[发明专利]一种石墨密封跑道温度测量装置

说明书

本发明公开了一种石墨密封跑道温度测量装置，包括测温机构、气体调控系统和转子驱动系统，转子驱动系统的主轴转动设置于一支座的一侧，测温机构设置于支座的另一侧且与主轴可拆卸连接，测温机构设置有与石墨密封环尺寸相匹配的若干个型号，测温机构用于监测石墨密封跑道的温度，测温机构上设置有气体调控系统，气体调控系统用于调控试验气体的压力和温度。本发明将石墨密封环跑道的功能结构模块化，石墨密封环跑道采用阶梯轴筒套设在主轴上，可拆卸连接有不同型号的石墨密封环，满足了旋转功能，中空的结构也为测量设备预留了布设空间，来设置非接触式红外光学温度传感器，以测量石墨密封环跑道对应位置内侧的温度，比传统的监测数据更准确。

技术领域

本发明涉及石墨密封试验测试的技术领域，特别是涉及一种石墨密封跑道温度测量装置。

背景技术

密封技术作为减少或消除接合面之间流体泄露的重要技术，在航空发动机技术领域有着非常重要的地位。密封技术按接合面是否相对运动分为静密封和动密封，动密封又以相对运动的接合面是否接触分为接触式密封和非接触式密封。石墨密封技术作为一种接触式密封，因其所采用的密封材料——石墨，具有密度低、强度高、导热性高、膨胀性低、自润滑性优秀、能与多种材料形成良好磨合等优秀特性，而广泛运用于因工况原因不宜采用润滑剂的工作场合。

石墨密封装置一般由石墨密封环和相配对的密封对象构成，密封对象与石墨密封环接触形成密封跑道。因为石墨密封装置多在无润滑剂的干摩擦工况下进行接触密封，无法避免就会摩擦产生大量的热量。而作为密封材料的石墨材料是以石墨为基体、经过特殊浸渍处理后的得到的复合材料，相比单纯的石墨，对温度变化，尤其是过高温度，敏感很多。在石墨材料过热的情况下，会出现因各组分膨胀系数不同而导致的浸渍物被挤出、产生凹坑的疱疤现象。而且在密封环和密封跑道之间高速相对运动状态下，如果无法准确控制温度，温度载荷过大，受力载荷共同作用，石墨密封环的最大变形会突破结构承受极限，从而产生塑性形变，削弱石墨封严环的圆周密封能力，在极端情况下会使石墨密封环断裂，引发事故。所以，需要对石墨密封装置的接合面温度进行尽可能精确的测量。

现有的石墨密封温度测量装置和方法无法直接测量密封跑道温度：有的因为转子会高速转动不适合设置接触式温度传感器，有的因为石墨密封环的装配部件的遮挡使光学温度传感器很难检测到准确部位，只能测量跑道附近温度并根据这个温度来估测跑道温度，难以满足要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨密封跑道温度测量装置，以解决上述现有技术存在的问题，使石墨密封环跑道温度能够进行准确测量，满足不同型号和尺寸石墨密封环的实验需求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种石墨密封跑道温度测量装置，包括测温机构、气体调控系统和转子驱动系统，所述转子驱动系统的主轴转动设置于一支座的一侧，所述测温机构设置于所述支座的另一侧且与所述主轴可拆卸连接，所述测温机构设置有与石墨密封环尺寸相匹配的若干个型号，所述测温机构用于监测石墨密封跑道的温度，所述测温机构上设置有所述气体调控系统，所述气体调控系统用于调控试验所需的气体压力和温度。

优选的，所述主轴通过一对轴承与所述支座转动连接，所述支座设置有轴承保护罩。

优选的，所述支座连通润滑油系统，所述支座内设置有润滑油通道，所述润滑油通道分别与所述轴承和所述轴承保护罩的润滑槽连通。

优选的，所述测温机构包括阶梯轴筒、温度传感器，所述阶梯轴筒的小端套设于所述主轴上且与所述轴承相抵触，所述螺母或销轴卡接于所述阶梯轴筒大端的槽内，所述阶梯轴筒的大端上分别套设有石墨密封环的试验件和陪试件，所述温度传感器设置于所述阶梯轴筒大端的槽内且与所述试验件的位置相对应。

优选的，所述温度传感器为非接触式红外光学温度传感器，阶梯轴筒与所述试验件的位置相对的内壁上设置有一环槽，所述温度传感器的红外线能照射至所述环槽内，所述阶梯轴筒的材质导热性好。