[發明專利]一種適用于多工況的干氣密封實驗系統

有效

• 申請號: 201710349662.3
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107063668B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 張荻;杜秋晚;高科科;謝永慧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01M13/005
• 分類號: G01M13/005;G01D21/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種適用于多工況的干氣密封實驗系統，其特征在于，包括傳動系統、供氣系統、密封系統以及測量控制系統；其中，

該實驗系統工作時，由供氣系統提供實驗設定狀態的密封工質進入密封系統，傳動系統帶動密封系統運轉實現密封效果，測量控制系統對實驗過程中各參數進行控制和測量，得到干氣密封氣動性能的實驗結果；

傳動系統包括齒輪箱及相應連接結構(16)、電機主軸(17)、第一聯軸器(18)、第二聯軸器(20)、軸承箱(21)和密封主軸(23)；

供氣系統包括主氣瓶(1)、備用氣瓶(4)、漩渦氣泵(7)、凝聚過濾器(9)、掛壁式溫度控制柜(10)、氣體管式加熱器(11)、穩壓罐(12)和泄壓閥(15)；

密封系統包括密封腔(24)、泄漏氣體收集殼(25)、氣體溶解箱(32)、噴射真空泵(33)和儲存氣瓶(34)；

測量控制系統包括第一壓力表(3)、第二壓力表(6)、第三壓力表(8)、第四壓力表(14)、扭矩轉速儀(19)、第一電渦流傳感器(27)、第二電渦流傳感器(28)、溫度傳感器(29)、金屬管浮子流量計(30)、數據采集儀(35)和計算機(36)；

齒輪箱及相應連接結構(16)輸出端連接電機主軸(17)，電機主軸(17)與密封主軸(23)之間通過第一聯軸器(18)和第二聯軸器(20)連接，軸承箱(21)設置在第二聯軸器(20)和密封主軸(23)之間；

供氣系統分為三個支路，第一支路由主氣瓶(1)提供設定壓力氣體作為密封工質；第二支路由備用氣瓶(4)提供備用氣體；第三支路由旋渦氣泵(7)壓縮空氣作為密封工質；三個支路的出口與凝聚過濾器(9)相連，經過凝聚過濾器(9)的過濾作用，去除掉密封工質中的雜質；氣體經過凝聚過濾器(9)的出口進入氣體管式加熱器(11)加熱升溫，通過掛壁式溫度控制柜(10)控制加熱后的氣體溫度達到實驗設定溫度，并通入穩壓罐(12)以使氣體均勻穩定流動，同時通過泄壓閥(15)進行壓力調節后送入密封系統中的密封腔(24)；

密封腔(24)是干氣密封實驗系統的實驗段，用來密封氣體，密封腔(24)外面安裝泄漏氣體收集殼(25)，用來收集干氣密封泄露的氣體，密封腔(24)內部用來布置干氣密封(26)；

第一壓力表(3)用來測量主氣瓶(1)提供的密封工質壓力，第二壓力表(6)用來測量備用氣瓶(4)提供的密封工質壓力，第三壓力表(8)與漩渦氣泵(7)出口連接，用來測量漩渦氣泵(7)提供的壓縮空氣壓力，第四壓力表(14)用來測量最終送入密封腔(24)的密封工質壓力，扭矩轉速儀(19)布置在第一聯軸器(18)與第二聯軸器(20)之間，用來測量密封主軸(23)的扭矩與轉速，第一電渦流傳感器(27)布置在密封主軸(23)的兩個主慣性軸方向，用來測量密封主軸(23)的軸向振動。

2.根據權利要求1所述的一種適用于多工況的干氣密封實驗系統，其特征在于，工作時，干氣密封(26)的靜環(37)安裝在環形裝置(40)上，與密封腔壁(42)通過彈簧(41)相連，第二電渦流傳感器(28)布置在環形裝置(40)的軸心線上，與密封主軸(23)設有距離，干氣密封(26)的動環(39)套裝在密封主軸(23)，在靠近靜環(37)的端面上開設有槽(38)，當實驗系統運行穩定后，靜環(37)受到流體動壓力作用壓縮彈簧(41)使得膜厚增大，第二電渦流傳感器(28)測得第二電渦流傳感器(28)的測量端面與密封主軸端面之間的位移變化，即為氣膜厚度變化值；在靜環(37)背面取若干個不同半徑的圓周，在每個圓周上沿周向均勻加工4個不等深孔，布置溫度傳感器(29)，根據線性插值法得到靜環(37)端面不同半徑處的溫度；金屬管浮子流量計(30)布置在泄漏氣體收集殼(25)上，用來測量密封工質泄露量；數據采集儀(35)用來接收第一電渦流傳感器(27)、第二電渦流傳感器(28)、溫度傳感器(29)以及金屬管浮子流量計(30)的數據，并送入計算機(36)中進行顯示和記錄。

3.根據權利要求1所述的一種適用于多工況的干氣密封實驗系統，其特征在于，齒輪箱及相應連接結構(16)中的齒輪箱輸出端能夠達24000rpm。

4.根據權利要求1所述的一種適用于多工況的干氣密封實驗系統，其特征在于，傳動系統還包括油泵(22)，用于為軸承箱(21)供油對軸承進行潤滑。