一种密封环轴线偏角可调的机械密封试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种密封环轴线偏角可调的机械密封试验装置，属于密封测试设备领域。机械密封试验装置包括设有密封试验腔室的试验腔体及旋转密封主轴；旋转密封主轴套装在密封试验腔室内，一侧由辅助机械密封组件密封，另一侧由待测机械密封组件密封；在另一侧的安装轴孔的轴端处，通过多根均布的固定螺栓而安装有机械密封安装法兰；机械密封安装法兰内套装有静环座，旋转密封主轴外套装有动环座；机械密封安装法兰与轴端的端面之间水密地压有用于调节轴线偏角的法兰盘组，法兰盘组中的法兰盘上均设有供固定螺栓穿过的通孔。通过调节两法兰盘相对转角位置，就能对密封环轴线偏角工况下的机械密封性能进行测试，可广泛应用于密封性能的测试领域。

【技术实现步骤摘要】
一种密封环轴线偏角可调的机械密封试验装置
本专利技术涉及机械密封测试试验设备，具体地说，涉及一种密封环轴线偏角可调的机械密封试验装置。
技术介绍
机械密封作为工业应用中的重要配件，广泛应用于离心泵、离心机、反应釜和压缩机等各类旋转机械中。一旦机械密封出现故障，就会导致泄露的发生，所以机械密封直接关系到设备的运行可靠性和工作周期，对避免环境污染、能源浪费、财产损失、安全事故等方面都具有重大意义。当前的机械密封技术的发展仍处于理论和实践相结合的阶段，在实际应用中，机械密封的设计参数在很大程度上依赖于经验的积累和实验技术进行统计分析。而且由于工作的特殊性及广泛性，机械密封通常工作在非稳定工况下，受到的瞬间冲击大，而非稳态工况下组合式机械密封的可靠性无法用理论计算得出，通常基于测试试验加以验证。机械密封的工作环境通常存有固体颗粒介质，及会受到海水腐蚀、海洋生物等因素的影响，此外，在工作过程中存在停车与启动等转速、压力变化较大而使其工作环境明显区别于稳态过程的工作过程，因此，密封的环境适应性需要相应试验设备加以考察。例如，采用公开号为CN101464203A的专利文献所公开的一种机械密封瞬态启停密封性能试验装置对其瞬态启停性能进行测试试验。该试验装置包括动力系统、主体密封安装平台及数据采集系统；其中，动力系统包括旋转驱动电机与旋转密封主轴，主体密封安装平台包括具有伸入侧安装轴孔与伸出侧安装轴孔的密封试验腔室，旋转密封主轴的一端通过联轴器与旋转驱动电机的转子轴连接以接受该旋转驱动电机驱动而旋转，另一端依次穿过伸入侧安装轴孔与伸出侧安装轴孔，以在旋转密封主轴与伸入侧安装轴孔间由辅助机械密封组件进行密封，伸出侧安装轴孔与旋转密封主轴之间由待测机械密封组件进行密封，待测密封组件包括安装在伸出侧安装轴孔上的静环及安装在旋转密封主轴上的动环。在前述专利文献中，其通过设置蓄能飞轮，以能更好地模拟启停瞬态过程。但在机械密封的安装过程中，其安装精度也很难控制而造成密封环的轴线间存有偏角，即动密封环的轴线与静密封环的轴线不相交成一大于零度的夹角；此外，两密封环的端面垂直度在加工精度不够时，也会引起密封环的轴线存有偏角的问题；两密封环的轴线间存有偏角会缩短机械密封的使用寿命，甚至可能造成机械密封失效。而现有试验装置难以对这种机械密封环组件在轴线存在偏角工况下的机械密封性能进行有效地测试试验。此外，前述测试装置也无法在变温工况下对机械密封性能进行密封环的位移窜动测量等其他参数有效地测试。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种能够对密封环偏心工况下的机械密封性能进行测试的试验装置。为了实现上述主要目的，本专利技术提供的密封环轴线偏角可调的机械密封试验装置包括数据采集系统、设有密封试验腔室的试验腔体、旋转密封主轴及用于驱使旋转密封主轴转动的旋转驱动电机；旋转密封主轴套装在密封试验腔室内，且二者在腔室的伸入侧安装轴孔处由辅助机械密封组件密封，及在腔室的伸出侧安装轴孔处由待测机械密封组件实现密封；在伸出侧安装轴孔的轴端处，通过多根环绕旋转密封主轴的轴线均布的固定螺栓而可拆卸地安装有机械密封安装法兰；机械密封安装法兰内可拆卸且水密地套装有静环座，用于安装待测静环；旋转密封主轴外可拆卸且水密地套装有动环座，用于安装待测动环；机械密封安装法兰与试验腔体的端面之间水密地压有用于调节轴线偏角的法兰盘组，法兰盘组中的两法兰盘在相对旋转至二者间的轴线偏角为零时，相接触端面的法向与旋转密封主轴的轴线间存有偏角，且法兰盘上均设有供固定螺栓穿过的通孔。通过设置可调节的法兰盘组，以根据需要调整其中一个法兰盘以轴线为旋转中心的旋转角度，以推动机械密封安装法兰的轴线相对旋转密封主轴的轴线偏转而使二者间的偏角进行调整，以调整待测静环的轴线与待测动环之间的偏角，而获取相应的密封环的轴线偏角，以能对密封环偏心工况下的机械密封性能进行测试，且该偏角可从0度开始调整，整体结构简单。具体的方案为旋转密封主轴外可拆卸地套装有轴套，动环座可拆卸地套装在轴套外。通过增设轴套，从而可在同一旋转密封主轴上测试不同规格的待测机械密封组件。更具体的方案为轴套包括可拆卸地套装在旋转密封主轴外的内轴套，及可拆卸地套装在内轴套外的外轴套；动环座可拆卸地套装在外轴套外；外轴套的厚度小于内轴套的厚度。通过设置内外层双轴套结构，可进一步适配更多规格的待测机械密封组件。再具体的方案为内轴套与旋转密封主轴上的轴肩之间压有第一密封套环，第一密封套环与旋转密封主轴的外周面之间压有弹性密封圈，第一密封套环与内轴套的内端面之间压有密封垫圈，旋转密封主轴的外端部旋合有压于内轴套的外端面上的锁紧螺母；外轴套的套筒腔的两端壁部为内凸结构的支撑套装部，两支撑套装部之间的筒壁面与内轴套的外周面之间存有安装间隙，可有效降低装配难度，并提高安装定位精度；外轴套与内轴套上的轴肩之间压有第二密封套环，第二密封套环与内轴套的外周面之间压有弹性密封圈，第二密封套环与外轴套的内端面之间压有密封垫圈；内轴套的外端部旋合有压于外轴套的外端面上的锁紧螺母。优选的方案为法兰盘组中，固定法兰盘的环面与试验腔体的端面之间压有密封垫圈，调节法兰盘的环面与机械密封安装法兰的端面之间压有密封垫圈，两法兰盘的环面之间压有密封垫圈；固定法兰盘与试验腔体的抵压处内凹地设有垫圈安装槽，机械密封安装法兰与调节法兰盘的抵压处内凹地设有垫圈安装槽。密封结构简单、成本低且有效。另一个优选的方案为固定螺栓的数量为十根以上；以轴线为圆心角所在圆的过圆心法线，相邻两根固定螺栓的圆心角为法兰盘上相邻两通孔的圆心角的整数倍。设置成整数倍结构，而在不更换其他结构的前提下，只通过更换法兰盘组就可实现不同调整精度的需求。另一个优选的方案为旋转驱动电机与旋转密封主轴的内端部之间由依序布置的联轴器与离合器连接，离合器的输入轴与旋转驱动电机的转子轴之间布设有飞轮，联轴器与离合器的输出轴之间布设有转速转矩测试仪，旋转密封主轴在试验腔体的轴端侧安装有支撑轴承机构；支撑轴承机构包括套装在旋转密封主轴外的支撑轴承及与试验腔体连接的轴承座，轴承座内设有循环冷却水通道。更优选的方案为联轴器的输入轴端与离合器的输出轴端之间，和/或飞轮的输入轴端与旋转驱动电机的转子的输出轴端之间，由轴向位移隔离机构进行转动传动连接；轴向位移隔离机构包括相匹配的内花键套与外花键套；在相邻接的输入轴端与输出轴端中，一者与内花键套固定连接，另一者与外花键套固定连接。另一个优选的方案为试验腔体上水密地安装有检测端位于密封试验腔室内的温度监测传感器及水压监测传感器。更优选的方案为在机械密封安装法兰的外端部与旋转密封主轴的外端部之间安装有备用密封组件；通过压环与沿旋转密封主轴的轴向布置的紧固螺栓的配合，而将静环座可拆卸地安装在机械密封安装法兰上，静环座具有套装在机械密封安装法兰的内腔内的第一套装环部，第一套装环部的外周面与机械密封安装法兰之间压有弹性密封圈，静环座的内腔内凸地设有内轴肩，内轴肩与压环之间套装有调节环座与弹簧环座，弹簧环座与调节环座之间压有沿轴向布置的压缩弹簧，弹簧环座具有套装在静环座的内腔内的第二套装环部，待测机械密封组件的静环的固定部夹装在第二套装环部与第一套装环部之间，且与第一套装环部的内周面之间压有弹性密封圈；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种密封环轴线偏角可调的机械密封试验装置，包括数据采集系统、设有密封试验腔室的试验腔体、旋转密封主轴及用于驱使所述旋转密封主轴转动的旋转驱动电机；所述旋转密封主轴套装在所述密封试验腔室内，且二者在腔室的伸入侧安装轴孔处由辅助机械密封组件密封，及在腔室的伸出侧安装轴孔处由待测机械密封组件密封；其特征在于：在所述伸出侧安装轴孔的轴端处，通过多根环绕所述旋转密封主轴的轴线均布的固定螺栓而可拆卸地安装有机械密封安装法兰；所述机械密封安装法兰内可拆卸且水密地套装有静环座，用于安装待测静环；所述旋转密封主轴外可拆卸且水密地套装有动环座，用于安装待测动环；所述机械密封安装法兰与所述轴端的端面之间水密地压有用于调节所述轴线偏角的法兰盘组，所述法兰盘组中的两法兰盘在相对旋转至二者间的轴线偏角为零度时，相接触端面的法向与所述旋转密封主轴的轴线间存偏角，且法兰盘上均设有供固定螺栓穿过的通孔。

【技术特征摘要】
1.一种密封环轴线偏角可调的机械密封试验装置，包括数据采集系统、设有密封试验腔室的试验腔体、旋转密封主轴及用于驱使所述旋转密封主轴转动的旋转驱动电机；所述旋转密封主轴套装在所述密封试验腔室内，且二者在腔室的伸入侧安装轴孔处由辅助机械密封组件密封，及在腔室的伸出侧安装轴孔处由待测机械密封组件密封；其特征在于：在所述伸出侧安装轴孔的轴端处，通过多根环绕所述旋转密封主轴的轴线均布的固定螺栓而可拆卸地安装有机械密封安装法兰；所述机械密封安装法兰内可拆卸且水密地套装有静环座，用于安装待测静环；所述旋转密封主轴外可拆卸且水密地套装有动环座，用于安装待测动环；所述机械密封安装法兰与所述轴端的端面之间水密地压有用于调节所述轴线偏角的法兰盘组，所述法兰盘组中的两法兰盘在相对旋转至二者间的轴线偏角为零度时，相接触端面的法向与所述旋转密封主轴的轴线间存偏角，且法兰盘上均设有供固定螺栓穿过的通孔。2.根据权利要求1所述的机械密封试验装置，其特征在于：所述旋转密封主轴外可拆卸地套装有轴套，所述机械密封安装法兰可拆卸地套装在所述轴套外。3.根据权利要求2所述的机械密封试验装置，其特征在于：所述轴套包括可拆卸地套装在所述旋转密封主轴外的内轴套，及可拆卸地套装在所述内轴套外的外轴套；所述机械密封安装法兰可拆卸地套装在所述外轴套外；所述外轴套的厚度小于所述内轴套的厚度。4.根据权利要求3所述的机械密封试验装置，其特征在于：所述内轴套与所述旋转密封主轴上的轴肩之间压有第一密封套环，所述第一密封套环与所述旋转密封主轴的外周面之间压有弹性密封圈，所述第一密封套环与所述内轴套的内端面之间压有密封垫圈，所述旋转密封主轴的外端部旋合有压于所述内轴套的外端面上的锁紧螺母；所述外轴套的套筒腔的两端壁部为内凸结构的支撑套装部，两支撑套装部之间的筒壁面与所述内轴套的外周面之间存有安装间隙；所述外轴套与所述内轴套上的轴肩之间压有第二密封套环，所述第二密封套环与所述内轴套的外周面之间压有弹性密封圈，所述第二密封套环与所述外轴套的内端面之间压有密封垫圈；所述内轴套的外端部旋合有压于所述外轴套的外端面上的锁紧螺母。5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的机械密封试验装置，其特征在于：所述法兰盘组中，固定法兰盘的环面与所述试验腔体的端面之间压有密封垫圈，调节法兰盘的环面与所述机械密封安装法兰的端面之间压有密封垫圈，两法兰盘的环面之间压有密封垫圈；所述固定法兰盘与密封垫圈的抵压处内凹地设有垫圈安装槽，所述机械密封安装法兰与密封垫圈的抵压处内凹地设有垫圈安装槽。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙帅，吴大转，张凯，吴一帆，郑枫，贾国涛，戴维平，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33