[發(fā)明專(zhuān)利]一種溫度可控的高壓高速往復(fù)密封實(shí)驗(yàn)腔體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910838096.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110500340B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭飛;項(xiàng)沖;張兆想;黃毅杰;賈曉紅;索雙富;王玉明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F15B19/00
• 分類(lèi)號(hào): F15B19/00;F15B15/14;F15B15/20
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

本發(fā)明公開(kāi)了一種溫度可控的高壓高速往復(fù)密封實(shí)驗(yàn)腔體，包括實(shí)驗(yàn)缸體與冷卻裝置。該發(fā)明通過(guò)將薄水套固定在厚缸體內(nèi)壁，既保證了高壓下實(shí)驗(yàn)裝置的安全性，又能夠有效地對(duì)腔內(nèi)油液進(jìn)行冷卻，并且通過(guò)四處焊點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了水套的固定以及冷卻水與腔內(nèi)油液之間的隔絕；通過(guò)在端蓋內(nèi)壁開(kāi)水槽與進(jìn)出水口，并利用水槽左右兩側(cè)的低壓密封封住冷卻水，直接對(duì)活塞桿進(jìn)行冷卻，而且低壓密封摩擦力較小，對(duì)高壓往復(fù)密封摩擦力的測(cè)量影響較小；通過(guò)溫度傳感器與紅外成像儀獲得的溫度信號(hào)，可對(duì)冷卻水的流量或者溫度進(jìn)行反饋控制，實(shí)現(xiàn)控溫效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橡塑往復(fù)密封技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種溫度可控的高壓高速往復(fù)密封實(shí)驗(yàn)腔體。

背景技術(shù)

往復(fù)密封是指密封界面之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)密封，是保證液壓、氣壓等系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵核心零部件，其性能好壞影響到設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，在諸如航空航天、機(jī)械、汽車(chē)等現(xiàn)代工業(yè)中起著非常重要的作用。關(guān)于往復(fù)密封的研究距今已有了80多年的歷史，現(xiàn)該技術(shù)的理論模型和實(shí)驗(yàn)仿真等在低壓、低速工況下的研究已較為成熟。然而近幾年隨著主機(jī)裝配性能的不斷提高，往復(fù)密封的研究也要往保證高壓高速下密封性能和密封壽命的方向突破，高壓高速的嚴(yán)苛工況給往復(fù)密封技術(shù)提出了更高的要求。

往復(fù)密封技術(shù)是涉及材料學(xué)、機(jī)械學(xué)、力學(xué)、摩擦學(xué)及傳熱學(xué)等多個(gè)學(xué)科的綜合性密封技術(shù)，在高壓高速工況下，由于密封圈的摩擦力與往復(fù)速度都較高，會(huì)產(chǎn)生大量摩擦熱使得密封系統(tǒng)溫度顯著提升，對(duì)橡塑密封圈與潤(rùn)滑膜的力學(xué)行為產(chǎn)生不可忽略的影響，因此溫度是影響高壓高速往復(fù)密封系統(tǒng)性能的主要因素之一，在進(jìn)行高壓高速往復(fù)密封實(shí)驗(yàn)時(shí)必須對(duì)溫度進(jìn)行控制。

往復(fù)密封工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱，會(huì)通過(guò)活塞桿和實(shí)驗(yàn)缸體內(nèi)的油液運(yùn)走，并且由于潤(rùn)滑膜較薄，活塞桿表面溫度實(shí)際上就代表了潤(rùn)滑膜溫度，而腔內(nèi)油液溫度則代表了密封所處的環(huán)境溫度，影響密封基體的力學(xué)性能。因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)需要分別對(duì)活塞桿以及腔內(nèi)油液進(jìn)行溫度控制，進(jìn)而能夠?qū)Σ煌到y(tǒng)冷卻條件下的高壓高速往復(fù)密封性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)條件，本發(fā)明的目的在于提供一種溫度可控的高壓高速往復(fù)密封實(shí)驗(yàn)腔體，在腔體內(nèi)部以及活塞桿表面均設(shè)有冷卻系統(tǒng)，配套相應(yīng)的溫度檢測(cè)裝置，從而能夠?qū)η粌?nèi)油液以及活塞桿的溫度進(jìn)行控制。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種溫度可控的高壓高速往復(fù)密封實(shí)驗(yàn)腔體，包括機(jī)架1、實(shí)驗(yàn)缸體與冷卻裝置，所述冷卻裝置包括水套28，所述實(shí)驗(yàn)缸體包括固定在機(jī)架1上的缸體2，缸體2內(nèi)壁與水套28外壁配合，在配合表面的邊沿有第一焊點(diǎn)20與第四焊點(diǎn)11，缸體2上開(kāi)有外進(jìn)油口16、外溫度傳感器口15、外進(jìn)水口17和外出水口29，水套28上開(kāi)有與外進(jìn)油口16同軸放置的內(nèi)進(jìn)油口19和與外溫度傳感器口15同軸放置的內(nèi)溫度傳感器口12，外進(jìn)油口16與液壓系統(tǒng)相連，外溫度傳感器口15中設(shè)置溫度傳感器，在外進(jìn)油口16與水套28外壁交接處有第二焊點(diǎn)18，在外溫度傳感器口15與水套28外壁交接處有第三焊點(diǎn)13，水套28外壁開(kāi)有外水槽30，其起點(diǎn)與終點(diǎn)分別同外進(jìn)水口17和外出水口29連通，水套28左右兩側(cè)分別固定有左端蓋21和右端蓋10，在左端蓋21與水套28之間有左高壓密封27，右端蓋10與水套28之間有右高壓密封3，在左端蓋21內(nèi)壁開(kāi)有左水槽25，右端蓋10內(nèi)壁開(kāi)有右水槽5，左水槽25的起點(diǎn)與終點(diǎn)分別同左進(jìn)水口23和左出水口22連通，右水槽5的起點(diǎn)與終點(diǎn)分別同右進(jìn)水口8和右出水口9連通，在左水槽25的兩側(cè)分別安裝有第一低壓密封24與第二低壓密封26，右水槽5的兩側(cè)分別安裝有第三低壓密封4與第四低壓密封6，活塞桿7水平穿入水套28內(nèi)，貫穿左端蓋21與右端蓋10，活塞桿7左側(cè)與拉壓力傳感器以及往復(fù)直線(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置相連。

通過(guò)在腔體內(nèi)部安裝水套28，腔體嚴(yán)格按照強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)壁厚，水套28內(nèi)置則可以讓冷卻水更加接近腔內(nèi)油液并受到腔體的保護(hù)，在保證安全性的前提下實(shí)現(xiàn)了腔內(nèi)油液的有效冷卻，并通過(guò)兩側(cè)端蓋內(nèi)壁的水槽與進(jìn)、出水口，實(shí)現(xiàn)了活塞桿7的冷卻。