CN116242560B - 离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置及测试方法，其可在不改变前泵腔、后泵腔及平衡腔液体流动状态的前提下，实现对前、后密封环间隙泄漏量的测量，测试结果可信度极高；同时，前密封环间隙泄漏量测试单元和后密封环间隙泄漏量测试单元均与离心泵本体闭环连接，整个测试装置中全封闭无泄漏，可以实现泵在任何流量工况及空化状态时对前、后密封环间隙泄漏量的测量。另外，本发明中前、后密封环间隙泄漏量测试单元与前、后密封环间隙是独立布置的系统，在科学研究过程中若需要测试不同结构形式的密封环间隙泄漏量，只需对前、后密封环做出相应的调整即可，无需拆装叶轮和前、后密封环间隙泄漏量测试单元，简化了操作步骤。

Description

离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置及测试方法
技术领域
本发明属于泵的研发及制造领域，涉及泵技术检测，特别是涉及一种离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置及测试方法。
背景技术
准确测量离心泵叶轮前后密封环间隙泄漏量，对精确计算离心泵的容积效率、轮阻损失、轴向力，提高泵运行可靠性有重要意义。
文献《离心泵平衡孔液体泄漏量试验与分析》提出了一种间接测量后密封环间隙及平衡孔泄漏量的方法。测量时需要先关闭泄漏阀打开叶轮平衡孔，让泵在某一工况下运行，测量后密封环进出口压力，然后堵死平衡孔打开泄漏阀，让泵运行在相同工况，通过调节泄漏阀的开度，使得密封环进出口压力与之前的相同时，测量泄漏阀的泄漏量。这种测量方法不仅无法实现前密封环间隙泄漏量的测量，而且需要拆卸叶轮，还要反复堵死和打开平衡孔，操作比较繁琐；泄漏阀的泄漏量直接排到储水桶中，这种情况下平衡腔是与大气联通的，无法测量空化条件下的泄漏量。
文献《离心泵平衡腔泄漏量和压力的计算与试验研究》提出了泄漏量及压力测量的方法。该方法同样无法实现前密封环间隙泄漏量的测量，而且测量时同样需要拆卸叶轮，还要反复堵死和打开平衡孔，操作比较繁琐。同时，其测试装置是封闭的，但在平衡孔堵死的情况下将后密封环间隙的泄漏液体引到了泵进口处，这改变了叶轮进口处的真实流态，依然无法实现空化状态平衡孔泄漏量的准确测量。
申请号为201710107815.3的中国发明专利公开了一种通用离心泵口环试验台，其在泵外部重新搭建了口环试验台，其测试过程中密封环间隙进出口流态与泵内部真实情况存在巨大偏差；另外，在泵真实运转情况下，叶轮进口处（即前密封环间隙出口）往往是负压，而该试验台显然无法实现密封环间隙出口压力为负压状态时泄漏量的测量。
上述可知，目前尚未有实现前密封环间隙泄漏量有效测量的方法。而且，现有技术虽实现了对离心泵叶轮后密封环间隙泄漏量的测量，但是仍然存在测试工况有限，且操作复杂的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置及测试方法，其能够实现泵在任何流量工况及空化状态时前后密封环间隙泄漏量的测量，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置，包括离心泵本体、后密封环间隙泄漏量测试单元和前密封环间隙泄漏量测试单元，所述离心泵本体包括定子部件和转子部件，所述定子部件包括泵体、后泵腔护板、后密封环、泵盖、前泵腔护板和前密封环，所述后泵腔护板设置于所述泵体内一侧，并与所述泵体围成后压力腔，所述后密封环设置于所述泵体上，所述泵盖与所述泵体相连，所述前泵腔护板设置于所述泵盖和所述泵体之间，并与所述泵盖围成前压力腔，所述前密封环设置于所述泵盖上；所述转子部件包括叶轮和与所述叶轮相连的泵轴，所述叶轮设置于所述后泵腔护板和所述前泵腔护板之间，所述叶轮与所述后泵腔护板围成后泵腔，所述叶轮与所述前泵腔护板围成前泵腔，所述叶轮与所述后密封环之间形成与所述后泵腔连通的后密封环间隙，所述叶轮与所述前密封环之间形成与所述前泵腔连通的前密封环间隙；所述叶轮、所述泵体和所述泵轴共同围成平衡腔；所述后密封环间隙泄漏量测试单元包括第一连通管道、第一压力检测装置、第二压力检测装置、平衡腔调压装置和第一通断组件，所述第一通断组件设置于所述泵体和所述后泵腔护板之间，用于控制所述后泵腔与所述后压力腔或所述叶轮出口通断，所述第一连通管道的一端与泵出口连通，另一端与所述后压力腔连通，所述第一连通管道上设置有第一流量计和第一闸阀；所述第一压力检测装置用于监测所述后密封环间隙的进口压力，所述第二压力检测装置用于监测所述平衡腔的压力，所述平衡腔调压装置用于调节所述平衡腔的压力；所述前密封环间隙泄漏量测试单元包括第二连通管道、第三压力检测装置、第四压力检测装置和第二通断组件，所述第二通断组件设置于所述泵体和所述前泵腔护板之间，用于控制所述前泵腔与所述前压力腔或所述叶轮出口通断，所述第二连通管道的一端与泵出口连通，另一端与所述前压力腔连通，所述第二连通管道上设置有第二流量计和第二闸阀；所述第三压力检测装置用于监测所述离心泵本体的进口压力，所述第四压力检测装置用于监测所述前密封环间隙的进口压力。
可选的，所述第一通断组件包括第一密封环和与所述第一密封环密封配合的第一密封体，其中：所述第一密封体设置于所述泵体上，且位于所述后泵腔护板的外周；所述第一密封环环套于所述后泵腔护板的外圈，且位于所述第一密封体的内圈，所述第一密封环的轴向一端径向向内延伸形成第一密封环固定板，所述第一密封环固定板位于所述后泵腔护板和所述叶轮之间；当所述第一密封环固定板与所述后泵腔护板连接时，所述第一密封环的外周与所述第一密封体密封配合，此时所述后泵腔与所述后压力腔相互间隔，且所述后泵腔与所述叶轮出口相互连通；当所述第一密封环固定板与所述叶轮连接时，所述第一密封环的外周与所述第一密封体密封配合，此时所述后泵腔与所述叶轮出口相互间隔，且所述后泵腔与所述后压力腔相互连通。
可选的，所述第一密封环为第一密封钢环，所述第一密封体为第一密封骨架。
可选的，所述第二通断组件包括第二密封环和与所述第二密封环密封配合的第二密封体，其中：所述第二密封体设置于所述泵体上，且位于所述前泵腔护板的外周；所述第二密封环环套于所述前泵腔护板的外圈，且位于所述第二密封体的内圈，所述第二密封环的轴向一端径向向内延伸形成第二密封环固定板，所述第二密封环固定板位于所述前泵腔护板和所述叶轮之间；当所述第二密封环固定板与所述前泵腔护板连接时，所述第二密封环的外周与所述第二密封体密封配合，此时所述前泵腔与所述前压力腔相互间隔，且所述前泵腔与所述叶轮出口相互连通；当所述第二密封环固定板与所述叶轮连接时，所述第二密封环的外周与所述第二密封体密封配合，此时所述前泵腔与所述叶轮出口相互间隔，且所述前泵腔与所述前压力腔相互连通。
可选的，所述第二密封环为第二密封钢环，所述第二密封体为第二密封骨架。
可选的，所述泵体上连接有泵出口管；所述第一连通管道包括沿流体方向依次布置的第一平直管件、第一U型管件和第一弯头管件，所述第一平直管件的一端与所述泵出口管连通，所述第一平直管件的另一端通过所述第一闸阀与所述第一U型管件的一端连通，所述第一U型管件的另一端与所述第一流量计的一端连通，所述第一流量计的另一端与所述第一弯头管件的一端连通，所述第一弯头管件的另一端与所述泵体内的所述后压力腔连通。
可选的，所述第二连通管道包括沿流体方向依次布置的第二平直管件、第二U型管件和第二弯头管件，所述第二平直管件的一端与所述泵出口管连通，所述第二平直管件的另一端通过所述第二闸阀与所述第二U型管件的一端连通，所述第二U型管件的另一端与所述第二流量计的一端连通，所述第二流量计的另一端与所述第二弯头管件的一端连通，所述第二弯头管件的另一端与所述前压力腔连通。
可选的，所述定子部件还包括泵架，所述泵架连接于所述泵体的远离所述泵盖的一端；所述泵轴贯穿所述泵架设置，并通过轴承与所述泵架转动配合。
本发明还提出一种离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试方法，采用如上任意一项所述的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置进行离心泵叶轮前密封环间隙泄漏量的测量，包括：通过所述第一通断组件控制所述后泵腔与所述后压力腔相互间隔，且所述后泵腔与所述叶轮出口相互连通；通过所述第二通断组件控制所述前泵腔与所述前压力腔相互间隔，且所述前泵腔与所述叶轮出口相互连通；关闭所述第二闸阀，启动离心泵，以使所述叶轮出口的部分液体依次经所述前泵腔、所述前密封环间隙流入泵进口处，形成前密封环间隙泄漏量；待离心泵运行稳定后，分别测试并记录所述第四压力检测装置的压力p1和所述第三压力检测装置的压力p2；关闭离心泵，通过所述第二通断组件控制所述前泵腔与所述前压力腔相互连通，且所述前泵腔与所述叶轮出口相互间隔；打开所述第二闸阀，并再次启动离心泵，以使泵出口的高压液体经所述第二连通管道进入所述前压力腔，再经所述前泵腔护板和所述第二密封环之间的空隙进入所述前泵腔，最后从所述前密封环间隙流入泵进口处，形成前密封环间隙泄漏量；调节所述第二闸阀开度及泵进口流量，以使所述第四压力检测装置的压力p3等于p1，所述第三压力检测装置的压力p4等于p2，则所述第二流量计的示值即为所测前密封环间隙泄漏量。
本发明还提出一种离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试方法，采用如上任意一项所述的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置进行离心泵叶轮后密封环间隙泄漏量的测量，包括：通过所述第二通断组件控制所述前泵腔与所述前压力腔相互间隔，且所述前泵腔与所述叶轮出口相互连通；通过所述第一通断组件控制所述后泵腔与所述后压力腔相互间隔，且所述后泵腔与所述叶轮出口相互连通；关闭所述第一闸阀，启动离心泵，以使所述叶轮出口的部分液体依次经所述后泵腔、所述后密封环间隙流入所述平衡腔，最后回流到所述叶轮进口处，形成后密封环间隙泄漏量；待离心泵运行稳定后，分别测试并记录所述第一压力检测装置的压力p5和所述第二压力检测装置的压力p6；关闭离心泵，通过所述第一通断组件控制所述后泵腔与所述后压力腔相互连通，且所述后泵腔与所述叶轮出口相互间隔；打开所述第一闸阀，并再次启动离心泵，以使泵出口的高压液体经所述第一连通管道进入所述后压力腔，再经所述后泵腔护板和所述第一密封环之间的空隙进入所述后泵腔，最后从所述后密封环间隙流入所述平衡腔，形成后密封环间隙泄漏量；调节所述第一闸阀开度及所述平衡腔调压装置，以使所述第一压力检测装置的p7等于p5，所述第二压力检测装置的压力p8等于p6，则所述第一流量计的示值即为所述后密封环间隙泄漏量。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明提出的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置，其可在不改变前泵腔、后泵腔及平衡腔液体流动状态的前提下，实现对前、后密封环间隙泄漏量的测量，测试结果可信度极高；同时，前密封环间隙泄漏量测试单元和后密封环间隙泄漏量测试单元均与离心泵本体闭环连接，整个测试装置中全封闭无泄漏，可以实现泵在任何流量工况及空化状态时对前、后密封环间隙泄漏量的测量。另外，本发明中前、后密封环间隙泄漏量测试单元与前、后密封环间隙是独立布置的系统，在科学研究过程中若需要测试不同结构形式的密封环间隙泄漏量，只需对前、后密封环做出相应的调整即可，无需拆装叶轮和前、后密封环间隙泄漏量测试单元，简化了操作步骤。
本发明提出的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试方法采用上述离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置实施，可在任何流量工况及空化状态时对离心泵叶轮前后密封环间隙泄漏量进行测量，操作简便，且检测结果可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所公开的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置的结构示意图。
图2为图1中A处的放大结构示意图。
图3为本发明实施例所公开的图1的右视图。
图4为本发明实施例所公开的与图1对比的测试原理图（前后泵腔密封钢环均安装在叶轮上）。
图5为图4中B处的放大结构示意图。
图6为本发明实施例所公开的前泵腔护板的整体放大结构示意图。
图7为图6中前泵腔护板的径向剖面结构示意图。
图8为本发明实施例所公开的第二密封环的整体放大结构示意图。
图9为图8中第二密封环的径向剖面结构示意图。
其中，附图标记为：100.离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置；1. 泵轴； 2. 泵架；3.第一U型管件；4. A组螺栓螺母组件；5. 第一流量计；6. B组螺栓螺母组件；7. 第一弯头管件；8. C组螺栓螺母组件；9. D组螺栓螺母组件；10. 第一闸阀；11. E组螺栓螺母组件；12. 泵体；13. 第一密封环；14. 第一密封体；15. 泵出口管；16. 第二密封体；17. 第二密封环；18. F组螺栓螺母组件；19. 第二闸阀；20. G组螺栓螺母组件；21. H组螺栓螺母组件；22. 第二流量计；23. 第二U型管件；24. I组螺栓螺母组件；25. 第三压力检测装置；26. 轴头螺母；27. 前密封环；28. 前压力腔；29. A组螺栓；30. A组内六角螺栓；31. 前泵腔护板；32. 前泵腔；33. 叶轮；34. 后泵腔；35. B组内六角螺栓；36. 后密封环；37. 后压力腔；38. B组螺栓；39. 机械密封；40. 平衡腔调压装置；41. C组螺栓；42. 轴承压盖；43.第二轴承；44. 第一轴承；45. 平衡腔；46. 第二压力检测装置；47. 第一压力检测装置；48. 后泵腔护板；49. J组螺栓螺母组件；50. 第二弯头管件；51. 泵盖；52. 第四压力检测装置；53.键。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的之一是提供一种离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置，其能够实现泵在任何流量工况及空化状态时前后密封环间隙泄漏量的测量，以解决现有技术存在的问题。
本发明的另一目的还在于提供一种基于上述离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置而进行的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试方法。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1~图3所示，本实施例提出一种离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置100，其主要包括离心泵本体、后密封环间隙泄漏量测试单元和前密封环间隙泄漏量测试单元。其中，离心泵本体包括定子部件和转子部件，定子部件主要由泵架2、第一轴承44、第二轴承43、轴承压盖42、泵体12、后泵腔护板48、后密封环36、泵盖51、前泵腔护板31和前密封环27组成，如图1和图3所示，第一轴承44通过止口定位安装在泵架2左侧，第二轴承43通过止口定位安装在泵架2右侧，轴承压盖42通过C组螺栓41固定在泵架2上，泵架2通过B组螺栓38安装在泵体12的左端，后泵腔护板48通过B组内六角螺栓35安装在泵体12内侧，后泵腔护板48与泵体12围成了后压力腔37，后密封环36以过盈配合的方式安装在泵体12上，泵盖51通过A组螺栓29固定在泵体12右端，前泵腔护板31通过A组内六角螺栓30安装在泵盖51上，前泵腔护板31与泵盖51围成了前压力腔28，前密封环27以过盈配合的方式安装在泵盖51上；转子部件主要由泵轴1、叶轮33、键53和轴头螺母26组成，如图1所示，泵轴1由第一轴承44和第二轴承43从左右两端夹紧，叶轮33和键53安装在泵轴1右端，轴头螺母26将叶轮33和泵轴1牢牢固定在一起。叶轮33和后泵腔护板48围成了后泵腔34，叶轮33和前泵腔护板31围成了前泵腔32，叶轮33和后密封环36之间的径向间隙是后密封环间隙，叶轮33和前密封环27之间的径向间隙是前密封环间隙。叶轮33、泵体12和泵轴1共同围成平衡腔45，如图1所示，泵轴1上设置有机械密封39，所以平衡腔45具体是由叶轮33、泵体12和机械密封39共同围成。平衡腔调压装置40一端连接平衡腔45，另一端连接外界调压装置（图中未画出），可实现升高或降低平衡腔45压力的效果。
本实施例中，后密封环间隙泄漏量测试单元包括第一连通管道、第一压力检测装置47、第二压力检测装置46、平衡腔调压装置40和第一通断组件，第一通断组件设置于泵体12和后泵腔护板48之间，用于控制后泵腔34与后压力腔37或叶轮33出口的通断，第一连通管道的一端与泵出口连通，另一端与后压力腔37连通，第一连通管道上设置有第一流量计5和第一闸阀10；第一压力检测装置47用于监测后密封环间隙的进口压力，第二压力检测装置46用于监测平衡腔45的压力，平衡腔调压装置40用于调节平衡腔45的压力。
进一步地，上述第一通断组件包括第一密封环13和与第一密封环13密封配合的第一密封体14，其中：第一密封体14设置于泵体12上，且位于后泵腔护板48的外周；第一密封环13环套于后泵腔护板48的外圈，且位于第一密封体14的内圈，第一密封环13的轴向一端径向向内延伸形成第一密封环固定板，第一密封环固定板位于后泵腔护板48和叶轮33之间；如图2所示，当第一密封环固定板与后泵腔护板48连接时，第一密封环13的外周与第一密封体14密封配合，此时后泵腔34与后压力腔37相互间隔，且后泵腔34与叶轮33出口相互连通；如图5所示，当第一密封环固定板与叶轮33连接时，第一密封环13的外周与第一密封体14密封配合，此时后泵腔34与叶轮33出口相互间隔，且后泵腔34与后压力腔37相互连通。上述第一密封环13优选为第一密封钢环，第一密封体14优选为第一密封骨架。
进一步地，如图1所示，泵体12上连接有泵出口管15；上述的第一连通管道包括沿流体方向依次布置的第一平直管件、第一U型管件3和第一弯头管件7，第一平直管件的一端与泵出口管15连通，第一平直管件的另一端通过第一闸阀10与第一U型管件3的一端连通，第一U型管件3的另一端与第一流量计5的一端连通，第一流量计5的另一端与第一弯头管件7的一端连通，第一弯头管件7的另一端与泵体12内的后压力腔37连通。更具体的，如图1所示，第一闸阀10的一端优选通过法兰连接的方式由E组螺栓螺母组件11固定在第一平直管件端部（图1所示的左端部），第一U型管件3一端优选通过法兰连接的方式由D组螺栓螺母组件9固定在第一闸阀10的另一端，第一流量计5的一端优选通过法兰连接的方式由A组螺栓螺母组件4固定在第一U型管件3的另一端，第一弯头管件7的一端优选通过法兰连接的方式由B组螺栓螺母组件6固定在第一流量计5的另一端，第一弯头管件7的另一端优选通过法兰连接的方式由C组螺栓螺母组件8固定在泵体12上，并与后压力腔37连通。第一密封体14通过止口定位固定在泵体12上，第一密封环13通过螺钉可拆卸固定在后泵腔护板48上，第一密封环13外径略大于第一密封体14内径，以确保第一密封环13的外圈与第一密封体14的内圈接触形成骨架密封，具有良好的密封作用。第一压力检测装置47通过软管与后密封环间隙进口测压孔连接，用于监测后密封环间隙进口压力。第二压力检测装置46与平衡腔45测压孔连接，用于监测平衡腔45压力。
本实施例中，前密封环间隙泄漏量测试单元包括第二连通管道、第三压力检测装置25、第四压力检测装置52和第二通断组件，第二通断组件设置于泵体12和前泵腔护板31之间，用于控制前泵腔32与前压力腔28或叶轮33出口通断，第二连通管道的一端与泵出口连通，另一端与前压力腔28连通，第二连通管道上设置有第二流量计22和第二闸阀19；第三压力检测装置25用于监测离心泵本体的进口压力，第四压力检测装置52用于监测前密封环间隙的进口压力。
进一步地，上述第二通断组件包括第二密封环17和与第二密封环17密封配合的第二密封体16，其中：第二密封体16设置于泵体12上，且位于前泵腔护板31的外周；第二密封环17环套于前泵腔护板31的外圈，且位于第二密封体16的内圈，第二密封环17的轴向一端径向向内延伸形成第二密封环固定板，第二密封环固定板位于前泵腔护板31和叶轮33之间；如图2所示，当第二密封环固定板与前泵腔护板31连接时，第二密封环17的外周与第二密封体16密封配合，此时前泵腔32与前压力腔28相互间隔，且前泵腔32与叶轮33出口相互连通；如图5所示，当第二密封环固定板与叶轮33连接时，第二密封环17的外周与第二密封体16密封配合，此时前泵腔32与叶轮33出口相互间隔，且前泵腔32与前压力腔28相互连通。上述第二密封环17优选为第二密封钢环，第二密封体16优选为第二密封骨架。
进一步地，上述第二连通管道包括沿流体方向依次布置的第二平直管件、第二U型管件23和第二弯头管件50，第二平直管件的一端与泵出口管15连通，第二平直管件的另一端通过第二闸阀19与第二U型管件23的一端连通，第二U型管件23的另一端与第二流量计22的一端连通，第二流量计22的另一端与第二弯头管件50的一端连通，第二弯头管件50的另一端与前压力腔28连通。更具体的，如图1所示，第二闸阀19的一端优选通过法兰连接的方式由F组螺栓螺母组件18固定在第二平直管件端部（图1所示的右端部），第二U型管件23的一端优选通过法兰连接的方式由G组螺栓螺母组件20固定在第二闸阀19的另一端，第二流量计22的一端优选通过法兰连接的方式由I组螺栓螺母组件24固定在第二U型管件23的另一端，第二弯头管件50的一端优选通过法兰连接的方式由H组螺栓螺母组件21固定在第二流量计22的另一端，第二弯头管件50的另一端优选通过法兰连接的方式由J组螺栓螺母组件49固定在泵盖51上。第二密封体16通过止口定位固定在泵体12右端，第二密封环17通过螺钉固定在前泵腔护板31上，第二密封环17外径略大于第二密封体16内径，以确保第二密封环17的外圈与第二密封体16的内圈接触形成骨架密封，具有良好的密封作用。第三压力检测装置25通过软管与泵进口测压孔连接，用于监测泵进口压力。第四压力检测装置52通过软管与前密封环间隙进口测压孔连接，用于监测前密封环间隙进口压力。
本实施例中，上述第一压力检测装置47、第二压力检测装置46、第三压力检测装置25以及第四压力检测装置52均优选为压力表。
下面对上述离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置的具体使用过程和测试原理进行详细介绍。
（一）后密封环间隙泄漏量的测量是这样实现的：首先，在测试后密封环间隙泄漏量时，第二密封环17应与前泵腔护板31连接，使前泵腔32与前压力腔28相互间隔，且前泵腔32与叶轮出口相互连通，确保叶轮出口液体可进入前泵腔32。
然后，让第一密封环13安装在如图1所示位置，即第一密封环13通过螺钉安装在后泵腔护板48上。关闭第一闸阀10，启动离心泵，此时叶轮出口的部分液体进入后泵腔34，再经后密封环间隙流入平衡腔45，最后回流到叶轮33进口处，形成后密封环间隙泄漏量。待泵运行稳定后，分别测试并记录第一压力检测装置47的压力p5和第二压力检测装置46的压力p6。
关闭离心泵，将第一密封环13安装在如图4和图5所示位置，即第一密封环13通过螺钉安装在叶轮33上。再次启动离心泵，此时叶轮33出口的液体无法进入后泵腔34，打开第一闸阀10，泵出口管15的高压液体依次经第一闸阀10、第一U型管件3、第一流量计5、第一弯头管件7进入后压力腔37，再经后泵腔护板48和第一密封环13之间的空隙进入后泵腔34，最后从后密封环间隙流入平衡腔45，形成后密封环间隙泄漏量。由于第一密封环13在图4和图5所示位置时，后泵腔34内部液体流动状态与图1所示位置时基本一致，后密封环间隙大小及其进出口流态没有发生改变。因此，当第一密封环13在图4和图5所示位置时，只要通过调节第一闸阀10开度及平衡腔调压装置40，使得第一压力检测装置47的压力p7等于p5，第二压力检测装置46的压力p8等于p6，则第一流量计5的示值即为后密封环间隙泄漏量。
（二）前密封环间隙泄漏量的测量是这样实现的：首先，在测试前密封环间隙泄漏量时，第一密封环13应与后泵腔护板48连接，使后泵腔34与后压力腔37相互间隔，且后泵腔34与叶轮出口相互连通，确保叶轮出口液体可进入后泵腔34。
然后，让第二密封环17安装在如图1和图2所示位置，即第二密封环17通过螺钉安装在前泵腔护板31上。关闭第二闸阀19，启动离心泵，此时叶轮出口的部分液体进入前泵腔32，再经前密封环间隙流入泵进口处，形成前密封环间隙泄漏量。待泵运行稳定后，分别测试并记录第四压力检测装置52的压力p1和第三压力检测装置25的压力p2。
关闭离心泵，将第二密封环17安装在如图4和图5所示位置，即第二密封环17通过螺钉安装在叶轮33上。再次启动离心泵，此时叶轮33出口的液体无法进入前泵腔32，打开第二闸阀19，泵出口管15的高压液体依次经第二闸阀19、第二U型管件23、第二流量计22、第二弯头管件50进入前压力腔28，再经前泵腔护板31和第二密封环17之间的空隙进入前泵腔32，最后从前密封环间隙流入泵进口处，形成前密封环间隙泄漏量。由于第二密封环17在图4和图5所示位置时，前泵腔32内部液体流动状态与图1所示位置时基本一致，前密封环间隙大小及其进出口流态没有发生改变。因此，当第二密封环17在图4和图5所示位置时，只要通过调节第二闸阀19开度及泵进口流量，使得第四压力检测装置52的压力p3等于p1，第三压力检测装置25的压力p4等于p2，则第二流量计22的示值即为前密封环间隙泄漏量。
由此可见，本技术方案的优点在于：（一）本方案可在不改变前泵腔、后泵腔及平衡腔液体流动状态的前提下，实现对前、后密封环间隙泄漏量的测量，测试结果可信度极高。
（二）本方案中，前密封环间隙泄漏量测试单元和后密封环间隙泄漏量测试单元均与离心泵本体闭环连接，整个测试装置中全封闭无泄漏，可以实现泵在任何流量工况及空化状态时对前、后密封环间隙泄漏量的测量。
（三）本方案中前、后密封环间隙泄漏量测试单元与前、后密封环间隙是独立布置的系统，在科学研究过程中若需要测试不同结构形式的密封环间隙泄漏量，只需对前、后密封环做出相应的调整即可，无需拆装叶轮和前、后密封环间隙泄漏量测试单元，简化了操作步骤。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置，其特征在于，包括离心泵本体、后密封环间隙泄漏量测试单元和前密封环间隙泄漏量测试单元，其中，所述离心泵本体包括定子部件和转子部件，所述定子部件包括泵体、后泵腔护板、后密封环、泵盖、前泵腔护板和前密封环，所述后泵腔护板设置于所述泵体内一侧，并与所述泵体围成后压力腔，所述后密封环设置于所述泵体上，所述泵盖与所述泵体相连，所述前泵腔护板设置于所述泵盖和所述泵体之间，并与所述泵盖围成前压力腔，所述前密封环设置于所述泵盖上；所述转子部件包括叶轮和与所述叶轮相连的泵轴，所述叶轮设置于所述后泵腔护板和所述前泵腔护板之间，所述叶轮与所述后泵腔护板围成后泵腔，所述叶轮与所述前泵腔护板围成前泵腔，所述叶轮与所述后密封环之间形成与所述后泵腔连通的后密封环间隙，所述叶轮与所述前密封环之间形成与所述前泵腔连通的前密封环间隙；所述叶轮、所述泵体和所述泵轴共同围成平衡腔；所述后密封环间隙泄漏量测试单元包括第一连通管道、第一压力检测装置、第二压力检测装置、平衡腔调压装置和第一通断组件，所述第一通断组件设置于所述泵体和所述后泵腔护板之间，用于控制所述后泵腔与所述后压力腔或所述叶轮出口通断，所述第一连通管道的一端与泵出口连通，另一端与所述后压力腔连通，所述第一连通管道上设置有第一流量计和第一闸阀；所述第一压力检测装置用于监测所述后密封环间隙的进口压力，所述第二压力检测装置用于监测所述平衡腔的压力，所述平衡腔调压装置用于调节所述平衡腔的压力；所述前密封环间隙泄漏量测试单元包括第二连通管道、第三压力检测装置、第四压力检测装置和第二通断组件，所述第二通断组件设置于所述泵体和所述前泵腔护板之间，用于控制所述前泵腔与所述前压力腔或所述叶轮出口通断，所述第二连通管道的一端与泵出口连通，另一端与所述前压力腔连通，所述第二连通管道上设置有第二流量计和第二闸阀；所述第三压力检测装置用于监测所述离心泵本体的进口压力，所述第四压力检测装置用于监测所述前密封环间隙的进口压力。
2.根据权利要求1所述的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置，其特征在于，所述第一通断组件包括第一密封环和与所述第一密封环密封配合的第一密封体，其中：所述第一密封体设置于所述泵体上，且位于所述后泵腔护板的外周；所述第一密封环环套于所述后泵腔护板的外圈，且位于所述第一密封体的内圈，所述第一密封环的轴向一端径向向内延伸形成第一密封环固定板，所述第一密封环固定板位于所述后泵腔护板和所述叶轮之间；当所述第一密封环固定板与所述后泵腔护板连接时，所述第一密封环的外周与所述第一密封体密封配合，此时所述后泵腔与所述后压力腔相互间隔，且所述后泵腔与所述叶轮出口相互连通；当所述第一密封环固定板与所述叶轮连接时，所述第一密封环的外周与所述第一密封体密封配合，此时所述后泵腔与所述叶轮出口相互间隔，且所述后泵腔与所述后压力腔相互连通。
3.根据权利要求2所述的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置，其特征在于，所述第一密封环为第一密封钢环，所述第一密封体为第一密封骨架。
4.根据权利要求1所述的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置，其特征在于，所述第二通断组件包括第二密封环和与所述第二密封环密封配合的第二密封体，其中：所述第二密封体设置于所述泵体上，且位于所述前泵腔护板的外周；所述第二密封环环套于所述前泵腔护板的外圈，且位于所述第二密封体的内圈，所述第二密封环的轴向一端径向向内延伸形成第二密封环固定板，所述第二密封环固定板位于所述前泵腔护板和所述叶轮之间；当所述第二密封环固定板与所述前泵腔护板连接时，所述第二密封环的外周与所述第二密封体密封配合，此时所述前泵腔与所述前压力腔相互间隔，且所述前泵腔与所述叶轮出口相互连通；当所述第二密封环固定板与所述叶轮连接时，所述第二密封环的外周与所述第二密封体密封配合，此时所述前泵腔与所述叶轮出口相互间隔，且所述前泵腔与所述前压力腔相互连通。
5.根据权利要求4所述的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置，其特征在于，所述第二密封环为第二密封钢环，所述第二密封体为第二密封骨架。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置，其特征在于，所述泵体上连接有泵出口管；所述第一连通管道包括沿流体方向依次布置的第一平直管件、第一U型管件和第一弯头管件，所述第一平直管件的一端与所述泵出口管连通，所述第一平直管件的另一端通过所述第一闸阀与所述第一U型管件的一端连通，所述第一U型管件的另一端与所述第一流量计的一端连通，所述第一流量计的另一端与所述第一弯头管件的一端连通，所述第一弯头管件的另一端与所述泵体内的所述后压力腔连通。
7.根据权利要求6所述的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置，其特征在于，所述第二连通管道包括沿流体方向依次布置的第二平直管件、第二U型管件和第二弯头管件，所述第二平直管件的一端与所述泵出口管连通，所述第二平直管件的另一端通过所述第二闸阀与所述第二U型管件的一端连通，所述第二U型管件的另一端与所述第二流量计的一端连通，所述第二流量计的另一端与所述第二弯头管件的一端连通，所述第二弯头管件的另一端与所述前压力腔连通。
8.根据权利要求1~5任意一项所述的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置，其特征在于，所述定子部件还包括泵架，所述泵架连接于所述泵体的远离所述泵盖的一端；所述泵轴贯穿所述泵架设置，并通过轴承与所述泵架转动配合。
9.一种离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试方法，采用如权利要求4~5任意一项所述的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置进行离心泵叶轮前密封环间隙泄漏量的测量，其特征在于，包括：通过所述第一通断组件控制所述后泵腔与所述后压力腔相互间隔，且所述后泵腔与所述叶轮出口相互连通；通过所述第二通断组件控制所述前泵腔与所述前压力腔相互间隔，且所述前泵腔与所述叶轮出口相互连通；关闭所述第二闸阀，启动离心泵，以使所述叶轮出口的部分液体依次经所述前泵腔、所述前密封环间隙流入泵进口处，形成前密封环间隙泄漏量；待离心泵运行稳定后，分别测试并记录所述第四压力检测装置的压力p1和所述第三压力检测装置的压力p2；关闭离心泵，通过所述第二通断组件控制所述前泵腔与所述前压力腔相互连通，且所述前泵腔与所述叶轮出口相互间隔；打开所述第二闸阀，并再次启动离心泵，以使泵出口的高压液体经所述第二连通管道进入所述前压力腔，再经所述前泵腔护板和所述第二密封环之间的空隙进入所述前泵腔，最后从所述前密封环间隙流入泵进口处，形成前密封环间隙泄漏量；调节所述第二闸阀开度及泵进口流量，以使所述第四压力检测装置的压力p3等于p1，所述第三压力检测装置的压力p4等于p2，则所述第二流量计的示值即为所测前密封环间隙泄漏量。
10.一种离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试方法，采用如权利要求2~3任意一项所述的离心泵叶轮密封环间隙泄漏量测试装置进行离心泵叶轮后密封环间隙泄漏量的测量，其特征在于，包括：通过所述第二通断组件控制所述前泵腔与所述前压力腔相互间隔，且所述前泵腔与所述叶轮出口相互连通；通过所述第一通断组件控制所述后泵腔与所述后压力腔相互间隔，且所述后泵腔与所述叶轮出口相互连通；关闭所述第一闸阀，启动离心泵，以使所述叶轮出口的部分液体依次经所述后泵腔、所述后密封环间隙流入所述平衡腔，最后回流到所述叶轮进口处，形成后密封环间隙泄漏量；待离心泵运行稳定后，分别测试并记录所述第一压力检测装置的压力p5和所述第二压力检测装置的压力p6；关闭离心泵，通过所述第一通断组件控制所述后泵腔与所述后压力腔相互连通，且所述后泵腔与所述叶轮出口相互间隔；打开所述第一闸阀，并再次启动离心泵，以使泵出口的高压液体经所述第一连通管道进入所述后压力腔，再经所述后泵腔护板和所述第一密封环之间的空隙进入所述后泵腔，最后从所述后密封环间隙流入所述平衡腔，形成后密封环间隙泄漏量；调节所述第一闸阀开度及所述平衡腔调压装置，以使所述第一压力检测装置的p7等于p5，所述第二压力检测装置的压力p8等于p6，则所述第一流量计的示值即为所述后密封环间隙泄漏量。
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