分腔施压检测密封性能的实验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109632288A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201910027273.8(22)申请日2019.01.11(71)申请人沈阳工业大学地址110870辽宁省沈阳市经济技术开发区沈辽西路111号(72)发明人吕晓仁刘杰夫(74)专利代理机构沈阳科威专利代理有限责任公司21101代理人刁佩德(51)Int.Cl.G01M13/005(2019.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称分腔施压检测密封性能的实验装置(57)摘要一种分腔施压检测密封性能的试验装置，解决了现有试验装置无法模拟橡胶密封圈在复杂工况下进行密封性能研究等问题，包括机座、组装在机座上的实验机构、换向机构、加料机构、加压机构，其技术要点是：实验机构的箱体利用外周套装密封圈的旋转活塞分隔成左、右密封腔，中心旋转轴上的旋转活塞与转矩转速传感器和液压马达连接在同一轴线上，叶轮与搅拌电机连接在同一轴线上；加料机构的左、右加料漏斗固定在左、右密封腔进料口的上方，加压机构的左、右高压接头分别与左、右密封腔连通。其结构设计合理，准确地模拟现场工况，加载均匀，调整方便，操作容易，施压范围广，完全满足在不同流体压力、不同转速、不同工作介质情况下的密封性能要求。CN109632288ACN109632288A权利要求书1/1页1.一种分腔施压检测密封性能的实验装置，包括机座、组装在机座上的实验机构、换向机构、加料机构、加压机构，其特征在于：所述实验机构的箱体内腔利用外周套装有密封圈的旋转活塞分隔成左、右密封腔，旋转活塞固定连接在中心旋转轴的一端，中心旋转轴的另一端利用组装在箱体右侧壁的的轴承组件支撑，并通过联轴器分别与固定在机座上的转矩转速传感器和液压马达连接在同一轴线上，液压马达控制旋转活塞的换向以及转速，转矩转速传感器读取液压马达输出的转速和扭矩；设置在左密封腔内的叶轮与箱体左侧壁支撑的传动轴一端连接，传动轴的另一端通过联轴器与搅拌电机驱动轴连接在同一轴线上；加料机构的左、右加料漏斗分别固定在箱体的左、右密封腔进料口的上方，加压机构的左、右高压接头通过高压油管分别与左、右密封腔连通。2.根据权利要求1所述的分腔施压检测密封性能的实验装置，其特征在于：所述实验机构包括箱体，组装在箱体内的搅拌电机驱动的叶轮，带有密封圈的旋转活塞及中心旋转轴、转矩转速传感器、液压马达及相关联轴器，由旋转活塞分隔成的左密封腔和右密封腔。3.根据权利要求1所述的分腔施压检测密封性能的实验装置，其特征在于：所述加料机构包括与装有流体介质料箱连通的带有左球阀开关的左加料漏斗及带有右球阀开关的右加料漏斗。4.根据权利要求1所述的分腔施压检测密封性能的实验装置，其特征在于：所述加压机构包括与液压油缸连通的左高压接头、右高压接头。5.根据权利要求1所述的分腔施压检测密封性能的实验装置，其特征在于：所述换向机构由第二电机及其控制的换向阀和带有减压阀的第二液压阀块构成。2CN109632288A说明书1/5页分腔施压检测密封性能的实验装置技术领域[0001]本发明涉及一种用于测试盾构机主驱动密封性能的实验装置，特别是一种分腔施压检测密封性能的试验装置。主要是模拟主驱动的密封圈，在与旋转活塞凹槽底面和侧面以及外圈内壁形成面接触摩擦副，左右密封腔在含润滑脂、泥沙等介质以及不同流体压力的工况下，测试密封圈的密封性能的摩擦磨损试验。背景技术[0002]目前，泥水盾构机在挖掘地下或海底隧道中应用广泛。在实际使用过程中，泥水盾构机的工况比较复杂，既需要承受一定的流体压力，又需要密封住泥水等介质。传统的土压平衡盾构机用唇形密封圈来保证密封性能，但是唇形密封圈承受最大流体压力在0.8MPa，而海底隧道中流体压力一般在1.5MPa，因此，需要重新选择合理的密封圈，来保证盾构机主驱动的密封性能，现阶段应用O形密封圈和星形密封圈的实例比较多，当前实验阶段优先选择这两种密封圈。为了防止外界的渣土、泥水等腐蚀性介质的侵入，无论橡胶密封圈应用在动密封还是静密封，都必须保证合理的密封性能。橡胶密封圈不仅受到外界的渣土、泥水等腐蚀性介质中固体颗粒的挤压与剪切造成材料的流失，而且还受到液体介质本身的溶胀腐蚀，致使橡胶材料的密封性能大大降低。投入使用时，为了保证密封圈有合理的压缩率，密封圈与外轴之间初始压缩率一般选用最大值。当旋转运动一段时间后，沙粒的切削以及外轴的挤压与剪切，将使橡胶密封圈发生磨损，橡胶密封圈与外轴之间的压缩率就会减小，当压缩率减小到一定程度，受挤压产生的接触应力小于流体压力，橡胶密封圈发生密封失效。可以看出，橡胶密封圈在动密封的运动过程中，随着密封圈的磨损，压缩率会变小，压缩率选择过大，橡胶密封圈与外轴接触面积过大，又