一种超低温介质动密封试验装置的制作方法

文档序号:19280834发布日期:2019-11-29 22:55阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种超低温介质动密封试验装置,其特征在于,该超低温介质动密封试验装置包括定子组件、转子组件、滑台(5.2)、伺服电机组件和传感器组件;所述定子组件与转子组件配合形成动密封试验结构,伺服电机组件为转子组件提供动力,传感器组件用于检测密封状态;

所述的定子组件包括真空软管(1.1)、螺母(1.2)、金属定子(1.3)、隔热套(1.4)、压盖(1.6)、沉头螺钉一(1.7)、沉头螺钉二(1.8)、静密封圈(1.9)、动密封圈(1.10)和测量腔(1.11);金属定子(1.3)为变直径的圆筒形结构,其小直径段作为介质入口管(1.a),金属定子(1.3)的变直径处端面开有位移传感器安装孔一(1.c),金属定子(1.3)的圆周表面开有传感器安装口;真空软管(1.1)与金属定子(1.3)的介质入口管(1.a)通过螺母(1.2)连接;隔热套(1.4)为圆筒形结构,一端封闭并在中心处设有介质入口,隔热套(1.4)的封闭端非圆心处开有位移传感器安装孔二(1.d),隔热套(1.4)采取过盈配合方式装配到金属定子(1.3)内,位移传感器安装孔一(1.c)的轴线和位移传感器安装孔二(1.d)的轴线重合,隔热套(1.4)的介质入口与介质入口管(1.a)连通;密封件(1.5)采取过盈配合方式装配到金属定子(1.3)内;隔热套(1.4)和密封件(1.5)并列装配;金属定子(1.3)、隔热套(1.4)和密封件(1.5)的轴线重合;压盖(1.6)通过沉头螺钉一(1.7)、沉头螺钉二(1.8)安装在金属定子(1.3)的开放端,用于压紧隔热套(1.4)和密封件(1.5),压盖(1.6)上开有通孔;测量腔(1.11)为空心的薄壁圆柱形结构,在两个端面分别开有大小不同的两个通孔,分别对应金属定子(1.3)大直径端和真空转子(2.1)的尺寸;静密封圈(1.9)粘在金属定子(1.3)所在位置对应的通孔处,保证静密封;动密封圈(1.10)粘在真空转子(2.1)所在位置对应的通孔处,保证动密封;所述测量腔(1.11)通过压紧静密封圈(1.9)固定在金属定子(1.3)外侧;

所述的滑台(5.2)通过四个螺栓一(5.5)安装在底座(5.1)上;滑台(5.2)包括滑座(5.3)和螺纹杆;所述滑座(5.3)在螺纹杆的作用下定向移动;定子组件通过支座(1.12)安装在滑座(5.3)上,支座(1.12)和滑座(5.3)间由四个螺栓二(5.6)固定;定子组件随滑座(5.3)定向移动;

所述的转子组件包括真空转子(2.1)、轴套(2.2)、螺钉一(2.3)、螺钉二(2.4)、前轴承(2.5)、后轴承(2.6)和联轴器(2.8);真空转子(2.1)为变外径的圆柱形中空结构,沿轴线开有转子内通道(2.a),用于介质流通;所述真空转子(2.1)内部开有环形的真空腔(2.b),真空腔(2.b)与真空转子(2.1)同轴,用于为真空转子(2.1)创造绝热条件;真空转子(2.1)中部开有转子外孔(2.7),转子外孔(2.7)与转子内通道(2.a)连通,用于排放介质;轴套(2.2)为一端封闭的薄壁套筒结构,其封闭端开有通孔,该通孔与转子内通道(2.a)相连通,用于介质流通;轴套(2.2)套装在真空转子(2.1)的小直径段外侧,轴套(2.2)和真空转子(2.1)间为过盈配合,其端部通过螺钉一(2.3)和螺钉二(2.4)固定;在真空转子(2.1)总长度的1/3处和2/3处安装前轴承(2.5)和后轴承(2.6),前轴承(2.5)装配在前轴承座(5.7)中;后轴承(2.6)装配在后轴承座(5.8)中;轴承座(5.7)通过两个螺栓三(5.9)安装在底座(5.1)上;后轴承座(5.8)通过两个螺栓四(5.10)安装在底座(5.1)上;前轴承(2.5)与后轴承(2.6)同轴;真空转子(2.1)的轴线与金属定子(1.3)的轴线重合;

所述的定子组件在滑台(5.2)的推动下,使轴套(2.2)穿过测量腔(1.11)和压盖(1.6)进入金属定子(1.3)内部,使定子组件套装在转子组件外侧;所述介质入口管(1.a)的定子内通道(1.b)、隔热套(1.4)的介质入口、轴套(2.2)的通孔和转子内通道(2.a)共同组成介质的流通通道;所述测量腔(1.11)和转子组件间由动密封圈(1.10)动密封;

所述的伺服电机组件包括电机(3.1)、伺服驱动器(3.2)和缆线(3.3);电机(3.1)通过联轴器(2.8)与真空转子(2.1)直连,并保证两者同轴;电机(3.1)与伺服驱动器(3.2)通过缆线(3.3)相连,用于传输信号,实现电机控制;电机(3.1)通过四个螺栓七(5.15)安装在电机支架(5.13)上;电机支架(5.13)通过四个螺栓六(5.14)安装在电机座(5.11)上;电机座(5.11)通过四个螺栓五(5.12)安装在底座(5.1)上;

所述温度传感器一(4.2)安装在金属定子(1.3)外侧、与隔热套(1.4)对应的区域,用于测量金属定子(1.3)外表面的温度;温度传感器二(4.3)安装在金属定子(1.3)外侧、与隔热套(1.4)对应的区域,温度传感器二(4.3)的安装孔为盲孔,该盲孔底部与金属定子(1.3)内表面的距离为0.5mm,用于测量距离金属定子(1.3)内表面的温度;温度传感器三(4.4)安装在金属定子(1.3)外侧、与隔热套(1.4)对应的区域,用于测量隔热套(1.4)外表面的温度;温度传感器四(4.5)安装在金属定子(1.3)外侧、与隔热套(1.4)对应的区域,并插入隔热套(1.4)内,用于测量隔热套(1.4)外表面的温度;温度传感器五(4.6)安装在金属定子(1.3)外侧、与隔热套(1.4)对应的区域,并穿过隔热套(1.4),用于测量密封前超低温介质的温度;温度传感器六(4.7)、温度传感器七(4.8)、温度传感器八(4.9)、温度传感器九(4.10)、温度传感器十(4.11)、温度传感器十一(4.12)和温度传感器十二(4.13)穿过金属定子(1.3)的安装口安装在密封件(1.5)外侧,并穿过密封件(1.5),用于测量不同位置处的超低温介质的温度变化情况;压力传感器一(4.14)、压力传感器二(4.15)、压力传感器三(4.16)、压力传感器四(4.17)、压力传感器五(4.18)、压力传感器六(4.19)和压力传感器七(4.20)穿过金属定子(1.3)的安装口安装在密封件(1.5)外侧,并穿过密封件(1.5),用于测量不同位置处的超低温介质的压力变化情况;每个温度传感器和压力传感器的安装点的缝隙都用粘结剂封死,防止泄露;气体浓度传感器(4.21)安装在测量腔(1.11)的端面上,气体浓度传感器(4.21)的测量点穿过测量腔(1.11)位于测量腔(1.11)内部,用于实现超低温介质泄漏量的实时测量;功率传感器(4.22)安装在伺服驱动器(3.2)上,用于测量电机(3.1)的负载功率;

开展超低温介质动密封测试试验时,超低温介质从真空软管(1.1)进入介质入口管(1.a),介质通过定子内通道(1.b)与转子内通道(2.a),从转子外孔(2.7)喷出;少部分介质通过隔热套(1.4)与轴套(2.2)端面的间隙进入泄漏腔(1.e)中,经密封件(1.5)后泄漏至测量腔(1.11)中;通过气体浓度传感器(4.21)测量测量腔(1.11)内气体的浓度来确定密封件(1.5)的密封性能。


技术总结
本发明公开了一种超低温介质动密封试验装置,属于密封试验技术领域。该动密封试验装置包括定子组件、转子组件、滑台、伺服电机组件和传感器组件。被测密封件安装在定子内,隔热定子与真空转子配合形成动密封试验结构;密封件与轴套可作灵活更换,便于研究不同密封类型、结构、表面织构对密封特性的影响;伺服电机为转子提供动力并实现转速控制。该装置大幅提升了隔热能力,避免了外界热传输造成的超低温介质蒸发气化,保证了试验装置运行的稳定性,达到了多种密封结构多工况测试的目的,实现了超低温介质动密封特性全面、准确、高效试验测试。

技术研发人员:王永青;韩灵生;刘阔;孔繁泽;刘海波;甘涌泉;戴明华
受保护的技术使用者:大连理工大学
技术研发日:2019.08.12
技术公布日:2019.11.29
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