往复式磁性液体密封装置的密封性能实验台

摘要

一种往复式磁性液体密封装置的密封性能实验台，该实验台行程控制部分的左右模块(11)、(13)套在往复轴(14)上；行程开关(12)固定在工作台上。执行机构的第一直线轴承(16)装入第一轴承座(17)，第一轴承座分别与第一轴承端盖(15)、密封罩(18)固定连接；第二轴承座(20)嵌入到密封罩内；第二直线轴承(19)、隔磁环(21)装入第二轴承座内；密封件(22)装入密封壳(23)内，注入磁性液体后，装在往复轴上，密封壳、第二轴承座固定在密封罩上；真空表(29)、压力表(30)、真空泵(32)、压缩机(34)分别与各自的接口连接。活塞杆9与往复轴14焊接。解决了往复式运动中密封件密封性能的检测。

说明书

技术领域

本发明涉及一种往复式磁性液体密封装置的密封性能试验台。

背景技术

在往复轴的运动中，密封件的密封效果直接影响到设备的整体质量。目前对于密封件密封性能的检测大多是针对静密封条件下密封件密封性能的检测，而对于往复运动下密封件密封性能的检测未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是，提供一种往复式磁性液体密封装置的密封性能实验台。

本发明的技术方案是：

一种往复式磁性液体密封装置的密封性能实验台，该试验台包括：液压控制机构、行程控制部分与执行机构。

行程控制部分包括：左模块、行程开关、右模块；左模块和右模块套在往复轴上；行程开关固定在左模块和右模块中间位置下方的工作台面上，往复轴运动时，左模块和右模块撞击行程开关。

执行机构包括：往复轴、轴承端盖、第一直线轴承、第一轴承座、密封罩、第二直线轴承、第二轴承座、隔磁环、密封件、密封壳、真空表、压力表、阀门、真空泵、阀门、压缩机；其之间的连接顺序为：

第一直线轴承装入第一轴承座内，第一轴承端盖通过螺钉与第一轴承座螺纹连接将第一直线轴承固定后，再将第一轴承座通过螺钉与密封罩螺纹连接；

安装往复轴；

第二轴承座装在往复轴上，嵌入到密封罩内；将第二直线轴承、隔磁环装入第二轴承座内；

密封件装入密封壳内，注入磁性液体之后，装在往复轴上，通过螺钉与密封罩的螺纹连接，将密封壳、第二轴承座固定在密封罩上；

真空表安装在真空表接口上，压力表安装在压力表接口上；真空泵通过阀门与真空泵接口连接；压缩机通过阀门与压缩机接口连接；

将上述连接成的执行机构固定在工作台上；再将活塞杆与往复轴焊接。

本发明的有益效果：

试验台选用直线轴承降低了往复轴径向很小的位移对密封间隙变化的影响，提高了试验的可靠性和准确性；该试验台结构紧凑，易于操作和控制；解决了往复式运动中密封件密封性能的检测。

附图说明

图1为往复式密封试验台的原理图。

图2为执行机构的示意图。

图3为执行机构的左视图。

图4为图2的A-A剖视图。

图5为行程开关模块的示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步说明。

一种往复式磁性液体密封装置的密封性能实验台，如图1所示。该试验台包括：液压控制机构、行程控制部分与执行机构。

行程控制部分包括：左模块11(如图5所示)、行程开关12、右模块13；左模块11和右模块13套在往复轴14上，左模块11和右模块13之间的距离为实验要求的行程，行程确定后，将左、右模块用螺栓与左、右模块螺纹连接固定在往复轴14上。行程开关12固定在左模块11和右模块13中间位置下方的工作台面上，往复轴14运动时，左模块11和右模块13撞击行程开关12。可以实现同一速度不同行程和同一行程不同速度对密封能力影响的实验要求。

如图2所示，执行机构(如图2，3所示)包括：往复轴14、轴承端盖15、第一直线轴承16、第一轴承座17、密封罩18(如图4所示)、第二直线轴承19、第二轴承座20、隔磁环21、密封件22、密封壳23、真空表29、压力表30、阀门31、真空泵32、阀门33、压缩机34。其之间的连接顺序为：

第一直线轴承16装入第一轴承座17内，第一轴承端盖15通过螺钉与第一轴承座17螺纹连接将第一直线轴承16固定后，再将第一轴承座17通过螺钉与密封罩18螺纹连接；

安装往复轴14；

第二轴承座20装在往复轴14上，嵌入到密封罩18内；将第二直线轴承19、隔磁环21装入第二轴承座20内；

密封件22装入密封壳23内，注入磁性液体之后，装在往复轴14上，通过螺钉与密封罩18的螺纹连接，将密封壳23、第二轴承座20固定在密封罩18上；

真空表29安装在真空表接口25上，压力表30安装在压力表接口26上；真空泵32通过阀门31与真空泵接口27连接；压缩机34通过阀门33与压缩机接口28连接；

将上述连接成的执行机构固定在工作台上；再将活塞杆9与往复轴14焊接。

密封件由极靴、永磁铁、极靴组成，极靴的外环面上嵌有O型橡胶密封圈。选用的磁性液体都为粘度为40cp机油基磁性液体。

行程开关12的型号为HL-5030的滚轮式行程开关。

左模块11和右模块13结构和尺寸相同，为一圆筒形，在其圆筒同一直径的筒壁上，设一螺纹孔和一凸起。

空气压缩机和真空泵型号分别为Z-0.05/10与2SK-6。

液压控制机构是根据提供的最大行程为120mm，往复速度介于0到70mm/s之间的活塞杆运动参数，由吉林液压设备厂制作。

液压控制机构工作原理，见图1。

当油缸1中的油经滤油器2进入油泵3时，压力表4显示此时的油压，如果油压过大，溢流阀10使一部分油溢出，从而起到过压保护的作用。

行程开关12使继电器控制三位四通电磁换向阀5换向，使活塞缸8中的活塞杆9作不同行程的往复运动。

第一调速阀6和第二调速阀7置于不同的档位，实现活塞缸8中的活塞杆9的速度调节。

往复轴静止时，对密封组件的实验：

真空泵28将密封室12抽成真空度为1.05×10^-3pa后，观察5分钟，若真空表指针偏转，则说明密封件失效，若真空表指针不发生偏转，则说明密封件密封良好。

使用空气压缩机31缓慢给密封室12加压至0.15个大气压时，立刻停止加压，并观察两分钟，发现压力表27显示的压力值下降至0.14个大气压并保持不变，表明系统停止泄露，重复以上步骤三次，发现结果基本相同，表明此密封结构的最大静止耐压值为0.14个大气压。

同一行程不同速度对密封性能影响的实验：

用空气压缩机34给系统缓慢加压至0.11个大气压时，移动活塞杆9上的左模块11、右模块13使其到行程开关12的距离为40mm，并用紧定螺钉35使左模块11、右模块13固定在活塞杆上，调节液压控制机构上的液压阀旋钮，使往复轴作行程为40mm，速度为0.3mm/s的往复运动，当往复轴往右运动时，可以观察到压力表指针不动，当往复轴向左运动开始时，压力表指针下降0.105个大气压，并保持不变，调节液压控制机构上的液压阀旋钮使往复轴分别以1.11mm/s、2.22mm/s、2.94mm/s、4mm/s、6.25mm/s、8.33mm/s、20mm/s、25mm/s、66.67mm/s的速度作往复运动时，在运动方向转换的瞬间同样可以观察到压力表指针下降，随后保持不变。当往复轴停止时，压力又恢复至0.11个大气压。因此往复轴在同一行程不同速度下密封系统没有失效，密封效果良好。

同一速度不同行程对密封性能影响的实验：

用空气压缩机34给系统缓慢加压至0.1个大气压时，移动活塞杆9上的左模块11、右模块13使其到行程开关12的距离为100mm，并用紧定螺钉35使左模块11、右模块13固定在活塞杆上，调节液压控制机构上的液压阀旋钮，使活塞缸7中的活塞，作行程为100mm、速度为0.42mm/s的往复运动，发现当往复轴向右运动时，可以观察到压力表指针不偏转，当往复轴开始退回时，压力值下降为0.078个大气压，随后保持不变。但当轴14停止时，压力恢复为0.08个大气压。移动活塞杆9上的滑块11、13到不同位置并用螺钉固定，使活塞杆9作速度为0.42mm/s、行程分别为80mm、60mm、40mm、20mm的往复运动时，发现当往复轴向右运动时，可以观察到压力表指针不偏转，当往复轴开始退回时压力值下降，随后保持不变。但当轴停止时，压力并没恢复到初始值，密封件发生泄露，且在同一速度不同行程下密封件的最大耐压值为0.8个大气压。