专利名称：一种实现冷热冲击的机械密封试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械密封试验技术领域，尤其涉及一种适用于核电站泵的实现冷 热冲击的机械密封试验装置。
背景技术：
机械密封组件对于核级泵的长周期安全运行至关重要。通过工业化实验，可以证 实核级泵用机械密封产品在正常和事故荷载运行时能够随泵执行预期的安全功能，从而确 保核电站安全目标的实现。目前，对于机械密封的型式试验，广泛采用100小时试验装置，即按照GB/ T14211-1993《机械密封试验方法》的规定进行。该试验方法已经不能适应核电站泵用机械 密封的要求。核级泵机械密封需要的鉴定试验内容包括基准试验与检查、极限试验、性能随 时间变化试验与事故试验，其中的事故试验包括冷热冲击试验。这就需要设计适应核电站泵用机械密封试验的试验装置。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种实现冷热冲击的机械密封试验装置，用于试验核级 泵用机械密封的综合性能。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下—种实现冷热冲击的机械密封试验装置，包括大储液罐、第一气动阀、循环泵、第 二气动阀、冷冻机、第三气动阀、加压泵站、油循环泵、油箱、电子天平及检漏装置、冷却器、 机械密封及安装腔体、联轴器、变速电机、第四气动阀、第五气动阀和小储罐；变速电机通过 联轴器与机械密封及安装腔体的转动轴相连接；冷却器与电子天平及检漏装置通过管路串 联并与机械密封及安装腔体底部相连接；油箱和油循环泵通过管路串联并与机械密封及安 装腔体两端的轴承相连接；循环泵的入口端通过管路连接到大储液罐的底部；循环泵的出 口设有三通管路，其中一路经第一气动阀回到大储液罐的顶端，另一路经第二气动阀后，与 机械密封及安装腔体入口端的公共管路相连接；冷冻机的入口端通过管路连接到小储罐的 底部；第三气动阀设在冷冻机的出口处，第三气动阀的出口管路连有三通管路，直接串联并 入机械密封及安装腔体的入口端公共管路；机械密封及安装腔体的入口端公共管路串有一 个三通管路，该三通的出口管路连接至小储罐；机械密封及安装腔体的出口端公共管路设 置在机械密封及安装腔体的上方，该公共管路通过三通管路形成两条回流支路，其中一条 回流支路经第四气动阀连接到大储液罐，另一条回流支路经第五气动阀连接到小储罐；加 压泵站的出口管路经三通管路分成两支，分别连接到大储液罐和小储罐的顶端。本实用新型的有益效果是该装置可以进行广200摄氏度内的冷、热冲击，检验在 冷热冲击下机械密封的泄漏量，试验机械密封的抗热裂性能。
图1是本实用新型实现冷热冲击的机械密封试验装置的结构示意图。图中1.大储液罐，2.第一气动阀，3.循环泵，4.第二气动阀，5.冷冻机，6.第三 气动阀，7.加压泵站，8.油循环泵，9.油箱，10.电子天平及检漏装置，11.冷却器，12.机械 密封及安装腔体，13.联轴器，14.变速电机，15.第四气动阀，16.第四气动阀，17.小储罐。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明。如图1所示，本实用新型实现冷热冲击的机械密封试验装置，包括大储液罐1、第 一气动阀2、循环泵3、第二气动阀4、冷冻机5、第三气动阀6、加压泵站7、油循环泵8、油箱 9、电子天平及检漏装置10、冷却器11、机械密封及安装腔体12、联轴器13、变速电机14、第 四气动阀15、第五气动阀16和小储罐17 ；变速电机14通过联轴器13与机械密封及安装腔 体12的转动轴相连接；冷却器11与电子天平及检漏装置10通过管路串联并与机械密封及 安装腔体12底部相连接；油箱9和油循环泵8通过管路串联并与机械密封及安装腔体12 两端的轴承相连接；循环泵3的入口端通过管路连接到大储液罐1的底部；循环泵3的出 口设有三通管路，其中一路经第一气动阀2回到大储液罐1的顶端，另一路经第二气动阀4 后，与机械密封及安装腔体12入口端的公共管路相连接；冷冻机5的入口端通过管路连接 到小储罐17的底部；第三气动阀6设在冷冻机5的出口处，第三气动阀6的出口管路连有 三通管路，直接串联并入机械密封及安装腔体12的入口端公共管路；机械密封及安装腔体 12的入口端公共管路串有一个三通管路，该三通的出口管路连接至小储罐17 ；机械密封及 安装腔体12的出口端公共管路设置在机械密封及安装腔体12的上方，该公共管路通过三 通管路形成两条回流支路，其中一条回流支路经第四气动阀15连接到大储液罐1，另一条 回流支路经第五气动阀16连接到小储罐17 ；加压泵站7的出口管路经三通管路分成两支， 分别连接到大储液罐1和小储罐17的顶端。加压泵站7以及管路B1、C1、D1、E1、F1、G1组 成加压管路，提供试验时所要求的试验压力。变速电机14的转速通过变频器实现(TeOOOrpm范围内的调节，并通过联轴器13 与机械密封及安装腔体12的轴连接，由油循环泵8从油箱9抽送润滑油供给安装腔体两端 的轴承进行润滑；试验过程中可按要求调节不同转速；安装腔体下设有检漏口，通过管路 与冷却器11和电子天平及检漏装置10连接，冷却器11冷却机械密封泄漏下来的高温流体 后由检漏装置收集，通过电子天平称出泄漏量，读数传给中控机。检漏装置为密封腔体，密 封泄露出来的介质绝大部分会被收集起来，只有极少部分介质转化为气态散在空气中或凝 结在管路内。电子天平的测量精度为0. 1克，能比较准确的测出泄露量。试验过程中，有一路介质在密封腔体内的叶轮抽送下，从小储罐17出来，经过管 路节点M、N、0后进入冷冻机进行热量交换，冷冻机可将介质降为广5摄氏度，再经管路P、 Q、第三气动阀6、R、S、T后分成四路，经管路U、V、W、X进入机械密封及安装腔体12内对机 械密封进行冲洗，然后，经过管路节点J、I、H、第五气动阀16后，经管路K、L后返回小储罐 17完成一个循环。而且小储罐17内设置有电加热器，可将介质温度加热至200摄氏度。另一路介质从大储液罐1出来，经管路节点A、B后进入循环泵增压，然后从管路节 点C、D、第一气动阀2、E、F后返回大储液罐1，完成一个循环。大储液罐1内设置有电加热器，可将介质温度加热至200摄氏度。两个循环管路用第二气动阀4、第五气动阀16隔开。热冲击试验小储罐循环管路内的介质温度由冷冻机降至广5摄氏度，大循环管 路内的介质由电加热器加热至200摄氏度后，通过瞬间转换，第一气动阀2、第三气动阀6、 第四气动阀15关闭，第二气动阀4、第五气动阀16打开，使热介质流经大储液罐1、管路节 点A、B、循环泵3、C、D、R、S、T后，分为四路经管路U、V、W、X进入机械密封内，瞬间置换出 里面的冷介质，然后通过管路J、I、H、第四气动阀15、G、E、F后返回大储液罐1。冷冲击试验小储罐17内的介质由加热器加热至200摄氏度后，经管路M、N、Q、R、 S、T后分成四路，经管路U、V、W、X进入机械密封及安装腔体12内对机械密封进行冲洗，然 后，经过管路节点J、I、H、第五气动阀16后，经管路K、L后返回小储罐17完成热循环。同 时，大储液罐1内的室温介质(2(Γ25摄氏度)在管路节点A、B、循环泵3、C、D、第一气动阀 2、E、F管路内循环。通过瞬间转换，第一气动阀2、第三气动阀6、第五气动阀16关闭，第二 气动阀4、第四气动阀15打开，瞬间置换出里面的热介质，然后通过管路J、I、H、第四气动阀 15、G、E、F后返回大储液罐1。本实用新型的特点在于1、热循环管路与冷循环管路并列热循环管路一路介质从大储液罐1出来，经管路节点A、B后进入循环泵3增压， 然后从管路节点C、D、第一气动阀2、E、F后返回大储液罐1，完成热循环。冷循环管路一路介质在密封腔体内的叶轮抽送下，从小储罐17出来，经过管路 节点M、N、0后进入冷冻机5进行热量交换，冷冻机5可将介质降为广5摄氏度，再经管路 P、Q、第三气动阀6、R、S、T后分成四路，经管路U、V、W、X进入机械密封及安装腔体12内对 机械密封进行冲洗，然后，经过管路节点J、I、H、第五气动阀16后，经管路K、L后返回小储 罐17完成冷循环。2、可完成广200摄氏度范围内的冷、热冲击试验热冲击试验小储罐17循环管路内的介质温度由冷冻机5降至广5摄氏度，大循 环管路内的介质由电加热器加热至200摄氏度后，通过瞬间转换，第一气动阀2、第三气动 阀6、第四气动阀15关闭，第二气动阀4、第五气动阀16打开，使热介质流经大储液罐1、节 点A、B、循环泵3、C、D、R、S、T后，分为四路经管路U、V、W、X进入机械密封内，瞬间置换出 里面的冷介质，然后通过管路J、I、H、第四气动阀15、G、E、F后返回大储液罐1。冷冲击试验小储罐17内的介质由加热器加热至200摄氏度后，经管路M、N、Q、R、 S、T后分成四路，经管路U、V、W、X进入机械密封及安装腔体12内对机械密封进行冲洗，然 后，经过管路节点J、I、H、第五气动阀16后，经管路K、L后返回小储罐17完成热循环。同 时，大储液罐1内的室温介质(2(Γ25摄氏度)在节点Α、B、循环泵3、C、D、第一气动阀2、Ε、 F管路内循环。通过瞬间转换，第一气动阀2、第三气动阀6、第五气动阀16关闭，第二气动 阀4、第四气动阀15打开，瞬间置换出里面的热介质，然后通过管路J、I、H、第四气动阀15、 G、E、F后返回大储液罐1。3、可进行常温、高温耐久试验常温耐久试验常温介质在密封腔体内的叶轮抽送下，从小储罐17出来，经过管 路节点M、N、0后进入冷冻机5，再经管路P、Q、第三气动阀6、R、S、T后分成四路，经管路U、
5V、W、X进入机械密封及安装腔体12内对机械密封进行冲洗，然后，经过管路节点J、I、H、第 五气动阀16后，经管路K、L后返回小储罐17完成循环。机械密封运行发热会使得介质温 度升高，冷冻机5可将介质温度稳定在常温状态。高温耐久试验介质在大储液罐1内经电加热器升温，可升至200摄氏度，经过节 点A、B、循环泵3、C、D、R、S、T后，分为四路经管路U、V、W、X进入机械密封内，对机械密封 进行冲洗，然后通过管路J、I、H、第四气动阀15、G、E、F后返回大储液罐1。4、检测泄漏量装置准确度高冷却器11冷却机械密封泄漏下来的高温流体后由检漏装置收集，通过电子天平 称出泄漏量，读数传给中控机。检漏装置为密封腔体，密封泄露出来的介质绝大部分会被收 集起来，只有极少部分介质转化为气态散在空气中或凝结在管路内。电子天平的测量精度 为0.1克，能比较准确的测出泄露量。
权利要求1. 一种实现冷热冲击的机械密封试验装置，其特征在于该试验装置包括大储液罐 (1)、第一气动阀(2)、循环泵(3)、第二气动阀(4)、冷冻机(5)、第三气动阀(6)、加压泵站 (7)、油循环泵(8)、油箱(9)、电子天平及检漏装置(10)、冷却器(11)、机械密封及安装腔体 (12)、联轴器(13)、变速电机(14)、第四气动阀(15)、第五气动阀(16)和小储罐(17)；变速 电机(14)通过联轴器(13)与机械密封及安装腔体(12)的转动轴相连接；冷却器(11)与 电子天平及检漏装置(10)通过管路串联并与机械密封及安装腔体(12)底部相连接；油箱 (9)和油循环泵(8)通过管路串联并与机械密封及安装腔体(12)两端的轴承相连接；循环 泵(3)的入口端通过管路连接到大储液罐(1)的底部；循环泵(3)的出口设有三通管路，其 中一路经第一气动阀(2)回到大储液罐(1)的顶端，另一路经第二气动阀(4)后，与机械密 封及安装腔体(12)入口端的公共管路相连接；冷冻机(5)的入口端通过管路连接到小储罐 (17)的底部；第三气动阀(6)设在冷冻机(5)的出口处，第三气动阀(6)的出口管路连有三 通管路，直接串联并入机械密封及安装腔体(12)的入口端公共管路；机械密封及安装腔体 (12)的入口端公共管路串有一个三通管路，该三通的出口管路连接至小储罐(17)；机械密 封及安装腔体(12)的出口端公共管路设置在机械密封及安装腔体(12)的上方，该公共管 路通过三通管路形成两条回流支路，其中一条回流支路经第四气动阀(15)连接到大储液罐 (1)，另一条回流支路经第五气动阀(16)连接到小储罐(17);加压泵站(7)的出口管路经三 通管路分成两支，分别连接到大储液罐(1)和小储罐(17)的顶端。
专利摘要一种实现冷热冲击的机械密封试验装置涉及机械密封试验技术领域，该试验装置包括大储液罐(1)、第一气动阀(2)、循环泵(3)、第二气动阀(4)、冷冻机(5)、第三气动阀(6)、加压泵站(7)、油循环泵(8)、油箱(9)、电子天平及检漏装置(10)、冷却器(11)、机械密封及安装腔体(12)、联轴器(13)、变速电机(14)、第四气动阀(15)、第五气动阀(16)和小储罐(17)。本实用新型的有益效果是该装置可以同时进行1~200摄氏度内的冷、热冲击，检验在冷热冲击下机械密封的泄漏量，试验机械密封的抗热裂性能。
文档编号G01M3/26GK201897523SQ20112003181
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者曲广义, 祝甫光, 魏文亮 申请人:大连华阳光大密封有限公司