得各个性能参数。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明高速密封试验装置的整体结构示意图；
图2是本发明高速密封试验装置的俯视结构示意图；
图3是本发明密封试验机构的结构示意图。
图中：1、支撑台；2、电主轴；3、底座；4、动环夹具；5、锁紧螺钉；6、动环；7、静环；8、内六角螺钉；9、静环压板；10、静环夹具；11、静环固定卡套；12、气管快速卡套；13、弹簧；14、弹簧固定卡套；15、一号光轴；16、螺栓；17、直线轴承；18、推力球轴承；19、二号光轴；20、小号直线轴承；21、压力传感器；22、球关节；23、梯形螺母；24、梯形丝杆；25、光杆；26、气管；27、固定侧板；28、注射针管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，本发明为一种高速密封试验装置，包括支撑台1、电主轴2，所述电主轴2通过底座3固定安装在支撑台1上，所述电主轴2的一端通过螺栓与密封试验机构连接，所述密封试验机构的一端与加压机构连接，所述加压机构用于对密封试验机构施加轴向载荷，所述密封试验机构用于模拟动密封的实验。
所述密封试验机构包括动环夹具4、锁紧螺钉5、动环6、静环7、内六角螺钉8、静环压板9、静环夹具10、静环固定卡套11、弹簧13、弹簧固定卡套14，所述动环夹具4与电主轴2连接，动环夹具4内安装有不锈钢动环、碳化硅动环，所述动环夹具4与动环6之间间隙配合，动环6的一个端面与透明玻璃用胶水焊接，一起装夹在动动环夹具4内，用锁紧螺钉5锁紧，这样就会形成一个密闭的空间，防止液体流出；
所述静环夹具10内安装有石墨环，静环夹具10内用气管快插快速接头连接pc管，pc管连接量筒；所述静环夹具10与静环7之间间隙配合，所述静环夹具10与静环7之间用硅胶垫片连接，所述静环压板9在内六角螺钉8作用下压紧静环7，这样在动环与静环端面接触的时候，恰好在内部形成一个密封的环境，泄露只发生在两者接触的端面；
所述静环夹具10一端通过静环固定卡套11与弹簧13的一端连接，弹簧13另一端连接有弹簧固定卡套14；所述静环夹具10内部用生料带连接有气管快速卡套12，气管快速卡套12的一端连接有气管26，气管26的一端连接有注射针管28；
所述加压机构包括安装板、一号光轴15、直线轴承17，所述安装板通过螺栓16安装在支撑台1上，所述弹簧固定卡套14与一号光轴15连接，所述一号光轴15套在直线轴承17上，所述直线轴承17安装在支撑台1上，所述一号光轴15的另一端套上推力球轴承18的松边，所述推力球轴承18的紧边另一端连接有二号光轴19，二号光轴19套在小号直线轴承20上，所述二号光轴19的另一端连接有压力传感器21，压力传感器21来连接着球关节22，球关节22与梯形丝杆24连接，用梯形螺母23固定在光杆25上，所述梯形丝杆24在梯形螺母23内水平加减压力，光杆25连接在固定侧板27上，固定侧板27固定在支撑台1上。
本发明的工作原理：首先用梯形丝杆24进行施加轴向载荷，在直线轴承的作用下进行轴向运动，静环夹具10在直线轴承的带动下向前移动，静环7与动环6端面相接触，同时注射针管28里加入水或者机械润滑油，通过气管26流入密封腔中，等注射针管28里的液面稳定时，此时记下初始刻度，然后启动电主轴2，设置不同的转速，当电主轴2转动时，带动动环6旋转，静环7保持不动，两者相对旋转，同时观察记录注射针管28液面的变化，同时用数据采集卡采集动静端面的摩擦力矩和温度的变化数据，通过Labview2016进行软件代码编写，利用各部件厂家提供的子函数和dll共享库来实现对硬件串口通信与控制等，对实验数据进行采集并记录变化，整个测试过程，操作简单，周期短，效率高。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种高速密封试验装置，包括支撑台(1)、电主轴(2)，其特征在于，所述电主轴(2)固定安装在支撑台(1)上，所述电主轴(2)的一端通过夹紧装置与密封试验机构连接，所述密封试验机构的一端与加压机构连接，所述加压机构用于对密封试验机构施加轴向载荷，所述密封试验机构用于模拟动密封的实验。
2.根据权利要求1所述的一种高速密封试验装置,其特征在于，所述密封试验机构包括动环夹具(4)、锁紧螺钉(5)、动环(6)、静环(7)、内六角螺钉(8)、静环压板(9)、静环夹具(10)、静环固定卡套(11)、气管快速卡套(12)、弹簧(13)、弹簧固定卡套(14)、气管(26)和注射针管(28)，所述动环夹具(4)与动环(6)之间间隙配合，动环(6)的一个端面与透明玻璃用胶水焊接，一起装夹在动动环夹具(4)内，用锁紧螺钉(5)锁紧；所述静环夹具(10)与静环(7)之间间隙配合，所述静环夹具(10)与静环(7)之间用硅胶垫片连接，所述静环压板(9)在内六角螺钉(8)下压紧静环(7)，所述静环夹具(10)一端通过静环固定卡套(11)与弹簧(13)的一端连接，弹簧(13)另一端连接有弹簧固定卡套(14)；
所述静环夹具(10)内部用生料带连接有气管快速卡套(12)，气管快速卡套(12)的一端连接有气管(26)，气管(26)的一端连接有注射针管(28)。
3.根据权利要求2所述的一种高速密封试验装置,其特征在于，所述加压机构包括一号光轴(15)、直线轴承(17)，所述弹簧固定卡套(14)与一号光轴(15)连接，所述一号光轴(15)套在直线轴承(17)上，所述直线轴承(17)安装在支撑台(1)上，所述一号光轴(15)的另一端套上推力球轴承(18)，所述推力球轴承(18)的另一端连接有二号光轴(19)，所述二号光轴(19)的另一端连接有压力传感器(21)，所述压力传感器(21)的另一端连接有梯形丝杆(24)，所述梯形丝杆(24)在梯形螺母(23)内水平加减压力，所述梯形螺母(23)安装在支撑台(1)上。
4.根据权利要求2所述的一种高速密封试验装置,其特征在于，所述动环夹具(4)与电主轴(2)连接，动环夹具(4)内安装有不锈钢动环、碳化硅动环。
5.根据权利要求2所述的一种高速密封试验装置,其特征在于，所述静环夹具(10)内安装有石墨环。
6.根据权利要求2所述的一种高速密封试验装置,其特征在于，静环夹具(10)内用气管快插快速接头连接pc管，pc管连接量筒。
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