[发明专利]一种闭式旋转机械气体密封件的实验系统及方法

说明书

本发明公开了一种闭式旋转机械气体密封件的实验系统及方法，可用于压缩空气储能、电力、化工等行业中旋转机械密封部件性能的测试。在工作时，高压储气罐内的气体经调节阀、流量计等进入高压稳压腔后，通过密封实验件进入低压稳压腔，之后再通过调节阀进入低压储气罐，气体压缩装置将低压储气罐内的气体压缩到高压储气罐。待气流参数稳定后，启动动力单元，测量不同转速情况下流量的变化情况；通过调节密封实验件两端的压力调节阀，可探究密封段入口气压和背压对密封性能的影响。本系统还可究不同密封工况对转子振动特性的影响。由于本实验系统采用闭式循环，可以更加安全、环保地测试密封实验件对易燃、易爆、有毒工质等危险气体的密封性能。

技术领域

本发明涉及压缩空气储能、发电、化工等行业旋转机械气体密封领域，涉及一种气体密封件实验系统，特别地提供了一种可调宽工况的闭式旋转机械气体密封件的实验系统及方法，用于测试不同工况条件下密封实验的密封性能，并能够用于研究不同密封工况对转子振动特性的影响。

背景技术

密封部件作为膨胀机、压缩机等旋转机械的关键设备之一，其密封性能的优劣直径影响到整体系统的效率，因此准确预测不同工况下的泄漏量对整机设计非常重要。但是由于气体密封工况多变，气流形态复杂，单纯依靠理论或者数值计算已经不能够满足实际需求，因此通过实验手段探究不同工况下密封件的密封性能显得十分必要。传统的密封实验系统中，通常为开式系统，对于易燃、易爆、有毒等危险气体工质的实验受到较大限制，此外密封段出口的背压一般难以主动调节，主要通过改变密封段进口气压的方式来改变工况条件，针对以上两点需求，设计了本实验系统。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种闭式旋转机械气体密封件的实验系统及方法，用于测试不同工况条件下密封实验件的密封性能，不仅可以根据实验需求来改变密封实验件的入口压力，还能够根据实验需求主动调节出口压力。此外由于实验系统为闭式结构，可以更加安全和环保地开展易燃、易爆、有毒等危险气体的密封实验。此外，在开展密封特性实验的同时，本系统还能够用于研究不同密封工况对转子振动特性的影响。

本发明为解决其技术问题所采取的技术方案为：

一种闭式旋转机械气体密封件的实验系统，所述实验系统至少包括一转轴、一气体密封实验件、一高压稳压腔、一低压稳压腔、一高压储气罐、一低压储气罐，其特征在于，

所述转轴基本呈水平布置，且至少在所述转轴的一端传动连接一动力单元，所述动力单元用于为所述转轴提供旋转所需的动力；所述转轴上还至少设有一转速传感器，所述转速传感器用以测量所述转轴的转速；

所述高压稳压腔、低压稳压腔中均为固定设置的空腔结构，二者相邻且有间距地布置，所述转轴的主体段分别穿过所述高压稳压腔、低压稳压腔的左右两侧壁面，其中，

所述高压稳压腔与低压稳压腔相邻的两个侧壁之间固定设置所述气体密封实验件，且所述转轴穿过所述气体密封实验件，所述气体密封实验件用以实现所述高压稳压腔与低压稳压腔相邻的两个侧壁与所述转轴之间的密封，

所述高压稳压腔及低压稳压腔的另一个侧壁与所述转轴之间分别设有密封结构，所述密封结构用以实现所述高压稳压腔与低压稳压腔的另一个侧壁与所述转轴之间的密封；

所述高压储气罐通过一排气管路与所述高压稳压腔连通，所述排气管路上至少设有一第一截止阀、一第一压力调节阀和一流量计，其中，所述第一截止阀用以控制所述排气管路的通断；所述第一压力调节阀用以调节所述排气管路的排气压力，继而调节所述高压稳压腔中气体工作介质的压力；所述流量计用以测量所述排气管路中的气体流量；

所述高压稳压腔中设置一第一压力传感器，所述低压稳压腔中设置一第二压力传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器分别用以监测所述高压稳压腔、低压稳压腔中气体工作介质的压力，所述高压稳压腔、低压稳压腔中气体工作介质的压力分别形成为所述气体密封实验件的入口压力及出口压力；