一种大轴径机械密封试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种机械密封试验装置，特别涉及一种大轴径机械密封试验装置。

背景技术：

干气密封即"干运转气体密封"是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴端密封，属于非接触密封，机械密封试验台是检验和研究干气密封性能的主要装置，主要分为卧式试验台和立式试验台。

如图4所示，试验干气密封21包括内圈23与外圈22，在外圈22上设置有密封气口24，使用时通过密封气口24通入密封气，然后在试验密封21的端面通入模拟介质气，通过测量模拟介质气的流量即可测试出试验密封21的密封性。

申请公布号为CN101718635A的专利公开了一种立式密封实验装置，包括电机台架，台架的上面固接有试验腔体套筒，台架内竖直设置有主轴，主轴的上端位于试验腔体套筒内，电机驱动主轴旋转，测试时，在试验腔体套筒内的主轴上套装相应的轴套，组成直径满足要求的试验轴，然后将试验件安装于改试验轴上，之后通过电机电动主轴旋转，然后进行测试。

但当待试验密封为轴径很大的干气密封件时，需要在主轴上套设很大的轴套，同时将试验密封套设在轴套上，但是，如此固定试验密封会在试验时受到轴套与主轴之间的定位精度加上轴套与试验密封之间定位精度的影响，因此为了保证整体定位精度符合要求，所需轴套与主轴之间定位精度以及试验密封与轴套之间的定位精度均较高，而且在试验密封轴径较大时微小的定位精度变化就会引起试验密封测试数据发生较大变化，因此对于大直径试验密封测试时的定位精度的要求越高，因此存在多个定位精度时试验密封安装定位困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种大轴径机械密封试验装置，具有安装试验密封时定位方便的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种大轴径机械密封试验装置，包括机架、设置在机架上的腔体，所述腔体中可拆卸连接有轴组件，试验密封的内圈固定在轴组件上，试验密封的外圈固定在腔体内壁上且试验密封的外圈与腔体的内壁贴合，所述机架上设置有用于驱动轴组件运转的驱动机构，所述腔体两端开口且在开口处设置有端盖，所述轴组件两端分别与端盖转动连接，所述腔体上设置有密封气进口与模拟介质气进口，所述密封气进口与位于腔体内的试验密封的密封气口连通，所述腔体内壁与试验密封端面和轴组件之间组成密封空间，所述模拟介质气进口与密封空间连通。

通过上述技术方案，测试时，通过密封气进口将密封气通入腔体内部的试验密封中，此时这些气体将从密封气口进入试验密封中，之后将模拟介质气体从模拟介质气进口通入腔体中，以使得模拟介质气体与试验密封的端面接触，然后通过驱动装置驱动轴组件旋转，此时从密封气口进入试验密封中的气体将在试验密封在两个密封面上产生了一个稳定的气膜，该气膜将阻塞了相对低压的模拟介质气体泄漏通道，实现了模拟介质气体的零泄漏或零逸出，通过测试模拟介质气体的流量即可测试出该试验密封的密封性能，测试时简单方便，同时，由于试验密封的外圈与腔体内壁贴合，因此试验密封是通过外圈与腔体内壁的贴合以实现径向定位，因此在定位时仅需要控制试验密封的外圈与腔体内壁之间的定位精度即可，相较于考虑多个定位精度，一个定位精度的要求使得试验密封在定位时更加方便简单，同时，试验密封的转动部件基本上都是组合件，由于设计水平与制造能力的差异，最终装配后的转动组件能达到的动平衡精度往往参差不齐。因此，对于悬臂式密封试验装置，其在进行高转速密封试验时，往往受限于动平衡精度的差异，无法保证每套密封都能达到要求的试验转速。本试验装置的基本结构由悬臂式结构改为双支撑结构，完全改变了整个试验装置的动力特性，大大降低了密封转动件的动平衡精度对轴组件的影响，提高了高转速密封在满足试验转速方面的符合性。

优选的，所述轴组件上沿着轴组件的外壁设置有抵触凸台，内圈的一端端面与抵触凸台抵触，所述轴组件上可拆卸连接有压套，所述压套与内圈远离抵触凸台端抵触。

通过上述技术方案，使用时，试验密封的内圈的两端分别与抵触凸台和压套抵触，通过抵触凸台与压套对试验密封进行轴向定位，当轴组件旋转时，轴组件将带动内圈一起运动，同时由于外圈与腔体固定在一起，因此即可使得试验密封产生运动，方便测试的进行，由于试验密封的轴向定位是通过压套与抵触凸台夹紧定位的，因此试验密封的轴向定位对试验密封的径向定位没有影响，试验密封的径向定位对试验密封的轴向定位没有影响，因此试验密封的轴向定位与径向定位之间没有产生重复定位，更方便试验密封的定位。

优选的，所述腔体内壁上设置有测试槽，试验密封位于腔体内时，试验密封上的密封气口与测试槽正对，且试验密封的外圈与测试槽两侧的腔体内壁密封贴合，所述密封气进口与测试槽连通。

通过上述技术方案，为了方便主密封气进入密封气口中，在腔体内圈上设置有测试槽，通过使得测试槽与试验密封之间形成密闭空间以使得主密封气进入试验槽与试验密封之间，由于密封气口位于测试槽中，因此测试槽中的气体将可以方便进入密封气口中，方便试验的进行。

优选的，所述抵触凸台位于腔体沿腔体轴向的中间位置，所述轴组件两端均设置有压套，所述测试槽数量为两个，所述测试槽与试验密封一一对应且所述测试槽对称分布于抵触凸台的两端，所述密封空间由抵触凸台两端的两个试验密封靠近抵触凸台端的端面以及腔体内壁和轴组件外壁围成。

通过上述技术方案，为了提高试验效率，将测试槽的数量设置为两个，使用时，在腔体两端分别安装有试验密封，此时一次试验就可测量两个试验密封，同时，由于密封空间是由两个试验密封靠近抵触凸台端的端面以及腔体内壁和轴组件外壁围成，因此通入密封空间中的模拟介质气体将方便与试验密封端面接触以方便模拟真实泄露情况。

优选的，所述腔体靠近两端开口处环绕腔体内壁设置有环槽，所述环槽中插设有固定板，试验密封的外圈与固定板可拆卸连接。

通过上述技术方案，为了使得试验密封定位更准确，在腔体内壁上设置有环槽，使用时，在环槽中插入固定板，然后将固定板与试验密封的外圈连接即可。

优选的，所述腔体内部空间为圆柱状，所述环槽为圆环形，所述固定板数量为多个且多个固定板均位于环槽中时，相邻固定板端部之间存在间隙。

通过上述技术方案，为了方便将固定板从环槽中拆出，将固定板设置为多个，且在相邻固定板之间设置有间隙，此时需要拆卸试验密封时，可先将固定板方便拆卸，接着可以将试验密封从腔体开口处拆出。

优选的，所述环槽的底壁上设置有阻挡凸起，所述固定板上设置有供阻挡凸起插入的固定槽。

通过上述技术方案，由于试验密封的外圈与腔体内壁之间的定位是采用贴合定位的，因此当轴组件旋转时试验密封的外圈将与腔体内壁之间容易产生相对滑动，为了避免这种情况，在环槽中设置有阻挡凸起，同时在固定板上设置有固定槽，当固定板插入环槽中时，阻挡凸起将插入固定槽中，此时试验密封具有旋转的趋势时，会在阻挡凸起与固定槽的作用下避免试验密封的外圈与腔体内壁之间产生相对运动。

优选的，所述端盖上设置有用于检测轴组件径向跳动的震动传感器，所述机架上设置有用于接收震动传感器信号的控制盒，所述控制盒用于控制驱动机构启停。

通过上述技术方案，由于试验密封的直径较大，因此若安装不当，试验密封旋转时会产生较大的震动，使得试验密封以及轴组件损坏，为了有效预防这种情况的发生，在端盖上设置有震动传感器，控制盒实时分析震动传感器的数据，当轴组件震动超过预设值时，控制盒将控制驱动机构关闭，以保护试验密封与轴组件，整个过程自动控制，不需要人工操作，因此响应速率快，安全性更高。

优选的，所述驱动机构包括电机，所述轴组件与电机的输出轴之间通过梅花形弹性联轴器可拆卸连接。

通过上述技术方案，由于需要频繁更换试验密封，因此需要频繁将轴组件与电机分开，通过梅花形弹性联轴器可以方便电机的输出轴与轴组件之间的安装与拆卸。

优选的，所述机架上设置有用于支撑腔体的支撑座，所述腔体通过螺栓固定支撑座上，所述腔体上设置有用于将腔体从支撑座上吊起的吊环。

通过上述技术方案，通过支撑座可使得腔体稳固的固定在机架上，方便试验的平稳进行，通过吊环可以将腔体方便的从支撑座上拆卸，由于腔体与支撑座之间是可以分离的，因此，试验密封往腔体内的安装可以脱离机架单独进行，且安装方向可以任意调整，给大型密封试验件的安装带来极大方便。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：

（1） 由于腔体与试验密封之间的径向定位是有试验密封的外圈与腔体内壁接触进行定位的，因此径向的定位精度仅需要控制这一个定位精度就行，定位精度方便控制，也使得试验密封方便安装定位；

（2） 由于试验密封往腔体内的安装可以脱离机架单独进行，且安装方向可以任意调整，因此给大型密封试验件的安装带来极大方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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为实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的放大视图，主要突出阻挡凸起与固定槽的结构；

图3为腔体的局部剖视图；

图4为试验密封的结构示意图。

附图标记：1、机架；2、腔体；3、轴组件；4、端盖；5、密封气进口；6、模拟介质气进口；7、密封空间；8、抵触凸台；9、压套；10、测试槽；11、环槽；12、固定板；13、阻挡凸起；14、固定槽；15、震动传感器；16、控制盒；17、电机；18、梅花形弹性联轴器；19、支撑座；20、吊环；21、试验密封；22、外圈；23、内圈；24、密封气口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1、2所示，一种大轴径机械密封试验装置，包括机架1和设置在机架1上的腔体2，在腔体2中可拆卸连接有轴组件3，在机架1上设置有电机17，通过电机17驱动轴组件3转动，在测试时，将试验密封21的内圈23固定在轴组件3上，将试验密封21的外圈22固定在腔体2内壁上且使得试验密封21的外圈22与腔体2的内壁贴合，之后通过轴组件3带动试验密封21的内圈23旋转即可使得试验密封21处于工作的状态，方便对试验密封21进行检测。

如图3、4所示，其中，腔体2为圆柱状，腔体2的内部空间也为圆柱状，且腔体2的两端均开口设置，同时在开口处设置有端盖4，轴组件3与端盖4之间转动连接，使用时，将轴组件3的两端分别与端盖4可拆卸连接，需要安装或者取放试验密封21时，将轴组件3与端盖4分开即可。为了方便检测试验密封21的密封性，在腔体2上设置有密封气进口5与模拟介质气进口6，其中，密封气进口5与试验密封21的密封气口24连通，腔体2内壁与试验密封21端面和轴组件3之间组成密封空间7，模拟介质气进口6与密封空间7连通。

测试时，通过密封气进口5将密封气通入腔体2内部的试验密封21中，此时这些气体将从密封气口24进入试验密封21中，之后将模拟介质气体从模拟介质气进口6通入密封空间7中，然后密封空间7中的气体将与试验密封21的端面接触，以模拟真实实用环境，然后通过驱动装置驱动轴组件3旋转，此时从密封气口24进入试验密封21中的气体将在试验密封21在两个密封面上产生了一个稳定的气膜，该气膜将阻塞了相对低压的模拟介质气体泄漏通道，实现了模拟介质气体的零泄漏或零逸出，通过测试模拟介质气体的流量即可测试出该试验密封21的密封性能，测试时简单方便。

如图1、3所示，其中，轴组件3为圆柱状，在轴组件3上沿着轴组件3的外壁设置有圆环状的抵触凸台8，抵触凸台8位于轴组件3的中间段上，测试时，可以通过腔体2两端开口分别在轴组件3两端套设实验密封，可在一次试验中测试两个试验密封21的密封性，当将试验密封21安装在轴组件3上时，内圈23的一端端面与抵触凸台8抵触，在轴组件3两端均通过螺栓可拆卸连接有压套9，压套9将与内圈23远离抵触凸台8端抵触，使得试验密封21的内圈23被压紧在抵触凸台8与压套9之间。

其中，在腔体2内壁上设置有测试槽10，测试槽10为圆环状，位于腔体2的两端位置，密封气进口5与测试槽10连通，当试验密封21位于腔体2内时，试验密封21上的密封气口24与测试槽10正对，为了避免通入测试槽10中的气体从测试槽10两侧泄露，使得试验密封21的外圈22与测试槽10两侧的腔体2内壁密封贴合，本实用新型的试验密封21的外圈22上设置有多圈橡胶密封圈，当将试验密封21与腔体2内壁贴合时，橡胶密封圈刚好将外圈22与腔体2之间密封，且此时橡胶密封圈位于测试槽10两侧，因此测试槽10中的气体不易泄露，其中，测试槽10数量为两个，使用时，测试槽10与试验密封21一一对应，密封空间7由抵触凸台8两端的两个试验密封21靠近抵触凸台8端的端面以及腔体2内壁和轴组件3外壁围成，此时向密封空间7中通入气体时，这些气体将与两个试验密封21的端面接触，只需要一个模拟介质气进口6即可完成两个试验密封21的测试工作。

如图2、3所示，为了方便将外圈22与腔体2固定在一起，在腔体2靠近两端开口处环绕腔体2内壁设置有环槽11，在环槽11中插设有多块固定板12，环槽11为圆环形，固定板12数量为多个且多个固定板12均位于环槽11中时，相邻固定板12端部之间存在间隙，固定试验密封21时，试验密封21的外圈22与固定板12通过螺栓可拆卸连接，由于试验密封21的外圈22与腔体2内壁之间的定位是采用贴合定位的，因此当轴组件3旋转时试验密封21的外圈22将与腔体2内壁之间容易产生相对滑动，为了避免这种情况，在环槽11的底壁上设置有阻挡凸起13，固定板12上设置有供阻挡凸起13插入的固定槽14，当固定板12插入环槽11中时，阻挡凸起13将插入固定槽14中。

如图1、3所示，其中，在端盖4上设置有震动传感器15，通过震动传感器15来检测轴组件3的径向跳动，以避免测试密封没有安装好时使得轴组件3跳动幅度大从而损坏轴组件3的情况，在机架1上设置有控制盒16，控制盒16实时分析震动传感器15的数据，当轴组件3震动超过预设值时，控制盒16将控制驱动机构。

如图1所示，其中，由于需要频繁更换试验密封21，因此需要频繁将轴组件3与电机17分开，因此使得轴组件3与电机17的输出轴之间通过梅花形弹性联轴器18可拆卸连接，通过梅花形弹性联轴器18可以方便电机17的输出轴与轴组件3之间的安装与拆卸。

在机架1上设置有支撑座19，使用时，将腔体2通过螺栓固定支撑座19上，同时在腔体2上设置有吊环20，使用时可以方便将腔体2从支撑座19上吊离，方便安装测试密封。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。