[发明专利]可模拟往复泵实际运行工况的缸套及活塞密封试验装置

说明书

本发明涉及活塞往复泵用缸套及活塞密封寿命检测技术领域，具体涉及一种可模拟往复泵实际运行工况的缸套及活塞密封试验装置。本发明包括第一缸套、高压导液环及第二缸套；活塞包括用于动密封配合第一缸套的第一活塞、用于动密封配合第二缸套的第二活塞以及轴向的刚性连接两者的附加活塞杆，第一活塞或第二活塞通过主活塞杆连接用于驱动活塞产生轴向往复动作的动力源；附加活塞杆直径小于第一活塞和第二活塞直径。本装置既能模拟缸套与活塞密封作往复运动时的受力和运动状态，又能保证活塞在仅受很小轴向力的作用下以远小于正常活塞的驱动功率下完成其检测，可保证测试的准确性、高效化、快速化及智能化。

技术领域

本发明涉及活塞往复泵用缸套及活塞密封寿命检测技术领域，具体涉及一种可模拟往复泵实际运行工况的缸套及活塞密封试验装置。

背景技术

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缸套及活塞密封使用寿命的方法与手段。目前，缸套及活塞密封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。

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，对泵配缸套及活塞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，流程应用现场的前提和目标是保障安全生产，缸套及活塞密封寿命测试只是附加任务。在实际生产过程中，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，同一缸套及活塞密封在不同渠道下得到的试验数据差别很大，甚至有成倍的偏差。因此，许多通过这种方式获得的寿命数据，由于缺乏许多必要的前提支撑，仅能作为缸套实际寿命的参考，不能用来作为精细化生产和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，未经试验验证的活塞—缸套往复密封是不允许直接在生产现场进行试验测试的。

实物样机测试法就是将装配有被试缸套的实物样机安装在专用试验台架系统上，在设计工况下，对泵进行连续性运转试验，测试泵配缸套的实际运行寿命。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缸套及活塞密封装配在实物样泵中，在泵实际工况下连续运行，直至缸套损坏为止。以中等功率的315kW活塞泵为例，如果缸套寿命按时间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种缸套、1种工况，如果缸套需要进行多种工况的对比测试，将会产生更大的试验费用支出。此外，还有水费、庞大试验系统等建设费用，由此可见该测试方法需要巨额成本开支作为支撑。低效是指：由工程经验可知，往复泵活塞寿命一般在1～6个月左右，大泵缸套寿命相对短一点。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；此外，缸套生产企业也不具备稍大功率的测试条件。

发明内容

本发明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可模拟往复泵实际运行工况的缸套及活塞密封试验装置，本装置既能完全模拟缸套与活塞密封作往复运动时的受力和运动状态，又能保证活塞在仅受很小轴向力的作用下以远小于正常活塞的驱动功率下完成其检测，可保证测试的准确性、高效化、快速化及智能化。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：