[發明專利]一種流體壓力膜特性參數的測試裝置

有效

• 申請號: 202110025601.8
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112880989B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 史廣泰;鈄江龍;李昶旭;唐萬琪;譚笑;舒澤奎
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 成都天匯致遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51264
• 代理人: 韓曉銀

本發明涉及一種流體壓力膜特性參數的測試裝置，用于測試流體端面動壓機械密封裝置中，兩密封端面之間的流體壓力膜的特性參數，設計了氣體壓脹彈簧的氣動控制系統，利用先導式壓力調節閥與二位三通電磁控制高速開關閥協同配合，對氣體壓脹彈簧對密封動環與密封靜環之間接觸載荷進行精確控制，提高測試效率和精度，并且易于實現自動化控制，設計了變頻器的結構，通過變頻器控制輸入到永磁同步電機的電流，并利用計算機監測記錄并控制變頻器的工作參數，實現對密封動環轉速的連續性變化的精確控制，可以實現轉速按照設定的變化曲線進行變化，使密封動環的轉速更接近于實際工況，測試結果可信度更高，并且簡化了測試裝置的整體結構、拆裝便捷。

技術領域

本發明涉及壓力流體特性參數的測試領域，具體涉及一種流體壓力膜特性參數的測試裝置。

背景技術

流體端面動壓機械密封裝置是流體機械中防止高壓流體沿轉軸泄漏的關鍵基礎件，其密封端面憑借微米級流體膜產生的動壓效應運行于非接觸的密封狀態，利用密封端面之間產生的具有密封剛度的流體壓力膜保持了密封端面的非接觸潤滑密封，使密封裝置承載性能好、可靠性高、服役壽命長的特點，廣泛應用于石油石化、航空航天等領域。

流體端面動壓機械密封裝置的密封泄漏率或泵送率以及相對旋轉的兩機械密封端面之間的流體壓力膜的特性參數，如：流體膜的剛度、流體膜厚度變化以及密封裝置的泄漏率或泵送率的測量、摩擦扭矩等等，是影響流體端面動壓機械密封裝置整體密封效果的重要特性指標。而在流體機械實際旋轉運動的工況中，兩密封端面軸向的接觸載荷、相對旋轉的轉速以及密封端面的動壓槽的槽型結構等是影響兩機械密封端面之間的流體膜的上述特性參數的重要因素，現有技術通常是通過改變兩密封端面軸向的接觸載荷、相對旋轉的轉速以及密封端面的動壓槽的槽型結構等工況條件，來測試上述工況條件的變化對流體膜的剛度、流體膜厚度變化以及密封裝置的泄漏率或泵送率的測量、摩擦扭矩等流體膜的特性參數的影響。

而現有技術中，例如中國專利（申請號CN201310348792）提出了一種空化可視的多功能密封實驗裝置，然而該專利的裝置在上述工況條件的變化的情況下，測試密封裝置在不同工況下的流體膜厚度變化以及密封裝置的泄漏率或泵送率的測量、摩擦扭矩等流體膜的特性參數的裝置，存在以下技術問題：

1、測試裝置在對兩密封端面軸向的相對旋轉的轉速的控制過程中，不能夠實現對相對旋轉的轉速的連續性變化的精確控制，也不能實現轉速按照設定轉速變化曲線進行變化，這樣就無法模擬流體機械轉軸在實際工況中的轉速變化，使測試的工況條件無法接近工作實際，測試結果可信度不高，對實際流體機械實際工作以及密封裝置的設計指導意義不足。

2、測試裝置在對兩密封端面軸向的接觸載荷的控制過程中，不能夠實現對相對載荷的實時的精確控制，并且每改變一次接觸載荷時就需要測試裝置停機，通過手動調整，精度度差，不能實現自動化控制，測試效率低。

3、現有的測試裝置，每當上述工作參數變化時都需要對裝置的多個部件進行拆裝或者手動操作，測試效率低，無法實現自動化、智能化控制，裝置機械結構復雜，測試過程中故障率高，也不能對于上述載荷、轉速的工況參數變化進行實時監測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種流體壓力膜特性參數的測試裝置，以解決上述背景技術中提出技術問題，為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種流體壓力膜特性參數的測試裝置，其專門用于測試流體端面動壓機械密封裝置中，相互旋轉的兩密封端面之間的流體壓力膜的特性參數，其特征在于：

具有水平的基座，所述基座上固定有第一力傳感器，所述第一力傳感器上固定有軸承座，所述軸承座上設置有軸承，所述軸承上設置有圓形彈簧座，所述圓形彈簧座上端面的圓周方向上平均分布地設置有多個相同的氣體壓脹彈簧，所述多個氣體壓脹彈簧上端固定有靜環座，所述靜環座上固定有密封靜環。