一种用于回转机械转子测试的密封试验箱的制作方法

本发明属于回转式空气预热器领域，具体涉及一种用于回转机械转子测试的密封试验箱。

背景技术：

回转式空气预热器是一种主要用于火电厂的烟气与空气换热设备，其一般有以下几种形式：两分仓空气预热器——该型式空气预热器的受热面分为两部分，即空气侧和烟气侧；三分仓空气预热器——该型式空气预热器的受热面分为三部分，即一次风侧、二次风侧和烟气侧；四分仓空气预热器——该型式空气预热器的受热面分为四部分，即两个二次风侧、一个一次风侧和一个烟气侧。

根据目前市场出现的回转式空气预热器，主要存在36分仓和48分仓形式，仓格中分别通过烟气、一次风和二次风，其工作原理是：通过旋转带动各个仓格中的受热面也旋转,同时分别依次通过烟气、一次风和二次风，将烟气中的热量传送到受热面，待该受热面旋转到一次风和二次风仓格时受热面将热量传递给一次风和二次风，由此完成了热量从烟气到一次风和二次风的交换。作为回转式空气预热器的核心机构，回转机械转子一般由转子中心轴、转子径向隔板和扇形板等构成，其中，通过所述转子中心轴带动所述转子径向隔板和所述扇形板旋转，实现回转式空气预热器的工作原理。

目前新的且包含有回转机械转子的密封系统在设计好后，往往直接安装到回转式空气预热器中进行换热使用，通过实际使用来验证新密封系统的运行性能，或者针对使用过程中所出现的缺陷问题进行二次改进，但是如此不但会影响实际生产作业，造成耗时时间长和测试成本高等问题，还可能会因产品设计的不成熟，而导致出现生产事故，因此有必要针对包含回转机械转子的密封系统，提供一种可模拟使用场所并能够实现对新设计密封系统进行运行测试的试验平台，以便可以尽早地完成性能测试或发现设计缺陷。

技术实现要素：

为了解决现有包含回转机械转子的密封系统在性能测试过程中，所存在的影响实际生产作业、耗时时间长、测试成本高和可能出现生产事故等问题，本发明目的在于提供一种用于回转机械转子测试的密封试验箱。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于回转机械转子测试的密封试验箱，包括密封箱体、转子安装架、电机、转轴、联轴器和引风机，其中，在所述密封箱体的内部分隔有主腔体和分别位于所述主腔体左右两侧的副腔体，所述主腔体的底部分别与两副腔体连通，所述主腔体的顶部也分别与两副腔体连通；

所述转子安装架放置在所述主腔体中且可拆卸地安装有待测试的回转机械转子，所述电机安装在所述密封箱体的顶面且传动连接所述转轴的一端，所述转轴的另一端在穿过所述密封箱体的顶板后通过所述联轴器轴连接所述回转机械转子的转子中心轴，所述引风机的数目为若干且分别安装在所述副腔体的底部。

优化的，在所述主腔体的底部侧壁上开设有粉煤灰喷口。进一步优化的，在所述主腔体的底部还设置有高度自中心线朝左右两侧方向分别逐渐降低的斜坡。

优化的，在所述密封箱体的主视面上开设有用于打开/封闭所述主腔体的密封门，其中，在所述密封门中嵌设有透明窗。

进一步优化的，在所述主腔体的底面上设有正对所述密封门设置的导轨，并在所述转子安装架的底部设有与所述导轨滑动配合的行走轮。

进一步优化的，所述密封门的边缘部呈第一台阶体结构，所述密封门的门框部呈第二台阶体结构，其中，所述第一台阶体结构可与所述第二台阶体结构密封配合。详细优化的，所述第一台阶体结构或所述第二台阶体结构至少具有两个台阶面，并在所有台阶面中嵌设有玻璃纤维高温绳。

优化的，在所述副腔体的中部设置有加热器。

优化的，在所述主腔体的顶部水平安装有均流板，其中，在所述均流板上布置有孔密度朝中心线方向逐渐变密的通风孔。

优化的，还包括有控制箱、人机交互面板和用于记录所述电机工作电流的电流记录仪，其中，所述控制箱分别通信连接所述人机交互面板和所述电流记录仪，所述控制箱还分别通信连接所述电机和所述引风机的受控端。

本发明的有益效果为：

(1)本发明创造提供了一种可模拟使用场所并能够实现对新设计回转机械转子进行测试验证的试验平台，一方面通过电机、转轴和联轴器组成的驱动机构，可以驱动回转机械转子的转子中心轴正常旋转，另一方面通过由主腔体与两侧副腔体分别构成的两循环风道，可以分别持续性地为所述回转机械转子的对应侧提供在运行测试过程中所需的下行气流，进而可以针对待测试的回转机械转子，为其提供可长期运行的模拟使用场所，从而无需再将回转机械转子引入到实际生产系统中进行运行测试，可大大降低测试成本、缩短测试时间和规避因设计不成熟而带来的生产事故风险；

(2)通过在主腔体底部侧壁开设粉煤灰喷口，还可以从外部向腔内气流中掺入粉煤灰，进而提供含有一定浓度粉尘的下行气流以及更为真实复杂的模拟场景；

(3)通过在副腔体中部配置加热器，还可以对循环气流进行加热，提供循环的热气流以及更为真实复杂的模拟场景；

(4)将包含回转机械转子的密封系统设计为分体式结构，可以灵活地根据安装不同密封片来调整试验工况，大大缩短试验的所需的时间；

(5)所述密封试验箱还具有转子更替方便、密封效果好、自动化程度高、结构简单、测试方便和易于实现等优点，便于实际应用和推广。

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是本发明提供的密封试验箱的外部立体结构示意图。

图2是本发明提供的密封试验箱的内部剖视结构示意图。

图3是本发明提供的转子安装架及回转机械转子的立体结构示意图。

图4是本发明提供的在密封门上边缘部与门框部的密封配合结构示意图。

图5是本发明提供的密封试验箱的控制系统示意图。

上述附图中：1-密封箱体；101-主腔体；102-副腔体；2-转子安装架；201-回转机械转子；201a-转子中心轴；3-电机；4-转轴；5-联轴器；6-引风机；7-粉煤灰喷口；8-斜坡；9-密封门；901-透明窗；902-边缘部；903-门框部；904-玻纤密封条；10-导轨；11-行走轮；12-加热器；13-均流板；131-通风孔；14-控制箱；15-人机交互面板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，当将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，当将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，不存在中间单元。应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例一

如图1～5所示，本实施例提供的所述用于回转机械转子测试的密封试验箱，包括密封箱体1、转子安装架2、电机3、转轴4、联轴器5和引风机6，其中，在所述密封箱体1的内部分隔有主腔体101和分别位于所述主腔体101左右两侧的副腔体102，所述主腔体101的底部分别与两副腔体102连通，所述主腔体101的顶部也分别与两副腔体102连通；所述转子安装架2放置在所述主腔体101中且可拆卸地安装有待测试的回转机械转子201，所述电机3安装在所述密封箱体1的顶面且传动连接所述转轴4的一端，所述转轴4的另一端在穿过所述密封箱体1的顶板后通过所述联轴器5轴连接所述回转机械转子201的转子中心轴201a，所述引风机6的数目为若干且分别安装在所述副腔体102的底部。

如图1～3所示，在所述密封试验箱的具体结构中，所述密封箱体1用于提供测试所述回转机械转子201运行性能的模拟使用场所，即通过由所述主腔体101与两侧副腔体102分别构成的两循环风道，可以分别持续性地为所述回转机械转子201的对应侧提供在运行测试过程中所需的下行气流，其中，所述主腔体101用于容置所述转子安装架2以及待测试的所述回转机械转子201，所述副腔体102用于提供对应侧的空气回流通道，使空气能够从所述主腔体101的底部又导回至顶部，实现气流循环；此外，为了实现保温效果，可在所述密封箱体1的内腔表面附着保温层。所述转子安装架2用于可拆卸地固定待测试的所述回转机械转子201，以便实现不同回转机械转子201的替换，其中，所述回转机械转子201可以但不限于为回转式空气预热器、涡轮机、电动机、发电机、离心风机、离心泵等回转机械的转子；如图1～3所示，所述回转机械转子201举例为在回转式空气预热器中所使用的回转机械转子，包含有转子中心轴201a、转子径向隔板和扇形板等部件，并还可以附着其它部件形成包含有所述回转机械转子201的密封系统；此外，所述密封系统可为分体式设计，以便灵活地根据安装不同密封片来调整。所述电机3用于通过所述转轴4和所述联轴器5，最终驱动所述回转机械转子201的转子中心轴201a旋转，从而带动诸如转子径向隔板和扇形板等的旋转，以便完全模拟工作场景；此外，所述电机3可以但不限于为减速电机。所述引风机6用于驱使空气上扬，为循环气流提供驱动动力，其可以但不限于为离心式风机。

前述密封试验箱的工作原理可以但不限于如下：(1)在轴连接回转机械转子201的转子中心轴201a后，一方面启动所述电机3，使所述转子中心轴201a旋转，例如每分钟4～12转，另一方启动所述引风机6，使下行气流持续性地通过处于旋转状态的回转机械转子201，例如使模拟风速达12立方米/分钟的下行气流；(2)在长期运行后(例如1个月后)，停止所述电机3和所述引风机6，并对所述回转机械转子201的相关部件进行可靠性、耐磨性和耐高温性等项目的检测，获取测试数据，例如对于具有防漏风结构的回转机械转子，可通过测量石墨滚轮的直径来判断磨损情况。

由此基于前述密封试验箱的详细结构描述，一方面通过电机、转轴和联轴器组成的驱动机构，可以驱动回转机械转子的转子中心轴正常旋转，另一方面通过由主腔体与两侧副腔体分别构成的两循环风道，可以分别持续性地为所述回转机械转子的对应侧提供在运行测试过程中所需的下行气流，进而可以针对待测试的回转机械转子，为其提供可长期运行的模拟使用场所，从而无需再将回转机械转子引入到实际生产系统中进行运行测试，可大大降低测试成本、缩短测试时间和规避因设计不成熟而带来的生产事故风险。此外，所述密封试验箱还具有结构简单、测试方便和易于实现等优点，便于实际应用和推广。

优化的，在所述主腔体101的底部侧壁上开设有粉煤灰喷口7。如图2所示，通过在所述主腔体101的底部两侧分别设置所述粉煤灰喷口7，还可以从外部向腔内气流中掺入粉煤灰，进而提供含有一定浓度粉尘的下行气流以及更为真实复杂的模拟场景，具体的，可通过外置的且连通所述粉煤灰喷口7的固体颗粒计量泵(附图中未示出)，提供定量的粉煤灰颗粒。进一步优化的，为了防止在所述主腔体101的底部出现粉尘淤积的现象，在所述主腔体101的底部还设置有高度自中心线朝左右两侧方向分别逐渐降低的斜坡8。此外，同样的，还可以在循环风道的各个拐角处设置相应的斜板结构，来避免出现不利于粉尘流动的现象。

优化的，在所述密封箱体1的主视面上开设有用于打开/封闭所述主腔体101的密封门9，其中，在所述密封门9中嵌设有透明窗901。如图1所示，所述密封门9举例为对开门结构，用于在打开时方便取出所述转子安装架2以及所述回转机械转子201，实现回转机械转子的拆卸和检测目的；另外，通过设置所述透明窗901，可以方便测试人员从外部观察腔内回转机械转子201的运行情况。如图2所示，为了进一步方便取出所述转子安装架2以及所述回转机械转子201，在所述主腔体101的底面上设有正对所述密封门9设置的导轨10，并在所述转子安装架2的底部设有与所述导轨10滑动配合的行走轮11。通过设置所述导轨10，不但可以方便所述转子安装架2的推入和拉出，还可以在所述主腔体101中对等待轴连接的回转机械转子201起到一定的限位作用，方便快速地实现所述转轴4与所述转子中心轴201a的对准，减少安装时间。

进一步优化的，所述密封门9的边缘部902呈第一台阶体结构，所述密封门9的门框部903呈第二台阶体结构，其中，所述第一台阶体结构可与所述第二台阶体结构密封配合。如图4所示，通过前述密封配合结构，还可以在所述密封门9关闭后，利用两台阶体结构的配合实现迷宫式密封，避免内部气流窜出。详细优化的，为了进一步提升密封效果，所述第一台阶体结构或所述第二台阶体结构至少具有两个台阶面，并在所有台阶面中嵌设有玻纤密封条904。如图4所示，举例所述第一台阶体结构具有两个台阶面，并在两台阶面中嵌设有所述玻纤密封条904。

优化的，在所述副腔体102的中部设置有加热器12。如图2所示，所述加热器12可以但不限于举例为电热棒或加热管，通过配置所述加热器12，还可以对循环气流进行加热，提供循环的热气流以及更为真实复杂的模拟场景。

优化的，在所述主腔体101的顶部水平安装有均流板13，其中，在所述均流板13上布置有孔密度朝中心线方向逐渐变密的通风孔131。如图2所示，考虑气流在送回所述主腔体101的顶部后存在压强朝中心线方向逐渐减小的现象，因此通过设置有所述均流板13，可以使气流均衡的向下流动，真实模拟实际运行所需的下行气流。

优化的，还包括有控制箱14、人机交互面板15和用于记录所述电机3工作电流的电流记录仪，其中，所述控制箱14分别通信连接所述人机交互面板15和所述电流记录仪，所述控制箱14还分别通信连接所述电机3和所述引风机6的受控端。如图5所示，所述人机交互面板15用于提供人机交互界面，具体包括但不限于：(1)输入人工设置的工作参数，例如电机转速和引风机转速等；(2)输出来自所述控制箱14的工作状态信息，例如当前电机转速、当前引风机转速以及一些测试数据或报警信号等；此外，所述人机交互面板可以但不限于为触摸板。所述电流记录仪用于无纸化地记录通过所述电机3的工作电流，以便通过电流的数据变化反映所述回转机械转子201的可靠性等。所述控制箱14用于根据预存的常规控制程序和来自所述人机交互面板15的工作设置参数等，控制所述电机3和所述引风机6的启动、停止或转速调节，并将相关的工作状态信息实时反馈至所述人机交互面板15处进行输出展示，进而实现自动化工作目的；所述控制箱14可以但不限于采用可编程逻辑控制器件(plc)或单片机等具体硬件电路实现。

此外，如图5所示，为了进一步实现自动化目的，所述控制箱14还通信连接有温度传感器以及所述加热器12的受控端，其中，所述温度传感器优选布置在所述主腔体101的顶部，以便实时测量循环气流的空气温度，进而控制所述加热器12的加热进度，使气流温度自动化地达到目标温度。和/或，所述控制箱14还通信连接有颗粒物浓度监测仪以及所述固体颗粒计量泵的受控端，其中，所述颗粒物浓度监测仪也优选布置在所述主腔体101的顶部，以便实时测量循环气流的粉尘浓度，进而控制所述固体颗粒计量泵，进行粉煤灰量的精确控制，使气流中的粉尘浓度自动化地达到目标浓度。

综上，采用本实施例所提供的用于回转机械转子测试的密封试验箱，具有如下技术效果：

(1)本实施例提供了一种可模拟使用场所并能够实现对新设计回转机械转子进行测试验证的试验平台，一方面通过电机、转轴和联轴器组成的驱动机构，可以驱动回转机械转子的转子中心轴正常旋转，另一方面通过由主腔体与两侧副腔体分别构成的两循环风道，可以分别持续性地为所述回转机械转子的对应侧提供在运行测试过程中所需的下行气流，进而可以针对待测试的回转机械转子，为其提供可长期运行的模拟使用场所，从而无需再将回转机械转子引入到实际生产系统中进行运行测试，可大大降低测试成本、缩短测试时间和规避因设计不成熟而带来的生产事故风险；

(2)通过在主腔体底部侧壁开设粉煤灰喷口，还可以从外部向腔内气流中掺入粉煤灰，进而提供含有一定浓度粉尘的下行气流以及更为真实复杂的模拟场景；

(3)通过在副腔体中部配置加热器，还可以对循环气流进行加热，提供循环的热气流以及更为真实复杂的模拟场景；

(4)将包含回转机械转子的密封系统设计为分体式结构，可以灵活地根据安装不同密封片来调整试验工况，大大缩短试验的所需的时间；

(5)所述密封试验箱还具有转子更替方便、密封效果好、自动化程度高、结构简单、测试方便和易于实现等优点，便于实际应用和推广。

以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。