[發明專利]柱塞副密封間隙自動補償驗證試驗裝置

有效

• 申請號: 201410149470.4
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN104033371B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 聶松林;米杰杰;尹方龍;王震;劉帆
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

1.柱塞副密封間隙自動補償驗證試驗裝置，其特征在于：該裝置包括裝置殼體支架（1）和兩個軸承座（2）、中心軸（3）、偏心輪（40）、軸瓦（39）、連桿（7）、柱塞銷（9）、柱塞銷滾子（8）、柱塞缸體（13）、缸體端蓋（12）、密封圈（38）、電渦流傳感器（15）、微流量計（14）；

中心軸（3）通過兩個軸承支座（2）固定在殼體支架（1）上，所述兩個軸承座（2）分別固定在裝置殼體（1）的水平橫梁上，中心軸（3）位于兩軸承座（2）之間的中間部分用平鍵（41）與偏心輪（40）固定連接，偏心輪（40）外表面被兩半軸瓦（39）緊密包裹，連桿（7）較大一端凹面半圓與壓緊凹面半圓包裹在軸瓦（39）上，柱塞銷（9）通過兩個滾子軸承（8）固定在連桿（7）另一端滾子軸承（8）孔中，兩滾子軸承（8）之間的中間部分的柱塞銷（9）與柱塞（10）下端過盈配合連接；所述柱塞（10）另一端嵌入在缸體（13），柱塞在缸體（13）內部分從上端中心位置有注水孔（35），并且開有環形槽（34）與注水孔（35）相連通，所述柱塞（10）嵌入缸體（13）內的部分有peek柱塞套（33），柱塞套（33）用螺母（31）壓緊在柱塞（10）臺階上；

柱塞缸體（13）通過螺栓（17）固定在裝置殼體支架（1）的支撐板（16）的中心位置，其中支撐板（16）位于殼體支架（1）的頂部；缸體（13）中心線與柱塞（10）中心線重合，柱塞缸體（13）側面成180°兩平面上面各有兩個安裝電渦流傳感器（15）的預留螺紋孔，用于安裝電渦流傳感器（15）；

柱塞缸體（13）與配流閥殼體（19）一體化，配流閥閥芯采用插入式，由進水口處的螺紋連接管接頭（30）將閥芯頂在配流閥殼體（19）內出口臺階處，且閥芯軸線與柱塞（10）軸線垂直，在配流閥殼體（19）的兩端設有吸水口和排水口，且進水口和出水口分別連接有進水管（30）和出水管接頭（18）；

柱塞的外環面套接有peek柱塞套被測（33），該套筒上端通過柱塞螺栓（31）固定在柱塞臺階上；所述柱塞間隙補償孔（36）均勻分布在注水孔（35）周圍，連同注水孔（35）與peek柱塞套筒被測件（33）內壁，即用以將注水孔（35）內的高壓水向外擠壓peek柱塞套被測件（33），從而達到補償間隙的效果；

所述滾珠軸承（5）安裝在軸承支座（2）上，所述擋環（6）安裝在滾珠軸承（5）兩側，用以防止軸承側滑；

所述上端蓋（12）與缸體（13）通過螺釘（11）固定連接；

連桿（7）連接柱塞（10）一端開有兩個滾子軸承（8）孔，通過兩個滾子軸承（8）將柱塞（10）連接銷將柱塞銷（9）固定在連桿（7）上；連接銷（9）與柱塞（10）下端的連接孔過盈連接；連桿（7）與偏心輪（40）連接端呈半圓凹面壓在軸瓦（39）上，另一半圓面包裹住另一半軸瓦（39），兩個半圓凹面通過兩個螺栓連接固定組成整個連桿（7）；

偏心輪（40）通過平鍵（41）連接在中心軸（3）上，兩半塊軸瓦（39）包裹在偏心輪（40）外表面，處于連桿（7）和偏心輪（40）之間的位置；

本實施方式所述測試裝置的使用狀況如下，將主軸（3）的傳入端和變頻電機（44）的傳動軸的輸出端連接，變頻電機（44）的傳動軸的輸入端與無級變速開關輸出端（45）連接，配流閥（19）的進水口和水箱出水口連通，配流閥的進水口與水箱（49）之間的連接管路上設置過濾器（50）；配流閥（19）的出水口和溢流閥（47）的進水口連通，溢流閥（47）的出水口連通水箱（49）的進水口，在配流閥（19）和溢流閥（47）之間的連接管路上設置壓力傳感器（46），在溢流閥（47）和水箱（49）之間的管路上設置流量計（48）；

所述缸體（13）的位置可以通過若干螺栓（17）確定，缸體（13）內柱塞（10）和驅動連桿（7）通過銷（9）連接，連桿（7）通過軸瓦（39）和偏心輪（40）連接，偏心輪（40）通過平鍵（41）和主軸（3）連接，主軸（3）帶動偏心輪（40）旋轉時，偏心輪（40）產生偏心運動，并最終導致柱（10）做上下往復運動；當柱塞（10）做上下往復運動時通過配流閥（19）的進水口吸水，從配流閥的出水口排水，整個過程完成柱塞（10）的吸水排水；

柱塞缸體13與支架1通過螺栓（17）固結，缸體（13）的底端與柱塞（10）接觸面通過密封件（38）密封，這樣柱塞和缸體之間的泄漏被引入缸體的溝槽中，溝槽中的水通過導管（14）引出；

配流閥（19）通過過濾器與水箱相連，柱塞（10）在連桿的牽引下下移時，柱塞（10）腔的體積增大，真空作用會使得配流閥（19）的吸入閥閥芯（27）打開，實現吸水；配流閥（19）的排水口與水箱回水口之間的連通管路上依次設置有壓力傳感器和溢流閥，溢流閥可以模擬負載，而壓力傳感器可以檢測壓力波動；所述的配流閥（19）的閥芯包括吸入閥、壓出閥、緊固螺釘（24），其中吸入閥閥芯包括吸入閥閥座（26）、吸入彈簧（28）、吸入閥芯（27）、吸入彈簧壓緊螺母（29）；壓出閥包括壓出閥閥座（20）、壓出閥芯（22）、壓出彈簧（23）、壓出彈簧壓緊螺母（25）；配流閥殼體（19）內部為階梯形孔，配流閥閥芯設置于該階梯形孔內，配流閥閥芯出水口端面與容腔階梯形孔的端面相抵；配流閥閥芯的外壁與配流閥殼體內壁之間設有O型密封圈（21）。

2.根據權利要求1所述的柱塞副密封間隙自動補償驗證試驗裝置，其特征在于：該裝置的工作原理如下，變頻電機（44）帶動主軸（3）旋轉，主軸（3）進而帶動偏心輪旋轉，偏心輪（40）驅動連桿（7）做往復運動的過程中，連桿（7）帶動柱塞（10）做往復運動；當柱塞（10）壓入缸體（13）過程中，高壓水通過注水孔（35）壓入柱塞間隙補償孔（36），對peek柱塞套筒被測件（33）向外擠壓，從而減小peek柱塞套筒被測件（33）與缸體（13）的間隙即柱塞副間隙；此過程中，可通過電渦流傳感器（15）測量柱塞副間隙水膜厚度，從而達到檢測柱塞副間隙自動補償效果；

其中，經過配流閥（19）吸水口從水箱（49）中吸水，該吸入口的水經過過濾器（50）的過濾，當所述測試裝置排水時由于配流閥（19）進水口的截止作用，排出的水只能經過配流閥（19）的出水口流經溢流閥（47）并最終流回水箱（49）；壓力傳感器（46）可以實時的測量水路的壓力波動，通過調節溢流閥（47）的開啟壓力可以模擬柱塞泵在不同負載下的工況，通過變頻器（45）可以調節變頻電機（44）的轉速以模擬柱塞泵的不同轉速下的工況。