本发明专利技术涉及柱塞及其往复密封使用寿命检测技术领域，具体涉及一种对称布置型柱塞往复密封试验装置。本发明专利技术包括填料函、第一填料密封组件、高压导液环及第二填料密封组件；柱塞包括第一柱塞、第二柱塞以及位于两者相邻端面之间并刚性连接两者的附加柱塞杆；第一柱塞与第一填料密封组件间形成轴向往复式的动密封配合，第二柱塞与第二填料密封组件间形成轴向往复式的动密封配合，第一柱塞或第二柱塞的端部处布置用于驱动柱塞产生轴向往复动作的动力源；本发明专利技术还包括冲次信号传感器和/或转速信号传感器。本装置可在保证测试准确、可靠、快速、智能进行的前提下，大幅降低试验成本。大幅降低试验成本。大幅降低试验成本。
【技术实现步骤摘要】
一种对称布置型柱塞往复密封试验装置
[0001]本专利技术涉及柱塞及其往复密封使用寿命检测
，具体涉及一种对称布置型柱塞往复密封试验装置。
技术介绍
[0002]由于寿命试验成本、验证方法等各种因素限制，绝大多数情况下尚无有效获得柱塞及其往复密封使用寿命的方法与手段。目前，柱塞及其往复密封副的寿命数据多数通过现场测试法，或实物样机测试法等方法得到。
[0003]应用现场测试法全程借助于往复泵应用现场，利用泵使用现场具备的生产装置和便利条件，在流程生产用泵过程中，对泵配柱塞及其往复密封的寿命及工作状态进行跟踪、记录并最终获得它们寿命测试数据。然而，在流程应用现场，前提和目标是保障安全生产，柱塞及其往复密封寿命测试只是附加任务。在实践中，生产工艺总是不停在变化，决定泵的运行工况(流量、压力、转速、温度、输送介质)也都在处于变化之中，导致测试过程的边界条件常偏离预设工况但又不能调整，测试结果就不能客观反映特定工况的实际情况。甚至由于条件的制约，往往这种变化还缺乏有效的统计记录，分析数据时，缺乏必要的实际运行工况和运行边界条件作为变化分析基础。同时，由于受制于现场操作者专业能力、专业技术人员难以系统参与、现场生产型仪器设备精度不够等诸多因素的影响，增加了这种测试数据的不确定性。以至于很多时候，相同柱塞，不同渠道得到数据差别很大，甚至有成倍的偏差。所以，许多通过这种方式获得的寿命数据，由于缺乏许多准确的工况参数数据支撑，仅能作为寿命数据定性参考，不能作为精确定量的寿命指标依据。此外，生产线意外停机检修会带来较大的经济损失。未经试验验证直接用于实际生产进行试验验证，很容易造成意外故障停机。因此多数情况下，未经试验验证的柱塞及其往复密封是不允许直接在生产现场进行试验测试的。
[0004]实物样机测试法是将装配有被试柱塞及其往复密封的实物样机安装在专用试验台架系统上，在设计工况下，对泵进行连续运行试验，测试泵配柱塞及其往复密封的实际运行寿命。
[0005]然而，实物样机测试法的劣势也极其明显：即高耗低效，对于大功率机组这种缺陷愈加明显。高耗方面，实物样机测试法需要将柱塞及其往复密封装配在实物样泵中，在泵实际工况下连续运行，直至柱塞及其往复密封损坏为止。以中等功率的315kW柱塞泵为例，如果柱塞寿命按时间2000h、电费率按0.75元/kW.h估算，试验电费约为：315*2000*0.75/10000＝47.25万元。以上估算仅是对1种柱塞、1种工况，如果柱塞需要进行多种工况的对比测试，那试验费用无疑将是巨大的支出。低效是指：实物样机测试法是柱塞与整泵一起试验，根据往复泵的结构和工作原理，泵的转速与泵的流量和功率是1次方关系。如果提高转速，势必提高泵的流量和驱动功率，受制于功率及柱塞强度影响这是不可能试验的，因此寿命试验只能是原速或降速试验。此外，由工程经验可知，往复泵柱塞寿命一般在1～6个月左右，大泵柱塞寿命相对短一点。如果大功率、原速试验，多数企业的测试能力仅能保证一台
大泵试验，将导致大量的泵正常试验无法试验。因此实物样机测试法不仅试验数据获取周期长，企业也无法承担；同时，柱塞生产企业也不具备稍大功率的测试条件。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而实用的一种对称布置型柱塞往复密封试验装置，本装置具备节能高效的工作特点，既能体现与往复泵实际工况相一致的柱塞与往复密封之间的摩擦磨损状态，同时又不需要泵在实际工况即大功率工况下长期运行，从而在保证测试准确、可靠、快速、智能进行的前提下，大幅降低试验成本。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0008]一种对称布置型柱塞往复密封试验装置，其特征在于：包括填料函，填料函内沿柱塞轴向依序同轴布置的第一填料密封组件、高压导液环及第二填料密封组件，第一填料密封组件与第二填料密封组件对称的布置于高压导液环两侧处，且高压导液环与两侧的各填料密封组件均形成密封配合关系；柱塞包括第一柱塞、第二柱塞以及位于两者相邻端面之间并刚性连接两者的附加柱塞杆；附加活塞杆直径小于第一柱塞和第二柱塞直径；第一柱塞与第一填料密封组件间形成轴向往复式的动密封配合，第二柱塞与第二填料密封组件间形成轴向往复式的动密封配合，第一柱塞或第二柱塞的端部处布置用于驱动柱塞产生轴向往复动作的动力源；所述高压导液环内环面处同轴凹设有环形积液槽，且环形积液槽的槽宽大于或等于柱塞行程；所述环形积液槽与柱塞外壁之间围合形成的空间构成可供介质暂存的容纳腔；
[0009]本装置还包括用于监控柱塞往复运动次数的冲次信号传感器和/或监控动力源转轴转速的转速信号传感器；所述冲次信号传感器和/或转速信号传感器的信号输出端连接至采集与控制模块的信号输入端。
[0010]优选的，第一柱塞、第二柱塞以及附加柱塞杆彼此同轴布置，填料函两端分别布置第一填料压盖及第二填料压盖；此时，第一填料环、第一填料压盖与填料函配合形成所述第一填料密封组件，第二填料环、第二填料压盖与填料函配合形成所述第二填料密封组件。
[0011]优选的，容纳腔通过贯穿布置于高压导液环上的液流孔来连通用于提供容纳腔内介质以指定压力的加压泵；每组液流孔均包括一组介质进孔及一组介质出孔；本装置还包括介质循环组件，介质经由介质进孔泵入容纳腔后再由介质出孔流出，并在加压泵的泵压下依序经过第二压力信号传感器、第二温度信号传感器、压力调节阀后进入储液罐，储液罐内的介质则经由冷却模组及第一温度信号传感器及第一压力信号传感器后流入介质进孔；各压力信号传感器及温度信号传感器的信号输出端均连接至采集与控制模块的信号输入端。
[0012]优选的，所述填料函的中段筒身处贯穿布置连通孔，而填料函的筒腔中段处则同轴凹设环形沉槽，连通孔与环形沉槽相连通，环形沉槽槽腔与高压导液环外环面配合所形成的环形空间连通所述液流孔。
[0013]优选的，各组液流孔环绕柱塞周向依序均布于高压导液环环面处。
[0014]优选的，介质出孔与储液罐进口之间还布置有并联分支管路，并联分支管路上布置有起平衡水压作用的旁通阀。
[0015]优选的，储液罐上布置补液管，补液管上布置补液阀。
[0016]优选的，所述冷却模组为水冷换热器。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018]1)、基于柱塞往复泵的工作原理，以及“柱塞及其填料密封副的摩擦磨损主要与泵压、泵速及输送介质(或其他外加介质)密切相关，而与泵送流量无关”这一原理。本专利技术创造性的设计柱塞对置式的泵腔容积固定的无轴向柱塞力型的新型柱塞运动机构结构型式，第一柱塞及第一填料密封组件形成的左侧柱塞运动组件和第二柱塞及第二填料密封组件形成的右侧柱塞运动组件均可以完全仿照待测对象的尺寸制作，试验针对性极强，此时既能反映现实中的柱塞往复工作时受力和运动状态，又能保证柱塞不受流量和轴向柱塞力影响，使得柱塞工作时其驱动功率微小而恒定。
[0019]与传统试验方式相比，本专利技术可使得驱动柱塞运动的功率与泵的设计流量和压力无关本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种对称布置型柱塞往复密封试验装置，其特征在于：包括填料函(20)，填料函(20)内沿柱塞(10)轴向依序同轴布置的第一填料密封组件(21)、高压导液环(30)及第二填料密封组件(22)，第一填料密封组件(21)与第二填料密封组件(22)对称的布置于高压导液环(30)两侧处，且高压导液环(30)与两侧的各填料密封组件均形成密封配合关系；柱塞(10)包括第一柱塞(11)、第二柱塞(12)以及位于两者相邻端面之间并刚性连接两者的附加柱塞杆(13)；附加活塞杆(13)直径小于第一柱塞(11)和第二柱塞(12)直径；第一柱塞(11)与第一填料密封组件(21)间形成轴向往复式的动密封配合，第二柱塞(12)与第二填料密封组件(22)间形成轴向往复式的动密封配合，第一柱塞(11)或第二柱塞(12)的端部处布置用于驱动柱塞(10)产生轴向往复动作的动力源(40)；所述高压导液环(30)内环面处同轴凹设有环形积液槽(31)，且环形积液槽(31)的槽宽大于或等于柱塞(10)行程；所述环形积液槽(31)与柱塞外壁之间围合形成的空间构成可供介质暂存的容纳腔；本装置还包括用于监控柱塞(10)往复运动次数的冲次信号传感器(61)和/或监控动力源(40)转轴转速的转速信号传感器(62)；所述冲次信号传感器(61)和/或转速信号传感器(62)的信号输出端连接至采集与控制模块(63)的信号输入端。2.根据权利要求1所述的一种对称布置型柱塞往复密封试验装置，其特征在于：第一柱塞(11)、第二柱塞(12)以及附加柱塞杆(13)彼此同轴布置；填料函两端分别布置第一填料压盖(21b)及第二填料压盖(22b)，此时，第一填料环(21a)、第一填料压盖(21b)与填料函(20)配合形成所述第一填料密封组件(21)，第二填料环(22a)、第二填料压盖(22b)与填料函(20)配合形成所述第二填料密封组件(22...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永强，陈正文，刘广兵，夏添，文宏刚，刘海山，韦志超，鲁飞，巴胜富，韩彩红，
申请(专利权)人：合肥通用环境控制技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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