一种高压旋转组合密封件性能检测与试验装置和方法制造方法及图纸

一种高压旋转组合密封件性能检测与试验装置和方法，装置包括：高压旋转密封舱，其包括同轴安装的密封舱体和旋转轴，旋转轴位于密封舱体内，密封舱体的内表面开有与旋转轴形成密封腔的第一密封沟槽和第二密封沟槽，在密封舱体上位于第一密封沟槽和第二密封沟槽之间开有压力孔，旋转轴中部设有凹槽以形成连通压力孔的容纳腔；驱动单元，连接旋转轴带动其旋转；加压系统，连接压力孔向高压旋转密封舱加压；检测系统，检测旋转轴的摩擦力矩和转速以及高压旋转密封舱的压力和温度。本发明专利技术可完成大直径组合密封件在高压下的静态和动态密封性能测试，实现不同压力、转速下的摩擦力矩和泄漏量检测，实现不同材质或截面的密封件性能对比试验。

A device and method for performance test and test of high pressure rotating combined seal

【技术实现步骤摘要】
一种高压旋转组合密封件性能检测与试验装置和方法
本专利技术属于流体旋转密封
，涉及液压传动设备中高压旋转运动部件上组合密封件的性能检测与试验，为一种高压旋转组合密封件性能检测与试验装置和方法。
技术介绍
密封技术的发展与工程应用密切相关，密封检测与试验是系统设计研究的关键环节。近年来组合密封以其承压能力强、使用寿命长的优势在深海勘探、石油钻井、航空试验等许多领域获得重要应用。特别是在大型设备中，常常需要采用直径大、承压能力较高的组合密封件。由于密封件在高压下容易失效引发系统故障，甚至导致严重事故，因此做好密封件性能检测与试验直接影响着系统的可靠性和安全性。现有旋转密封试验装置多针对中低压力或中小直径密封件，装置所能承受压力小且功能较单一，难以满足高压大直径密封需求，因此设计一种可对高压大直径组合密封件进行综合性能检测与试验的装置具有很强的现实需求。
技术实现思路
基于上述现有技术，本专利技术的目的在于提供一种高压旋转组合密封件性能检测与试验装置和方法，该装置采用电机驱动，可实现高压下大直径组合密封件的泄漏量、扭矩、压力、温度的测试和试验。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高压旋转组合密封件性能检测与试验装置，包括：高压旋转密封舱105，其包括同轴安装的密封舱体200和旋转轴201，旋转轴201位于密封舱体200内，密封舱体200的内表面开有用于安装第一待测密封圈303的第一密封沟槽216和用于安装第二待测密封圈300的第二密封沟槽215，第一密封沟槽216和第二密封沟槽215与所述旋转轴201形成密封腔，在密封舱体200上位于第一密封沟槽216和第二密封沟槽215之间开有压力孔214，所述旋转轴201中部设有凹槽以形成连通压力孔214的容纳腔，在密封舱体200底部位于第一密封沟槽216无压力侧开有第一环形槽218，位于第二密封沟槽215无压力侧开有第二环形槽217，在第一环形槽218底部开有第一泄漏孔302，第二环形槽217底部开有第二泄漏孔301；驱动单元100，通过传动系统连接旋转轴201带动其旋转；加压系统107，连接压力孔214向高压旋转密封舱105加压；检测系统，检测旋转轴201的摩擦力矩和转速以及高压旋转密封舱105的压力和温度。所述第一密封沟槽216和第二密封沟槽215关于密封舱体200的轴向中点对称，所述第一待测密封圈303和第二待测密封圈300安装后与旋转轴201表面配合形成密封面。所述密封舱体200左右两侧设有安装左底座202和右底座206的定位槽和螺孔；密封舱体200前后两端分别通过定位销211和螺栓连接结构相同的均开有顶丝孔210的前端盖203和后端盖205，密封舱体200前后两端在连接处开有通气孔212，前端盖203和后端盖205内均安装有支撑轴承204和挡油环207，密封舱体200上开有吊耳孔213。所述驱动单元100包括驱动电机、减速器和变频器；所述变频器用以控制驱动电机进行启动、正反转和调速。传动系统包括连接驱动单元100输出端的第一联轴器101和连接旋转轴201的第二联轴器103，第一联轴器101与第二联轴器103连接且在连接处设置扭矩转速一体传感器102，所述密封舱体200顶部设置有压力温度一体传感器104，所述扭矩转速一体传感器102和压力温度一体传感器104构成了检测系统，检测系统与数据采集处理系统106连接。所述加压系统107包括自动加压系统和手动加压系统。所述自动加压系统包括液压油箱417，高压泵416的入口与液压油箱417中的第二滤油器418连接，出口与第三电磁球阀413和第二单向阀412入口连接，第二单向阀412出口与第二电磁球阀411入口连接，第二电磁球阀411出口与第四单向阀410入口连接，第四单向阀410出口与第一电磁阀409入口连接，第一电磁阀409的出口与压力孔214连接；所述手动加压系统包括手压泵油箱400，手压泵403的入口与手压泵油箱400中的第一滤油器401连接，出口与第一单向阀404的入口连接，第一单向阀404出口与球阀开关406入口连接，球阀开关406出口与压力孔214连接。本专利技术还提供了基于所述高压旋转组合密封件性能检测与试验装置的方法，装置组装之后，利用启动驱动单元100带动旋转轴201旋转，利用加压系统107向高压旋转密封舱105加压，其中：所述自动加压系统工作时，启动驱动电机415带动高压泵416工作，经过第二滤油器418将液压油箱417内的油液吸入加压；系统未加载时，第三电磁球阀413右位接入，油液经所述第三电磁球阀413右位返回油箱，系统无压力；加载时，所述第三电磁球阀413左位接入，油液经高压管路、第二单向阀412、第二电磁球阀411左位、第四单向阀410、第一电磁阀409右位进入所述高压旋转密封舱105密封腔；当达到系统设定压力时，第二电磁球阀411右位接入，依靠所述第四单向阀410，系统实现保压；卸载时，所述第一电磁球阀409左位接入，所述密封腔内油液经所述第一电磁球阀409左位返回所述液压油箱417，系统实现卸载；第二溢流阀414根据需要设定安全压力，压力表407用以显示系统压力，通过压力表开关408打开或关闭；液压系统各电磁阀由PLC电控系统控制切换，完成对所述高压旋转密封舱105的加载、保压、卸载；系统压力在0-50MPa范围可调，通过设定不同系统压力，可完成所述待测密封圈在不同压力下的泄漏量、扭矩、压力、温度的测试和试验；所述手动加压系统工作时，打开阀门开关406，通过快速接头405将系统接入密封通道，人工操作手压泵403，手压泵油箱400中的油液经第一滤油器401吸入，经高压管路、第一单向阀404、所述快速接头405、所述阀门开关407进入所述高压旋转密封舱105，实现系统加载；达到设定压力时，停止所述手压泵403，系统进行保压；卸载时，通过操作所述第一电磁球阀409使其左位接入，系统实现卸载；在对待测密封圈进行静态检测和试验时，采用所述手动加压系统进行加压，可方便快捷地完成相关检测与试验内容；所述数据采集处理系统106采集和处理检测系统的检测信号供系统调节控制，将采集数据加以记录和显示。试验时，可调节所述驱动单元100实现不同驱动转速。试验时，可在所述第一密封沟槽216内和第二密封沟槽215内安装相同的待测密封圈，实现在不同压力、转速下的摩擦力矩和泄漏量测试；或在所述第一密封沟槽216内和所述第二密封沟槽215内分别装入不同的待测密封圈，进行不同密封圈性能对比试验。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：整体结构紧凑，安装简便，安全可靠；可完成大直径组合密封件在高压下的静态和动态密封性能测试，实现不同压力、转速下的摩擦力矩和泄漏量检测，还可实现不同材质或截面形状的密封件性能对比试验；可根据密封件实际使用工况，进行相应的模拟测试；测试压力、温度、扭矩和转速参数实时显示，并可生成试验数据曲线，方便实现试验数据的保存和打印。附图说明图1是整体结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压旋转组合密封件性能检测与试验装置，其特征在于，包括：/n高压旋转密封舱(105)，其包括同轴安装的密封舱体(200)和旋转轴(201)，旋转轴(201)位于密封舱体(200)内，密封舱体(200)的内表面开有用于安装第一待测密封圈(303)的第一密封沟槽(216)和用于安装第二待测密封圈(300)的第二密封沟槽(215)，第一密封沟槽(216)和第二密封沟槽(215)与所述旋转轴(201)形成密封腔，在密封舱体(200)上位于第一密封沟槽(216)和第二密封沟槽(215)之间开有压力孔(214)，所述旋转轴(201)中部设有凹槽以形成连通压力孔(214)的容纳腔，在密封舱体(200)底部位于第一密封沟槽(216)无压力侧开有第一环形槽(218)，位于第二密封沟槽(215)无压力侧开有第二环形槽(217)，在第一环形槽(218)底部开有第一泄漏孔(302)，第二环形槽(217)底部开有第二泄漏孔(301)；/n驱动单元(100)，通过传动系统连接旋转轴(201)带动其旋转；/n加压系统(107)，连接压力孔(214)向高压旋转密封舱(105)加压；/n检测系统，检测旋转轴(201)的摩擦力矩和转速以及高压旋转密封舱(105)内的压力和温度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高压旋转组合密封件性能检测与试验装置，其特征在于，包括：
高压旋转密封舱(105)，其包括同轴安装的密封舱体(200)和旋转轴(201)，旋转轴(201)位于密封舱体(200)内，密封舱体(200)的内表面开有用于安装第一待测密封圈(303)的第一密封沟槽(216)和用于安装第二待测密封圈(300)的第二密封沟槽(215)，第一密封沟槽(216)和第二密封沟槽(215)与所述旋转轴(201)形成密封腔，在密封舱体(200)上位于第一密封沟槽(216)和第二密封沟槽(215)之间开有压力孔(214)，所述旋转轴(201)中部设有凹槽以形成连通压力孔(214)的容纳腔，在密封舱体(200)底部位于第一密封沟槽(216)无压力侧开有第一环形槽(218)，位于第二密封沟槽(215)无压力侧开有第二环形槽(217)，在第一环形槽(218)底部开有第一泄漏孔(302)，第二环形槽(217)底部开有第二泄漏孔(301)；
驱动单元(100)，通过传动系统连接旋转轴(201)带动其旋转；
加压系统(107)，连接压力孔(214)向高压旋转密封舱(105)加压；
检测系统，检测旋转轴(201)的摩擦力矩和转速以及高压旋转密封舱(105)内的压力和温度。


2.根据权利要求1所述高压旋转组合密封件性能检测与试验装置，其特征在于，所述第一密封沟槽(216)和第二密封沟槽(215)关于密封舱体(200)的轴向中点对称，所述第一待测密封圈(303)和第二待测密封圈(300)安装后与旋转轴(201)表面配合形成密封面。


3.根据权利要求1所述高压旋转组合密封件性能检测与试验装置，其特征在于，所述密封舱体(200)左右两侧设有安装左底座(202)和右底座(206)的定位槽和螺孔；密封舱体(200)前后两端分别通过定位销(211)和螺栓连接结构相同的均开有顶丝孔(210)的前端盖(203)和后端盖(205)，密封舱体(200)前后两端在连接处开有通气孔(212)，前端盖(203)和后端盖(205)内均安装有支撑轴承(204)和挡油环(207)，密封舱体(200)上开有吊耳孔(213)。


4.根据权利要求1所述高压旋转组合密封件性能检测与试验装置，其特征在于，所述驱动单元(100)包括驱动电机、减速器和变频器；所述变频器用以控制驱动电机进行启动、正反转和调速。


5.根据权利要求1或4所述高压旋转组合密封件性能检测与试验装置，其特征在于，传动系统包括连接驱动单元(100)输出端的第一联轴器(101)和连接旋转轴(201)的第二联轴器(103)，第一联轴器(101)与第二联轴器(103)连接且在连接处设置扭矩转速一体传感器(102)，所述密封舱体(200)顶部设置有压力温度一体传感器(104)，所述扭矩转速一体传感器(102)和压力温度一体传感器(104)构成了检测系统，检测系统与数据采集处理系统(106)连接。


6.根据权利要求1所述高压旋转组合密封件性能检测与试验装置，其特征在于，所述加压系统(107)包括自动加压系统和手动加压系统。


7.根据权利要求6所述高压旋转组合密封件性能检测与试验装置，其特征在于，所述自动加压系统包括液压油箱(417)，高压泵(416)的入口与液压油箱(417)中的第二滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：索双富，赵乐，时剑文，夏浩宇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11