CN213274739U - 一种釜用静压干气密封试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种釜用静压干气密封试验装置，包括台架、电机、密封腔模拟装置、平衡罐装置和缓冲罐装置；密封腔模拟装置上开设有密封液进口、密封液出口、密封气进口和密封气出口并安装有测温模块，平衡罐装置上开设有进液口和出液口并安装有4个电磁阀，缓冲罐装置上开设有出气口并安装有1个电磁阀；密封液进口与出液口连接，密封液出口与进液口连接，密封气进口与出气口连接，密封气出口处安装有换热器；通过测温模块及安装在密封液出口处压力变送器的测量值可以控制5个电磁阀的开启状态，从而实现控制的目的；本实用新型可以模拟釜内温度及压力的动态变化、准确测量动态变化状态下的气体泄漏量和实时监测端面的开启状况。

Description

一种釜用静压干气密封试验装置

技术领域

本实用新型涉及机械密封检测试验装置，尤其涉及一种釜用静压干气密封试验装置。

背景技术

机械密封是一种旋转机械的轴封装置，常用于离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备中；由于传动轴贯穿在设备内外，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄漏，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄漏，因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置，机械密封则是这些设备最主要的轴封方式；而对于制药、食品等行业的反应釜在生产过程中有洁净度要求，常规机械密封在运转过程中产生的磨料掉入釜内会污染釜内介质，无磨屑产生的静压干气密封此时就成为一种好的解决办法。

衡量机械密封的主要性能指标是密封特性和使用寿命，因此常规机械密封试验装置的设计主要考虑的是如何收集泄漏的隔离液和准确测量密封端面的磨损量；静压干气密封试验装置的设计则需要考虑如何准确测量耗气量和测定静压干气密封的工作稳定性；耗气量是指单位时间内通过密封端面泄漏到介质侧和非介质侧的气体体积总和，在新产品设计时通常还要测定非介质侧的气体体积流量；静压干气密封的工作稳定性是指在实际运行过程中静压干气密封始终保持端面开启的能力。

由于反应釜在实际运行过程中的温度和压力会处于动态变化的过程，因此试验台应能实现模拟釜内温度及压力的动态变化、准确测量动态变化状态下的气体泄漏量和实时判断运行过程中端面的开启状况；而常规机械密封试验装置则无法实现上述目的。

发明内容

针对常规机械密封试验装置不能模拟釜内温度及压力的动态变化、无法准确测量动态变化状态下的气体泄漏量和无法实时判断运行过程中端面的开启状况，本实用新型提供一种釜用静压干气密封试验装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种釜用静压干气密封试验装置包括台架、安装于台架内的电机、安装于台架上方的密封腔模拟装置和安装于台架外的平衡罐装置及缓冲罐装置，其特征在于：所述密封腔模拟装置包括轴套、连接组块、密封轴、冷却夹套、轴承组件、前端封堵用机械密封装置、下筒体、连接法兰、密封座和上筒体，所述轴套套装在所述电机主轴上方，所述连接组块固定套装在所述轴套上方，所述密封轴固定套装在所述连接组块上方，所述冷却夹套套装在所述轴套上并固定安装在所述台架上方，所述轴承组件安装在所述冷却夹套与所述轴套间形成的环形腔内，所述下筒体固定安装在所述冷却夹套上方，所述前端封堵用机械密封装置安装在所述下筒体与所述轴套间形成的环形腔内且位于所述下筒体与所述连接组块之间，所述连接法兰固定安装在所述下筒体上方，所述密封座固定安装在所述连接法兰上方，所述上筒体固定安装在所述密封座上方，被测密封装置固定安装在所述密封座上且位于所述上筒体内，所述下筒体上开设有密封液进口和排空口，所述密封座上开设有密封气进口和密封液出口，所述密封座上安装有测温模块，所述上筒体上开设有密封气出口。

进一步地，所述测温模块包括引线密封装置、安装在所述被测密封装置的静环外径靠近密封端面处的热电偶一和安装在所述密封座内径远离密封端面处的热电偶二，所述引线密封装置由密封外壳、引线一、引线二和胶体填充物组成，所述热电偶一与所述引线一连接，所述热电偶二与所述引线二连接。

进一步地，所述平衡罐装置包括平衡罐和管路组一，所述平衡罐由罐体一、开设在罐体一顶端的排气口一及控压口、开设在罐体一上部侧面上的补液口、开设在罐体一中部侧面上的进液口、开设在罐体一下部侧面上的出液口、安装在罐体一下部侧面上的接触式电加热器、安装在罐体一内部的冷却盘管、开设在罐体一底端的排液口一和开设在罐体一底端的冷却盘管进口及冷却盘管出口组成，所述管路组一由安装在所述罐体一顶端的安全阀一、安装在所述排气口一处的常闭式手动截止阀一、安装在所述控压口处的电磁阀一及电磁阀二、安装在所述补液口处的常闭式手动截止阀二、安装在所述进液口处的管路一、安装在所述出液口处的管路二、安装在所述排液口一处的常闭式手动截止阀三、安装在所述冷却盘管进口处的电磁阀三和安装在所述冷却盘管出口处的电磁阀四组成，所述电磁阀一的另一端与真空源连通，所述电磁阀二的另一端与高压源连通，所述常闭式手动截止阀二的另一端与供液源连通，所述电磁阀三的另一端与冷却水源连通，所述管路一的另一端与所述密封液出口连通并从所述进液口开始在所述管路一上依次安装有常开式手动截止阀一及压力变送器，所述管路二的另一端与所述密封液进口连通并在所述管路二上安装有常开式手动截止阀二。

进一步地，所述缓冲罐装置包括缓冲罐和管路组二，所述缓冲罐由罐体二、开设在罐体二顶端的排气口二、开设在罐体二上部侧面上的出气口、开设在罐体二下部侧面上的进气口和开设在罐体二底端的排液口二组成，所述管路组二由安装在所述罐体二顶端的安全阀二、安装在所述排气口二处的常闭式手动截止阀四、安装在所述出气口处的管路三、安装在所述进气口处的常闭式手动截止阀五和安装在所述排液口二处的常闭式手动截止阀六组成，所述常闭式手动截止阀五的另一端与供气源连通，所述管路三与所述密封气进口连通并从所述出气口开始在所述管路三上依次安装有常开式手动截止阀三、过滤器、气体体积流量计一、电磁阀五和压力表。

进一步地，所述密封气出口处安装有管路四，从密封气出口开始在所述管路四上依次安装有换热器和气体体积流量计二。

本实用新型的有益效果是：（1）热电偶一可以实时监测密封端面处的温度，热电偶二可以实时监测密封腔模拟装置内密封液的温度；当热电偶一测量的温度高于热电偶二测量的温度时说明被测密封装置密封端面间有摩擦生热，即被测密封装置密封端面未打开；当热电偶一测量的温度不高于热电偶二测量的温度时说明被测密封装置密封端面无摩擦生热，即被测密封装置密封端面处于打开状态；从而判断被测密封装置的工作状态。

（2）压力变送器可以实时监测密封腔模拟装置内密封液的压力并传送至控制系统；当压力变送器测量的压力低于试验压力时，通过控制系统打开电磁阀二连通高压源与平衡罐装置，即可提高平衡罐装置和密封腔模拟装置内密封液的压力；当压力变送器测量的压力高于试验压力时，通过控制系统打开电磁阀一连通真空源与平衡罐装置，即可降低平衡罐装置和密封腔模拟装置内密封液的压力。

（3）热电偶二可以实时监测密封腔模拟装置内密封液的温度并传送至控制系统；当热电偶二测量的温度高于试验温度时，通过控制系统打开电磁阀三和电磁阀四连通冷却水源与冷却盘管，即可降低平衡罐装置和密封腔模拟装置内密封液的温度；当热电偶二测量的温度低于试验温度时，通过控制系统运行接触式加热器，即可提高平衡罐装置和密封腔模拟装置内密封液的温度。

（4）为控制静压干气密封的泄漏量，通常会根据密封腔模拟装置内密封液的压力实时控制密封气进口处的压力，保证密封气进口处的压力在计算范围内；在缓冲罐装置与密封气进口之间安装电磁阀五，根据压力变送器测量的压力值通过控制系统控制电磁阀五的开启程度，确保密封气进口处的压力在计算范围内。

（5）气体体积流量计一安装在缓冲罐装置和电磁阀五之间，可以有效排除密封腔模拟装置内密封液压力变化对气体体积流量计的影响，保证测量的准确度；在密封气出口与气体体积流量计二间安装换热器，可以有效排除密封腔模拟装置内密封液温度变化对气体体积流量计的影响，保证测量的准确度。

附图说明

图1为本实用新型一种釜用静压干气密封试验装置结构示意图。

图2为本实用新型一种釜用静压干气密封试验装置的密封腔模拟装置结构示意图。

图3为本实用新型一种釜用静压干气密封试验装置的测温模块结构示意图。

图4为本实用新型一种釜用静压干气密封试验装置的平衡罐装置结构示意图。

图5为本实用新型一种釜用静压干气密封试验装置的缓冲罐装置结构示意图。

图6为本实用新型一种釜用静压干气密封试验装置的密封气出口处结构示意图。

具体实施方式

现将参考附图更全面地描述示例实施例。

本实用新型一种釜用静压干气密封试验装置包括台架2、安装于台架2内的电机1、安装于台架2上方的密封腔模拟装置3和安装于台架2外的平衡罐装置5及缓冲罐装置4，其特征在于：所述密封腔模拟装置3包括轴套311、连接组块310、密封轴308、冷却夹套301、轴承组件302、前端封堵用机械密封装置304、下筒体303、连接法兰305、密封座306和上筒体309，所述轴套311套装在所述电机1主轴上方，所述连接组块310固定套装在所述轴套311上方，所述密封轴308固定套装在所述连接组块310上方，所述冷却夹套301套装在所述轴套311上并固定安装在所述台架2上方，所述轴承组件302安装在所述冷却夹套301与所述轴套311间形成的环形腔内，所述下筒体303固定安装在所述冷却夹套301上方，所述前端封堵用机械密封装置304安装在所述下筒体303与所述轴套311间形成的环形腔内且位于所述下筒体303与所述连接组块310之间，所述连接法兰305固定安装在所述下筒体303上方，所述密封座306固定安装在所述连接法兰305上方，所述上筒体309固定安装在所述密封座306上方，被测密封装置307固定安装在所述密封座306上且位于所述上筒体309内，所述下筒体303上开设有密封液进口30302和排空口30301，所述密封座306上开设有密封气进口30601和密封液出口30602，所述密封座306上安装有测温模块30603，所述上筒体309上开设有密封气出口30901。

进一步地，所述测温模块30603包括引线密封装置306033、安装在所述被测密封装置307的静环30701外径靠近密封端面30702处的热电偶一306031和安装在所述密封座306内径远离密封端面30702处的热电偶二306032，所述引线密封装置306033由密封外壳3060334、引线一3060332、引线二3060331和胶体填充物3060333组成，所述热电偶一306031与所述引线一3060332连接，所述热电偶二306032与所述引线二3060331连接。

进一步地，所述平衡罐装置5包括平衡罐517和管路组一500，所述平衡罐517由罐体一51705、开设在罐体一51705顶端的排气口一51702及控压口51701、开设在罐体一51705上部侧面上的补液口51703、开设在罐体一51705中部侧面上的进液口51704、开设在罐体一51705下部侧面上的出液口51707、安装在罐体一51705下部侧面上的接触式电加热器51706、安装在罐体一51705内部的冷却盘管51708、开设在罐体一51705底端的排液口一51710和开设在罐体一51705底端的冷却盘管进口51709及冷却盘管出口51711组成，所述管路组一500由安装在所述罐体一51705顶端的安全阀一515、安装在所述排气口一51702处的常闭式手动截止阀一516、安装在所述控压口51701处的电磁阀一511及电磁阀二512、安装在所述补液口51703处的常闭式手动截止阀二510、安装在所述进液口51704处的管路一507、安装在所述出液口51707处的管路二505、安装在所述排液口一51710处的常闭式手动截止阀三503、安装在所述冷却盘管进口51709处的电磁阀三502和安装在所述冷却盘管出口51711处的电磁阀四518组成，所述电磁阀一511的另一端与真空源513连通，所述电磁阀二512的另一端与高压源514连通，所述常闭式手动截止阀二510的另一端与供液源509连通，所述电磁阀三502的另一端与冷却水源501连通，所述管路一507的另一端与所述密封液出口30602连通并从所述进液口51704开始在所述管路一507上依次安装有常开式手动截止阀一506及压力变送器508，所述管路二505的另一端与所述密封液进口30302连通并在所述管路二505上安装有常开式手动截止阀二504。

进一步地，所述缓冲罐装置4包括缓冲罐402和管路组二400，所述缓冲罐402由罐体二40203、开设在罐体二40203顶端的排气口二40205、开设在罐体二40203上部侧面上的出气口40204、开设在罐体二40203下部侧面上的进气口40202和开设在罐体二40203底端的排液口二40201组成，所述管路组二400由安装在所述罐体二40203顶端的安全阀二404、安装在所述排气口二40205处的常闭式手动截止阀四403、安装在所述出气口40204处的管路三408、安装在所述进气口40202处的常闭式手动截止阀五412和安装在所述排液口二40201处的常闭式手动截止阀六401组成，所述常闭式手动截止阀五412的另一端与供气源411连通，所述管路三408与所述密封气进口30601连通并从所述出气口40204开始在所述管路三408上依次安装有常开式手动截止阀三410、过滤器405、气体体积流量计一409、电磁阀五406和压力表407。

进一步地，所述密封气出口30901处安装有管路四30904，从密封气出口30901开始在所述管路四30904上依次安装有换热器30902和气体体积流量计二30903。

结合图2进一步说明：在正常试验开始前，用螺堵将所述排空口30301堵死，从而在所述下筒体303与所述前端封堵用机械密封装置304间、所述连接法兰305与所述连接组块310及所述密封轴308间和所述密封座306与所述密封轴308及所述被测密封装置307间形成一个密封液腔室；当试验结束后，将螺堵拆下即可排空密封液腔室内的密封液。

结合图1~图6进一步说明本实用新型的控制运行过程：当所述热电偶一306031测得的温度高于所述热电偶二306032测得的温度时，通过控制系统警示操作人员设备工作异常；当所述热电偶二306032测得的温度高于试验温度时，通过控制系统打开所述电磁阀三502和电磁阀四518，连通所述冷却盘管51708与所述冷却水源501，降低所述平衡罐装置5和密封腔模拟装置3内密封液的温度；当所述热电偶二306032测得的温度低于试验温度时，通过控制系统运行所述接触式电加热器51706，提高所述平衡罐装置5和密封腔模拟装置3内密封液的温度；当所述压力变送器508测量的压力高于试验压力时，通过控制系统打开所述电磁阀一511，连通所述平衡罐装置5与所述真空源513，降低所述平衡罐装置5和密封腔模拟装置3内密封液的压力；当所述压力变送器508测量的压力低于试验压力时，通过控制系统打开所述电磁阀二512，连通所述平衡罐装置5与所述高压源514，提高所述平衡罐装置5和密封腔模拟装置3内密封液的压力；当压力变送器508测量的压力发生变化时，通过控制系统实时调节所述电磁阀五406的开启程度，从而控制所述密封气进口30601处的压力。

Claims (5)

1.一种釜用静压干气密封试验装置，包括台架、安装于台架内的电机、安装于台架上方的密封腔模拟装置和安装于台架外的平衡罐装置及缓冲罐装置，其特征在于：所述密封腔模拟装置包括轴套、连接组块、密封轴、冷却夹套、轴承组件、前端封堵用机械密封装置、下筒体、连接法兰、密封座和上筒体，所述轴套套装在所述电机主轴上方，所述连接组块固定套装在所述轴套上方，所述密封轴固定套装在所述连接组块上方，所述冷却夹套套装在所述轴套上并固定安装在所述台架上方，所述轴承组件安装在所述冷却夹套与所述轴套间形成的环形腔内，所述下筒体固定安装在所述冷却夹套上方，所述前端封堵用机械密封装置安装在所述下筒体与所述轴套间形成的环形腔内且位于所述下筒体与所述连接组块之间，所述连接法兰固定安装在所述下筒体上方，所述密封座固定安装在所述连接法兰上方，所述上筒体固定安装在所述密封座上方，被测密封装置固定安装在所述密封座上且位于所述上筒体内，所述下筒体上开设有密封液进口和排空口，所述密封座上开设有密封气进口和密封液出口，所述密封座上安装有测温模块，所述上筒体上开设有密封气出口。

2.根据权利要求1所述的一种釜用静压干气密封试验装置，其特征在于：所述测温模块包括引线密封装置、安装在所述被测密封装置的静环外径靠近密封端面处的热电偶一和安装在所述密封座内径远离密封端面处的热电偶二，所述引线密封装置由密封外壳、引线一、引线二和胶体填充物组成，所述热电偶一与所述引线一连接，所述热电偶二与所述引线二连接。

3.根据权利要求1所述的一种釜用静压干气密封试验装置，其特征在于：所述平衡罐装置包括平衡罐和管路组一，所述平衡罐由罐体一、开设在罐体一顶端的排气口一及控压口、开设在罐体一上部侧面上的补液口、开设在罐体一中部侧面上的进液口、开设在罐体一下部侧面上的出液口、安装在罐体一下部侧面上的接触式电加热器、安装在罐体一内部的冷却盘管、开设在罐体一底端的排液口一和开设在罐体一底端的冷却盘管进口及冷却盘管出口组成，所述管路组一由安装在所述罐体一顶端的安全阀一、安装在所述排气口一处的常闭式手动截止阀一、安装在所述控压口处的电磁阀一及电磁阀二、安装在所述补液口处的常闭式手动截止阀二、安装在所述进液口处的管路一、安装在所述出液口处的管路二、安装在所述排液口一处的常闭式手动截止阀三、安装在所述冷却盘管进口处的电磁阀三和安装在所述冷却盘管出口处的电磁阀四组成，所述电磁阀一的另一端与真空源连通，所述电磁阀二的另一端与高压源连通，所述常闭式手动截止阀二的另一端与供液源连通，所述电磁阀三的另一端与冷却水源连通，所述管路一的另一端与所述密封液出口连通并从所述进液口开始在所述管路一上依次安装有常开式手动截止阀一及压力变送器，所述管路二的另一端与所述密封液进口连通并在所述管路二上安装有常开式手动截止阀二。

4.根据权利要求1所述的一种釜用静压干气密封试验装置，其特征在于：所述缓冲罐装置包括缓冲罐和管路组二，所述缓冲罐由罐体二、开设在罐体二顶端的排气口二、开设在罐体二上部侧面上的出气口、开设在罐体二下部侧面上的进气口和开设在罐体二底端的排液口二组成，所述管路组二由安装在所述罐体二顶端的安全阀二、安装在所述排气口二处的常闭式手动截止阀四、安装在所述出气口处的管路三、安装在所述进气口处的常闭式手动截止阀五和安装在所述排液口二处的常闭式手动截止阀六组成，所述常闭式手动截止阀五的另一端与供气源连通，所述管路三与所述密封气进口连通并从所述出气口开始在所述管路三上依次安装有常开式手动截止阀三、过滤器、气体体积流量计一、电磁阀五和压力表。

5.根据权利要求1所述的一种釜用静压干气密封试验装置，其特征在于：所述密封气出口处安装有管路四，从密封气出口开始在所述管路四上依次安装有换热器和气体体积流量计二。

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