[发明专利]一种液体润滑机械密封密封性能的测试方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体润滑机械密封密封性能的测试方法及其装置。 

背景技术

在目前已知的机械密封实验装置中，多为两支点或称悬臂梁式密封实验装置，旋转主轴与电机利用联轴器传递动力，若对中不好，在高速旋转下，轴端摆动和振动很大，这将严重影响机械密封密封性能参数的准确测量；还有传统的密封装置轴承箱为整体式结构，需要铸造工艺加工，费时费力。传统的机械密封摩擦扭矩的测量多采用在电机和轴承箱之间安装扭矩仪来获得，测试的数据包含了轴承箱内轴承的摩擦扭矩和润滑油与轴间的粘性阻力，此值虽可通过试验标定部分消除，但一方面增加了试验的工作量，更重要的是在长时间试验过程中，轴承箱温度上升，导致转轴受热膨胀，其值是难以定量估算的。因此已有的机械密封测试系统受轴承箱的影响太大，不能精确评定密封摩擦性能，尤其是对于端面开动压流槽的非接触式机械密封，其本身摩擦扭矩的数量级比较小，若存在上述如此多的难以评定的未知因素的影响，其摩擦性能难以精确评定。 

发明内容

为解决传统密封实验装置在高速运转时振动大、对中困难、密封端面摩擦扭矩难以准确测量等问题，本发明提供了一种准确测量摩擦扭矩，可方便调节轴转速和密封腔体压力，振动小，对中、安装、拆 卸简单，自动采集密封性能参数的液体润滑机械密封密封性能的测试方法及其装置。 

一种液体润滑机械密封密封性能的测试方法，包括以下步骤： 

1）向储液罐中加入密封介质，启动压缩机供压至密封压力，启动循环泵以实现密封介质在密封腔内的循环，密封介质压力大小通过压缩机来进行控制； 

2）测量端面温度：启动电机，电机带动动组件旋转，在实验密封静环上的测试孔内插入热电偶传感器，热电偶传感器将实时监测的温度信号传输到计算机，计算机对接收的温度信号进行分析处理； 

3）测量泄漏率：在机械密封端面压差作用下，密封介质将通过端面向外界泄漏，将泄漏出的密封介质利用接管收集后引入测量的容器中，并置于万分之一克精度的电子分析天平之上，电子分析天平采用数据线与计算机相接，每隔固定时间读取数据，称量固定时间内容器内液体的质量，即可获得泄漏率； 

4）测量摩擦扭矩：密封腔体与传力杆相连，传力杆另一端与压力传感器垂直接触，试验时，机械密封端面的摩擦扭矩将与压力传感器所测得力产生的力矩相平衡，获得压力传感器与转轴间的距离，即可得到一套密封结构的摩擦扭矩（M），即： 

M=0.5×F×R 

其中，M代表摩擦扭矩；F代表传力杆对压力传感器的压力；R代表密封腔体中心轴与力传感器的垂直距离，0.5代表试验时采用两套相同的密封结构。 

按照本发明所述的测试方法构建的装置，其特征在于：包括密封装置、驱动装置、辅助装置、测试装置，所述的密封装置包括带有密封液进出口的密封腔体、安装在密封腔体内的动组件、静组件，所述的动组件包括动环座、实验密封动环、辅助密封动环，所述的实验密封动环、辅助密封动环安装在转轴的轴套上；所述的静组件包括静环端盖、辅助静环端盖、实验密封静环以及辅助密封静环，所述的实验静环、所述的辅助密封静环分别与密封腔体两端的静环端盖和辅助静环端盖固定，并且所述的实验密封静环与所述的实验密封动环的端面接触面、所述的辅助密封静环与所述的辅助密封动环的端面接触面均位于所述的密封腔体内部；所述的静环端盖和所述的辅助静环端盖分别固定在第一轴承座、第二轴承座上；所述的实验密封静环上开有接漏口和测温孔； 

所述的驱动装置包括支架、电机、同步带轮、同步带、转轴和轴承箱，所述电机固定于支架上，所述电机的输出轴通过同步带轮和同步带与贯穿轴承箱的转轴连接；所述的电机通过电机变频器与所述的计算机连接； 

所述的辅助装置包括压缩机、高压管、储液罐和循环泵，所述的压缩机通过高压管与储液罐相连，所述的储液罐进出口通过高压管和循环泵与所述的密封腔体的进出口相连接； 

所述的测试装置包括传力杆、压力传感器、热电偶传感器、电子天平和上述的计算机，所述的传力杆一端固定于密封腔体上、另一端与位于所述的密封腔体下方的压力传感器相接触；所述的热电偶传感 器位于所述的实验静环的测温孔处；所述的压力传感器、热电偶传感器和电子天平分别与所述的计算机连接。 

所述的密封腔体内安装两套动组件和静组件组成的密封结构。 

所述的轴承箱的两端安装带有轴承的第二轴承座和第三轴承座，所述的转轴通过所述的第二轴承贯穿安装在第二轴承座和第三轴承座的轴承上。