CN117249982A - 多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多相介质液膜密封‑柔性转子交互响应试验装置及方法，包括：转轴，其一端为与驱动电机连接设置；动环，其固设在所述转轴另一端的外侧；第一静环，其与所述动环之间形成多相介质液模密封；密封腔，其用于容纳密封介质；所述动环和第一静环位于所述密封腔内；通过在所述转轴处于柔性状态下，根据所述动环的轴向位移和所述第一静环的轴向位移的比较，研究第一静环在动环轴向偏移时的追随性，进而判断所述多相介质液模密封的密封性。通过检测所述转轴在不设所述多相介质液模密封情况下的第一临界数据、以及所述转轴在设有所述多相介质液模密封情况下的第二临界数据，判断所述多相介质液模密封对所述转轴的柔性状态的影响。

Description

多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置及方法

技术领域

本发明属于液膜密封技术领域，具体涉及一种多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置、以及该试验装置的试验方法。

背景技术

航空发动机是决定航空产业发展的核心因素，是关系着国家军事安全及国民经济发展的战略性高科技产品。而随着航空发动机技术的发展，密封技术已成为影响发动机性能和寿命的重要因素。

航空发动机滑油系统的主要作用是向轴承、接触式密封装置、传动齿轮提供用于润滑及冷却的滑油。滑油泵处的机械密封，对滑油泵的正常运行乃至发动机整机有重要影响。随着发动机性能的不断提升，各系统的转速也将提升，使得转轴升速过程中需要跨过临界转速。转轴转速在临界转速附近时会发生剧烈振动，此时的转轴处于柔性状态；而由于滑油泵空间有限，难以添加轴承加以限制，使得这一过程中的密封摩擦副极易发生碰撞失效。另外由于密封介质为多相介质，密封摩擦副之间的液膜状态并不稳定，加上转轴振动的干扰，容易发生失稳泄漏。

因此，多相介质液膜密封-柔性转子动态交互响特性的研究是十分必要的。如在专利CN202010580433.4中提出了一种超高转速液氢涡轮泵柔性转子，但其未涉及到机械密封；在专利号。CN202011294064.9中提出了一种压缩机转子密封结构及其转子总成，其主轴为刚性轴，其主要目的是提高密封性能。在专利CN202011178648.X中提出了一种主轴接触式密封结构、主轴和机床，其密封形式为接触式密封且主轴为刚性。目前，在机械密封领域的研究中大多都忽略转轴的柔性振动；在转子动力学方面，鲜有提及与液膜密封的耦合，且未见有对应的试验研究。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明针对现有技术中上述的问题，提出一种多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置，研究多相介质液膜密封在转轴柔性振动时的追随性和密封性能，以及研究多相介质液膜密封对转轴的柔性振动的影响；也就是用于研究多相介质液膜密封与柔性转轴的交互影响。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置，包括：

转轴，其一端为与驱动电机连接设置；

动环，其固设在所述转轴另一端的外侧；

第一静环，其与所述动环之间形成多相介质液模密封；

密封腔，其用于容纳密封介质；

所述动环和第一静环位于所述密封腔内；

在所述转轴处于柔性状态下，根据所述动环的轴向位移和所述第一静环的轴向位移的比较，判断所述多相介质液模密封的密封性；

检测所述转轴在不设所述多相介质液模密封情况下的临界数据、以及所述转轴在设有所述多相介质液模密封情况下的临界数据，判断所述多相介质液模密封对所述转轴的柔性状态的影响。

在本申请的一些实施例中，还包括用于检测所述转轴远离所述驱动电机一端径向位移的第一检测器；在所述转轴加速情况下，通过所述第一检测器检测数值的变化情况，确定所述转轴的临界数据。

在本申请的一些实施例中，在所述转轴处于柔性状态下，所述转轴发生挠曲变形，所述动环以所述转轴的涡动频率产生角向的偏摆；通过所述第一检测器检测的径向位移和所述转轴的挠曲变形公式可求得所述动环的轴向位移。

在本申请的一些实施例中，还包括用于检测第一静环轴向位移的第二检测器，将获得的所述动环的轴向位移和所述第二检测器检测数据进行比较，判断所述第一静环的追随性。

在本申请的一些实施例中，还包括与所述第一静环固设的第一静环座、用于检测第一静环轴向位移的第二检测器、与所述第二检测器相匹配设置的第二感应片；所述第二感应片固设在所述第一静环座上，所述第二检测器与所述转轴平行设置。

在本申请的一些实施例中，还包括第一弹簧座，在所述密封腔的壳体上开设有用于所述转轴穿过的第一过孔，所述第一弹簧座固设在所述第一过孔内；所述第一静环座可轴向移动设在所述第一弹簧座上，在所述第一静环座和第一弹簧座之间设有可推动所述第一静环座轴向移动的第一弹簧。

在本申请的一些实施例中，在所述第一静环座和第一弹簧座之间设有用于实现密封的第一密封件。

在本申请的一些实施例中，还包括第二静环，其与所述动环之间形成摩擦密封；在所述转轴处于柔性状态下，根据所述动环的轴向位移和所述第二静环的轴向位移的比较，判断所述摩擦密封的密封性。

在本申请的一些实施例中，还包括与所述第二静环固设的第二静环座、用于检测第二静环轴向位移的第三检测器；所述第二静环座可轴向移动设置，所述第三检测器沿所述转轴的径向设置，在所述第二静环座上设有倾斜设置的、且与所述第三检测器相匹配的检测平面。

在本申请的一些实施例中，还包括第二弹簧座，在所述密封腔的壳体上开设有用于所述转轴穿过的第二过孔，所述第二弹簧座固设在所述第二过孔内；所述第二静环座可轴向移动设在所述第二弹簧座上，在所述第二静环座和第二弹簧座之间设有可推动所述第二静环座轴向移动的第二弹簧。

在本申请的一些实施例中，在所述第二静环座和第二弹簧座之间设有用于实现密封的第二密封件。

在本申请的一些实施例中，还包括与所述密封腔相邻设置的防护腔，所述多相介质液模密封设置在所述密封腔和防护腔之间，在所述防护腔的腔壁上开设有用于收集泄漏到防护腔内的密封介质的第一泄漏口。

在本申请的一些实施例中，还包括与所述密封腔相邻设置的连接腔，所述摩擦密封设置所述密封腔和连接腔之间；在所述连接腔的腔壁上开设有用于收集泄漏到连接腔内的密封介质的第二泄漏口。

在本申请的一些实施例中，在所述转轴处于柔性状态下，分别收集从所述多相介质液模密封和摩擦密封泄流的密封介质，并将收集的密封介质的数量进行比较。

在本申请的一些实施例中，所述转轴的长度与直径比为20：1。

基于上述的一种多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置，本发明还提供一种上述试验装置的试验方法，研究多相介质液膜密封在转轴柔性振动时的追随性和密封性能，以及研究多相介质液膜密封对转轴的柔性振动的影响；在试验中得到多相介质液膜密封与柔性转轴的交互影响。

一种多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置的试验方法，具有下述步骤：

S10.在不设多相介质液模密封情况下，检测所述转轴的第一临界数据；

S20.将所述第一静环安装，且在所述密封腔内添加密封介质；在所述转轴旋转时，在所述动环的第一密封端面与所述第一静环之间形成多相介质液模密封；

S30.控制所述转轴加速，在所述转轴处于柔性状态下，将获得所述动环的轴向位移的动态数据和所述第一静环的轴向位移的动态数据进行比较，研究所述第一静环对所述动环的轴向偏移的追随性，进而判断所述多相介质液模密封的密封性。

在本申请的一些实施例中，在步骤S10中，通过控制所述转轴在不同加速度下进行多次试验，检测在临界转速情况下，所述转轴的不同振幅；选定合适的振幅对应的加速度，作为步骤S30中的加速度。

在本申请的一些实施例中，将选定的加速度对应的步骤S10中的第一临界数据和步骤S30中的第二临界数据进行比较，判断所述多相介质液模密封对所述转轴的柔性状态的影响。

在本申请的一些实施例中，所述试验装置还包括第一静环组件，所述第一静环组件、套设在所述转轴的外侧、且可拆卸的设在所述密封腔的壳体上，所述第一静环组件具有第一静环；选定的合适的振幅小于所述转轴与所述第一静环组件之间的距离。

在本申请的一些实施例中，在步骤S30中，在所述转轴处于非柔性状态下，将获得所述动环的轴向位移的动态数据和所述第一静环的轴向位移的动态数据进行比较，研究所述第一静环对所述动环的轴向偏移的追随性，进而判断所述多相介质液模密封的密封性。

在本申请的一些实施例中，所述试验装置还包括第二静环，其与所述动环的第二密封端面之间为摩擦密封；在步骤S30中，在所述转轴处于柔性状态下，将获得所述动环的轴向位移的动态数据和所述第二静环的轴向位移的动态数据进行比较，研究所述第二静环对所述动环的轴向偏动的追随性，进而判断所述摩擦密封的密封性。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置就是用于研究多相介质液膜密封与柔性转轴的交互影响。具体的，通过在所述转轴处于柔性状态下，根据所述动环的轴向位移和所述第一静环的轴向位移的比较，研究第一静环在动环轴向偏移时的追随性，进而判断所述多相介质液模密封的密封性。通过检测所述转轴在不设所述多相介质液模密封情况下的第一临界数据、以及所述转轴在设有所述多相介质液模密封情况下的第二临界数据，判断所述多相介质液模密封对所述转轴的柔性状态的影响。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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 为本发明所提出的一种多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置的一个实施例的结构示意图；

图2为图1中上部的放大结构示意图；

图3为图2中转轴端部的结构示意图；

图4为图2中第一静环组件的放大结构示意图；

图5为图2中第二静环组件的放大结构示意图；

图6为图5中第二静环座的立体结构示意图；

图7为图1中去除多相介质液模密封后的结构示意图；

其中，试验装置100；

转轴10；动环安装槽11；

动环20；

第一静环组件30；第一静环31；第一静环座32；第二感应片33；第一弹簧座34；第一弹簧35；

第二静环组件40，第二静环41；第二静环座42；检测平面421；第二弹簧座44；第二弹簧45；

第一检测器51；第二检测器52；第三检测器53；

密封腔61；第一过孔611；第一过孔612；防护腔62；连接腔63；第二泄漏口631；

压套71；

驱动电机80；

转轴底座90；连轴膜片91。

实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，以靠近转轴轴线的方向为“内”，反之为“外”。术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

实施例

参见图1-图7，是本发明所提出的一种多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置的一个实施例，一种多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置100包括：转轴10、动环20、第一静环组件30、密封腔61、驱动电机80，转轴10的一端与驱动电机80连接，驱动电机80连接在转轴10的下端，转轴10为立式设置，有利于避免转轴10的自重造成挠度，使得在转轴10在发生振动时，在周向上的振幅相同。转轴10的上端为自由端，转轴10在远离驱动电机80的方向上振动幅度逐渐增加，因而动环20固设在转轴10的上端。第一静环组件30具有套设在转轴10外侧的第一静环31，第一静环31抵靠在动环20的第一密封端面上，在动环20的第一密封端面上开设有动环槽，使得第一静环31与动环20之间形成多相介质液模密封。

参见图1、图2和图4所示，密封腔61用于容纳密封介质，动环20和第一静环31位于密封腔61内，使得在转轴10旋转时，第一静环31与动环20之间为密封为多相介质液模密封。控制驱动电机80带动转轴10加速旋转，使转轴10发生强烈振动时的转速为临界转速，临界转速为转轴10及其配置系统的固有振动频率相对应的转速；在转轴10和系统配置确定的情况下，临界速度是定值。转轴10的转速在临界转速附近时，转轴10的振动幅度较大，也就是转轴10处于柔性状态；此时转轴10会出现涡动，转轴10自身会发生挠曲变形，带动固设的动环13以涡动频率产生角向的偏摆，导致有可能会出现动环20和第一静环31之间的冲击碰撞、或者密封介质的泄漏；因而研究在转轴10处于柔性状态下，根据动环20的轴向位移和第一静环31的轴向位移的比较，判断在动环20轴向偏移时第一静环31的追随性，多相介质液模密封的密封性；也就是研究转轴的柔性状态，对于多相介质液模密封的影响。一般情况下，转轴10的转速在临界转速的上下20%范围内，认定转轴10处于柔性状态。通过设置第一检测器51，可以用于检测转轴10的振幅、确定临界转速，有利于动环20固设在第一检测器51的检测区域的附近，因而第一检测器51检测的数据也可以作为动环20的参数使用。

在本申请的一些实施例中，为了可以在较低转速条件下，使转轴10达到柔性状态，设计转轴10为细长轴，优选设置转轴10的长度与直径比为20：1。

本实施例中，试验装置100还可以研究是否加设多相介质液模密封对于转轴10的影响。首先，参见图7所示，检测转轴10在不设多相介质液模密封情况下的第一临界数据，因而设置第一静环组件30为可拆卸设置，在不安装第一静环组件30的情况下，肯定不会形成多相介质液模密封。按照不同的加速度给转轴10加速进行多次试验，得到多组第一临界数据。转轴10的第一临界数据包括加速度、临界速度、临界振幅等等，优选设置每次试验时加速度为定值；在加速度不同时，临界振幅不同，加速度越大临界振幅越小。

之后，参见图1所示，安装第一静环组件30，且第一静环31抵靠在动环20上，密封腔61内设有循环的密封介质，在形成动环20和第一静环31之间多相介质液模密封；检测转轴10在设有多相介质液模密封情况下的第二临界数据。在第一静环组件30安装后，第一静环组件30与转轴10之间的间距较小，因而需要控制转轴10在临界转速时的振幅小于第一静环组件30与转轴10之间的间距，避免出现转轴10与第一静环组件30相碰的情况。参考在不设置多相介质液模密封情况下，采用不同加速度进行的多次试验得到的多组第一临界数据，选取在临界转速时，转轴10的振幅在1mm范围内的最低加速度，作为加设多相介质液模密封后试验的加速度。

最后，通过将第一临界数据和第二临界数据进行比较，如比较第一临界速度和第二临界速度、比较在相同加速度情况下第一临界振幅和第二临界振幅比较等，判断多相介质液模密封对转轴10的临界振幅以及临界振幅的影响。

在本申请的一些实施例中，参见图1所示，试验装置100还包括用于检测转轴10远离驱动电机80一端的径向位移的第一检测器51。为了检测出转轴10的临界转速，在试验时设置转速匀速增加，通过第一检测器51检测数值的变化情况，确定转轴10的临界速度。优选设置，第一检测器51为电涡流位移传感器。第一检测器51沿径向设置，优选设置两个第一检测器51在垂直于轴的平面内垂直放置，用于测试转轴10在试验过程中的位移情况，进而可以得到系统的临界转速，动环振幅（包括径向的尺寸和轴向尺寸）、倾转角度、涡动频率以及中心点运行轨迹等。

在本申请的一些实施例中，动环20固设在转轴10上，在转轴10处于柔性状态下，转轴10出现涡动，转轴10自身发生挠曲变形；动环20会跟随转轴10一起运动，动环20以转轴10的涡动频率产生角向的偏摆。动环20在径向的移动会使得与第一静环31的接触面积发生变化，但由于转轴10的振幅相对于密封端面的径向尺寸较小，动环20在径向的移动对于密封的影响不大。因而影响动环20和第一静环31之间的多相介质液模密封的，主要是动环20的轴向移动；研究动环30出现轴向移动后，第一动环31追随性移动，是否出现动环20和第一动环31之间的间距增大的情况，使得密封介质泄漏，或者出现动环20和第一动环31之间出现碰撞。通过第一检测器51检测的径向位移和转轴10的挠曲变形公式可求得动环20的径向位移。第一检测器51会时时检测转轴10的径向位移，因而根据转轴10的挠曲变形公式可以得到动环20的径向位移的动态数据，或者说是时时的数据；也可以得到动环20的倾斜角度的动态数据。通过对转轴10的振动幅度和频率的检测，可以确定转轴10的临界速度、临界振幅、以及可以得到动环20的径向位移和倾斜角度等，有利于减少零部件的设置，使得试验装置100简化。

试验装置100还包括用于检测第一静环31轴向位移的第二检测器52，将获得的动环20的轴向位移和第二检测器52的检测数据进行比较，得到动环20和第一静环31之间间隙的变化情况，进而判断第一静环31对动环20的追随性，判断动环20和第一静环31之间的多相介质液模密封的密封性。也可以判断动环20和第一静环31是否出现碰撞。通过位移检测器来监测转轴与密封的动力学特性，并通过交叉对比得到液膜密封与柔性转轴交互响应特性。

在本申请的一些实施例中，参见图4所示，第一静环组件30还包括与第一静环31固设的第一静环座32、与第二检测器52相匹配设置的第二感应片33；第二感应片33固设在第一静环座32上，第二检测器52与转轴10平行设置。因而第二检测器52的检测数值为第一静环31的轴向位移。

在本申请的一些实施例中，第一静环组件30还包括第一弹簧座34，在密封腔61的壳体上开设有用于转轴10穿过的第一过孔611，第一弹簧座34固设在第一过孔611内；第一静环座32可轴向移动设在第一弹簧座34上，在第一静环座32和第一弹簧座34之间设有第一弹簧35，第一弹簧35可推动第一静环座32的轴向移动。通过设置第一弹簧35，用于推动第一静环31具有向动环20方向移动的趋势，保证第一静环31抵靠在动环20上。在第一静环座32和第一弹簧座34之间设有用于实现密封的第一密封件，第一静环座32和第一弹簧座34之间可轴向移动的密封设置。

在本申请的一些实施例中，还包括与密封腔61相邻设置的防护腔62，多相介质液模密封设置在密封腔61和防护腔62之间，在防护腔62的腔壁上开设有用于收集泄漏到防护腔62内的密封介质的第一泄漏口。通过测量密封介质的泄漏量，可以判断多相介质液模密封的密封性能。

在本申请的一些实施例中，还包括第二静环组件40，第二静环组件40具有第二静环41，第二静环41与动环20的第二密封端面之间为摩擦密封；通过第二静环41，可以直接和动环20之间形成摩擦密封；可以实现在一个试验中，同时得到两种密封的试验数据，有利于节省试验次数，增加试验装置100的试验范围。在转轴10处于柔性状态下，根据动环20的轴向位移和第二静环41的轴向位移的比较，判断在动环20轴向偏移时第二静环41的追随性，进而判断摩擦密封的密封性。

在本申请的一些实施例中，还包括用于检测第二静环41轴向位移的第三检测器53，第二静环组件40还包括与第二静环41固设的第二静环座42，第二静环座42可径向移动设置。由于空间位置的限定，第三检测器53沿转轴10的径向设置，为了得到第二静环41的轴向的位移，在第二静环座42上设有倾斜设置的检测平面421，检测平面421与第三检测器53相匹配设置，检测平面421在轴向方向上与转轴10的轴线之间的距离逐渐变化，逐渐增大或逐渐减小。第三检测器53可以检测出检测平面421在径向的位移；在检测平面421具有轴向移动后，第三检测器53与检测平面421之间径向距离也发生变化；因而可以根据第三检测器53的检测数值，得到检测平面421的轴向位移，也就是第二静环41的轴向位移。优选设置，检测平面在径向尺寸和轴向尺寸的比值为1/4～1/2。

在本申请的一些实施例中，第二静环组件40还包括第二弹簧座44，在密封腔61的壳体上开设有用于转轴10穿过的第二过孔612，第二弹簧座44固设在第二过孔612内；第二静环座42可轴向移动设在第二弹簧座44上，在第二静环座42和第二弹簧座44之间设有可推动第二静环座42轴向移动的第二弹簧45。通过设置第二弹簧45，用于推动第二静环41具有向动环20方向移动的趋势，保证第二静环41抵靠在动环20上。在第二静环座42和第二弹簧座44之间设有用于实现密封的第二密封件，第二静环座42和第二弹簧座44之间可轴向移动的密封设置。

在本申请的一些实施例中，试验装置100还包括与密封腔61相邻设置的连接腔63，摩擦密封设置密封腔61和连接腔63之间；在连接腔63的腔壁上开设有用于收集泄漏到连接腔63内的密封介质的第二泄漏口631。通过测量密封介质的泄漏量，可以判断摩擦密封的密封性能。在转轴10处于柔性状态下，分别收集从多相介质液模密封和摩擦密封泄流的密封介质，并将收集的密封介质的数量进行比较。

在本申请的一些实施例中，试验装置100还包括转轴底座90、以及设置在转轴10和转轴底座90之间的连轴膜片91，通过设置连轴膜片91，防止转轴10在柔性状态下，连接处应力过大损坏驱动电机80的主轴。

在本申请的一些实施例中，在转轴10的端部外侧开设有动环安装槽11，动环安装槽11为环形，动环20位于动环安装槽11内；还包括套设在动环安装槽11外侧的压套71，压套71抵靠在动环20上；通过紧固件将压套71固定在转轴10上，实现了对于动环20的安装固定。

在本申请的一些实施例中，还包括用于降低转轴20的临界转速的配重失速器（图中未示出），这里说的转轴20的临界转速为转轴20及其系统配置的临界转速。配重失速器可拆卸的设在转轴10远离驱动电机80一端的端部，在配置配重失速器后，临界转速会降低，更有利于在试验条件下达到临界转速，以及有利于增加试验的安全性。

在本申请的一些实施例中，配重失速器具有配重本体、以及沿配重本体向转轴10延伸设置的配重套，配重套与压套71的结构相同，在安装配重失速器时，不用安装压套71。配重本体的径向尺寸大于转轴10的径向尺寸。并且在配重本体上开设有多个配重孔，配重可拆卸的安装在配重孔内。通过设置多个配重孔，有利于根据需要增加不同重量的均匀配重、或者增加形成不同重量的偏心配重。

实施例

参见图1-图7所示，上述的一种多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置的试验方法，具有下述步骤：

S10.在不设多相介质液模密封情况下，检测转轴10的第一临界数据。

具体的，在转轴10加速过程中，通过检测转轴10的振幅，转轴10的振动最剧烈时的转速为第一临界转速，同时可以得到在第一临界转速时的振幅，以及加速度数值。在步骤S10中，优选设置安装有动环20，

S20. 安装设置形成多相介质液模密封；

具体的，将第一静环31安装，且在密封腔61内添加密封介质；在转轴10旋转时，在动环20的第一密封端面与第一静环31之间形成多相介质液模密封。

S30.控制转轴10加速，在转轴10处于柔性状态下，将获得的动环20的轴向位移的动态数据和第一静环31的轴向位移的动态数据进行比较，研究第一静环31对动环20的轴向偏移的追随性，进而判断多相介质液模密封的密封性。

步骤S30中，通过将第一临界数据和第二临界数据进行比较，如比较第一临界速度和第二临界速度、比较在相同加速度情况下第一临界振幅和第二临界振幅比较等，判断多相介质液模密封对转轴10的临界振幅以及临界振幅的影响。

在本申请的一些实施例中，在步骤S10中，按照不同的加速度给转轴10加速进行多次试验，得到不同加速度情况下的临界速度和振幅。转轴10的临界数据包括加速度、临界速度、临界振幅等，优选设置每次试验时加速度为定值；在加速度不同时，临界振幅不同，加速度越大临界振幅越小。通过控制转轴10在不同加速度下进行多次试验，检测在临界转速情况下，转轴10的不同振幅；选定合适的振幅对应的加速度，作为步骤S30中的加速度。优选设置，转轴10的振幅在1mm范围内的最低加速度，作为步骤S30中的加速度。

在本申请的一些实施例中，将选定的加速度对应的步骤S10中的第一临界数据和步骤S30中的第二临界数据进行比较，判断所述多相介质液模密封对转轴10的柔性状态的影响。

在本申请的一些实施例中，在步骤S30中，在转轴10处于非柔性状态下，将获得的动环20的轴向位移的动态数据和第一静环31的轴向位移的动态数据进行比较，研究第一静环31对动环20的轴向偏移的追随性，进而判断多相介质液模密封的密封性。

在本申请的一些实施例中，在步骤S30中，在转轴10处于柔性状态下，将获得动环20的轴向位移的动态数据和第二静环41的轴向位移的动态数据进行比较，研究第二静环41对动环20的轴向偏动的追随性，进而判断摩擦密封的密封性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置，其特征在于，包括：

转轴，其一端为与驱动电机连接设置；

动环，其固设在所述转轴另一端的外侧；

第一静环，其与所述动环之间形成多相介质液模密封；

密封腔，其用于容纳密封介质；

所述动环和第一静环位于所述密封腔内；

在所述转轴处于柔性状态下，根据所述动环的轴向位移和所述第一静环的轴向位移的比较，判断所述多相介质液模密封的密封性；

检测所述转轴在不设所述多相介质液模密封情况下的临界数据、以及所述转轴在设有所述多相介质液模密封情况下的临界数据，判断所述多相介质液模密封对所述转轴的柔性状态的影响。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，还包括用于检测所述转轴远离所述驱动电机一端径向位移的第一检测器；在所述转轴加速情况下，通过所述第一检测器检测数值的变化情况，确定所述转轴的临界数据。

3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，在所述转轴处于柔性状态下，所述转轴发生挠曲变形，所述动环以所述转轴的涡动频率产生角向的偏摆；通过所述第一检测器检测的径向位移和所述转轴的挠曲变形公式可求得所述动环的轴向位移。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，还包括用于检测第一静环轴向位移的第二检测器，将获得的所述动环的轴向位移和所述第二检测器检测数据进行比较，判断所述第一静环的追随性。

5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，还包括与所述第一静环固设的第一静环座、用于检测第一静环轴向位移的第二检测器、与所述第二检测器相匹配设置的第二感应片；所述第二感应片固设在所述第一静环座上，所述第二检测器与所述转轴平行设置。

6.根据权利要求5所述的试验装置，其特征在于，还包括第二静环，其与所述动环之间形成摩擦密封；在所述转轴处于柔性状态下，根据所述动环的轴向位移和所述第二静环的轴向位移的比较，判断所述摩擦密封的密封性。

7.一种如权利求1至6任一项所述的多相介质液膜密封-柔性转子交互响应试验装置的试验方法，其特征在于，具有下述步骤：

S10.在不设多相介质液模密封情况下，检测所述转轴的第一临界数据；

S20.安装设置形成所述多相介质液模密封；

S30.控制所述转轴加速，在所述转轴处于柔性状态下，将获得的所述动环的轴向位移的动态数据和所述第一静环的轴向位移的动态数据进行比较，研究所述第一静环对所述动环的轴向偏移的追随性，进而判断所述多相介质液模密封的密封性。

8.根据权利要求7所述的试验方法，其特征在于，在步骤S10中，通过控制所述转轴在不同加速度下进行多次试验，检测在临界转速情况下，所述转轴的不同振幅；选定合适的振幅对应的加速度，作为步骤S30中的加速度。

9.根据权利要求8所述的试验方法，其特征在于，将选定的加速度对应的步骤S10中的临界数据和步骤S30中的临界数据进行比较，判断所述多相介质液模密封对所述转轴的柔性状态的影响。

10.根据权利要求7所述的试验方法，其特征在于，所述试验装置还包括第一静环组件，所述第一静环组件套设在所述转轴的外侧、且可拆卸的设在所述密封腔的壳体上，所述第一静环组件具有第一静环；选定的合适的振幅小于所述转轴与所述第一静环组件之间的间距。