[發明專利]可模擬往復泵實際運行工況的缸套及活塞密封試驗裝置

有效

• 申請號: 202110041196.9
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112796986B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 劉廣兵;王永強;陳正文;董文平;蔣青;劉海山;朱華清;巴勝富;龐雷;張的
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院有限公司;合肥通用環境控制技術有限責任公司
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺;柯凱敏

本發明涉及活塞往復泵用缸套及活塞密封壽命檢測技術領域，具體涉及一種可模擬往復泵實際運行工況的缸套及活塞密封試驗裝置。本發明包括第一缸套、高壓導液環及第二缸套；活塞包括用于動密封配合第一缸套的第一活塞、用于動密封配合第二缸套的第二活塞以及軸向的剛性連接兩者的附加活塞桿，第一活塞或第二活塞通過主活塞桿連接用于驅動活塞產生軸向往復動作的動力源；附加活塞桿直徑小于第一活塞和第二活塞直徑。本裝置既能模擬缸套與活塞密封作往復運動時的受力和運動狀態，又能保證活塞在僅受很小軸向力的作用下以遠小于正常活塞的驅動功率下完成其檢測，可保證測試的準確性、高效化、快速化及智能化。

技術領域

本發明涉及活塞往復泵用缸套及活塞密封壽命檢測技術領域，具體涉及一種可模擬往復泵實際運行工況的缸套及活塞密封試驗裝置。

背景技術

由于壽命試驗成本、驗證方法等各種因素限制，絕大多數情況下尚無有效獲得缸套及活塞密封使用壽命的方法與手段。目前，缸套及活塞密封的壽命數據多數通過現場測試法，或實物樣機測試法等方法得到。

應用現場測試法全程借助于往復泵應用現場，利用泵使用現場具備的生產裝置和便利條件，在流程生產用泵過程中，對泵配缸套及活塞密封的壽命及工作狀態進行跟蹤、記錄并最終獲得它們壽命測試數據。然而，流程應用現場的前提和目標是保障安全生產，缸套及活塞密封壽命測試只是附加任務。在實際生產過程中，生產工藝總是不停在變化，決定泵的運行工況(流量、壓力、轉速、溫度、輸送介質)也都在處于變化之中，導致測試過程的邊界條件常偏離預設工況但又不能調整，測試結果不能客觀反映特定工況的實際情況。甚至由于條件的制約，往往這種變化還缺乏有效的統計記錄，分析數據時，缺乏必要的實際運行工況和運行邊界條件作為變化分析基礎。同時，由于受制于現場操作者專業能力、專業技術人員難以系統參與、現場生產型儀器設備精度不夠等諸多因素的影響，增加了這種測試數據的不確定性。以至于很多時候，同一缸套及活塞密封在不同渠道下得到的試驗數據差別很大，甚至有成倍的偏差。因此，許多通過這種方式獲得的壽命數據，由于缺乏許多必要的前提支撐，僅能作為缸套實際壽命的參考，不能用來作為精細化生產和精確定量的壽命指標依據。此外，生產線意外停機檢修會帶來較大的經濟損失。未經試驗驗證直接用于實際生產進行試驗驗證，很容易造成意外故障停機。因此多數情況下，未經試驗驗證的活塞—缸套往復密封是不允許直接在生產現場進行試驗測試的。

實物樣機測試法就是將裝配有被試缸套的實物樣機安裝在專用試驗臺架系統上，在設計工況下，對泵進行連續性運轉試驗，測試泵配缸套的實際運行壽命。然而，實物樣機測試法的劣勢也極其明顯：即高耗低效，對于大功率機組這種缺陷愈加明顯。高耗方面，實物樣機測試法需要將缸套及活塞密封裝配在實物樣泵中，在泵實際工況下連續運行，直至缸套損壞為止。以中等功率的315kW活塞泵為例，如果缸套壽命按時間2000h、電費率按0.75元/kW.h估算，試驗電費約為：315*2000*0.75/10000＝47.25萬元。以上估算僅是對1種缸套、1種工況，如果缸套需要進行多種工況的對比測試，將會產生更大的試驗費用支出。此外，還有水費、龐大試驗系統等建設費用，由此可見該測試方法需要巨額成本開支作為支撐。低效是指：由工程經驗可知，往復泵活塞壽命一般在1～6個月左右，大泵缸套壽命相對短一點。如果大功率、原速試驗，多數企業的測試能力僅能保證一臺大泵試驗，將導致大量的泵正常試驗無法試驗。因此實物樣機測試法不僅試驗數據獲取周期長，企業也無法承擔；此外，缸套生產企業也不具備稍大功率的測試條件。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種結構合理而實用的可模擬往復泵實際運行工況的缸套及活塞密封試驗裝置，本裝置既能完全模擬缸套與活塞密封作往復運動時的受力和運動狀態，又能保證活塞在僅受很小軸向力的作用下以遠小于正常活塞的驅動功率下完成其檢測，可保證測試的準確性、高效化、快速化及智能化。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：