SU779689A1 - Plant for investigating and seals - Google Patents

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для проектирования и исследования торцовых уплотнений вращающихся валов. ;The invention relates to a sealing technique and can be used for the design and study of mechanical seals of rotating shafts. ;

Известна установка для исследования торцовых уплотнений, имеющая рабочую ⁵ камеру, привод, устройства для крепления испытуемых уплотнений, нагружающее И устройство, охлаждающую камеру и контрольно-измерительную аппаратуру [jQ·A known installation for the study of mechanical seals, having a working ⁵ chamber, a drive, a device for mounting the test seals, a load AND device, a cooling chamber and instrumentation [jQ ·

Известная установка не позволяет ис— ¹⁰ следовать колебания торцовых уплотнений, на ней затруднено плавное изменение скорости скольжения элементов пары трения, ограничена скорость вращения ротора, нет возможности исследовать торцовые гидростатические уплотнения, сложно замерить рабочий зазор в паре трения и распределение давления в ®м при вращении ротора.The known device does not enable ¹⁰ used to follow fluctuations of mechanical seals, it is difficult to smoothly change the speed of sliding friction element pairs, the rotor speed is limited, there is no opportunity to examine Mechanical hydrostatic seal, it is difficult to measure the working gap in a pair of friction and pressure distribution during rotation in ®m rotor.

Цель изобретения - создание уставов- _м ки, позволяющей исследовать торцовые уплотнения, в том числе и гидростатического типа, в условиях, близких к эксплуатационным, работающие в жидких и газооб2 разных средах при высоких окружных ско- ^: ростах И повышенных вибрациях.The purpose of the invention - creation ustavov- _m ki allowing investigate mechanical seals, including the hydrostatic type, under conditions similar to operational working in liquid and gazoob2 different environments at high circumferential ^sko-: growth and increasing vibrations.

Указанная цель достигается тем, что установка выполнена в виде корпуса, имеющего газовые подшипники, изготовленные заодно с ним, и генератор колебаний Газовую опору большого хода, образованную нижней крышкой корпуса.This goal is achieved by the fact that the installation is made in the form of a housing having gas bearings made at the same time as the oscillator and an oscillation generator. Long-stroke gas support formed by the lower housing cover.

На верхней крышке установлено испытуемое уплотнение, являющееся сменным. Для обеспечения подвода рабочего тела в камеру торцового'гидростатического уплотнения в верхней крышке выполнены каналы и штуцеры, а на Кольце торцового уплотнения закреплены два поршня с отверстиями, связывающими каналы в верхней крышке корпуса с каналами, выполненными в кольце уплотнения, и рабочими камерами, имеющимися на сменных парах трения торцового гидростатического уплотнения, которые закреплены на кольде уплотнения.On the top cover, a test seal is installed, which is replaceable. To ensure the supply of the working fluid to the chamber of the mechanical hydrostatic seal, channels and fittings are made in the upper cover, and two pistons are fixed on the mechanical seal ring with holes connecting the channels in the upper housing cover to the channels made in the seal ring and working chambers available on interchangeable friction pairs of mechanical hydrostatic seals that are mounted on the seal ring.

На поверхности кольца закреплены малогабаритные датчики давления. На роторе закреплено рабочее колесо пневмотурбины, а сопловой аппарат ее размещен в корпусе установки между газовыми подшипниками.Small-sized pressure sensors are fixed on the surface of the ring. A rotor of a pneumatic turbine is fixed on the rotor, and its nozzle apparatus is placed in the installation casing between gas bearings.

На чертеже изображена установка для исследования уплотнений, общий вид.The drawing shows the installation for the study of seals, General view.

Установка содержит корпус 1 с газовы- $ ми подшипниками 2, выполненными заодно с корпусом. В корпусе вращается вал 3. Привод вала осуществляется пневмотурбиной, .состоящей из соплового аппарата 4 н рабочего колеса 5. щThe installation comprises a housing 1 with gas bearings 2 made integrally with the housing. The shaft 3 rotates in the housing. The shaft is driven by a pneumatic turbine, consisting of a nozzle apparatus 4 n of the impeller 5.

Пневмопривод обеспечивает плавное изменение числа оборотов вала от О до 8000 об/мин. К корпусу крепится верхняя крышка 6, в которой устанавливается сменный узел испытуемого уплотне- 15 ния 7, имеющий гайку 8, которая крепит сменные пары трения торцового уплотнения 9 к рабочему кольцу 10.The pneumatic actuator provides a smooth change in the number of shaft revolutions from O to 8000 rpm. The upper cover 6 is attached to the housing, in which a replaceable assembly of the test seal 15 is installed, having a nut 8, which fastens the replaceable friction pairs of the mechanical seal 9 to the working ring 10.

Через штуцеры 11 в верхней крышке 6 рабочее тело подается в камеру тор- jq нового гидростатического уплотнения по системе каналов, выполненных в крышке 6, поршнях 12 и кольце 10.Through fittings 11 in the upper cover 6, the working fluid is fed into the torjq chamber of a new hydrostatic seal through a system of channels made in the cover 6, pistons 12 and ring 10.

Уплотняемая среда подводится по штуцеру 13 в корпусе установки в уплотняе- 25 мую полость, попадает в рабочий зазор h уплотнения, образованный торцом вала 3 и рабочей поверхностью пары трения торцового уплотнения 9,. Сбор утечек производится через штуцер 14 в верхней крыш- j₀ ке установки.The medium to be sealed is fed through the fitting 13 in the installation case into the sealed cavity 25, falls into the working clearance h of the seal formed by the shaft end 3 and the working surface of the friction pair of the mechanical seal 9 ,. Collect leak produced through the sleeve 14 at the top krysh- ke j ₀ installation.

На кольце уплотнения 10 закреплены малогабаритные датчики давления, замеряющие распределение давления в рабочем зазоре уплотнения при вращении ротора.Small-sized pressure sensors are fixed on the seal ring 10, which measure the pressure distribution in the working clearance of the seal when the rotor rotates.

Бесконтактные датчики перемещения 15 и 16, установленные на верхней 6 и нйжней 17 крышках установки, позволяют замерить рабочий зазор h и амплитуду осевых вибраций колыда 1и и ротора 3.Non-contact displacement sensors 15 and 16, mounted on the top 6 and bottom 17 of the unit covers, make it possible to measure the working clearance h and the amplitude of the axial vibrations of the kolyda 1i and rotor 3.

Воздух к газовым подшипникам 2 подается через штуцер 18 крышки 17 и каналы, выполненные в корпусе 1, а выходит через дренажные отверстия.Air to the gas bearings 2 is supplied through the fitting 18 of the cover 17 and the channels made in the housing 1, and exits through the drainage holes.

Для предотвращения перетекания воздуха по газовому тракту имеются лабиринтные уплотнения 19, выполненные в корпусе 1.To prevent the flow of air through the gas path there are labyrinth seals 19, made in the housing 1.

Подвод газа к турбине отсуществляет- _м ся через патрубок 20, коллектор 21 и радиальные каналы, выполненные в корпусе, а выход его - по радиальным каналам, выполненным в корпусе, коллектору 21 и патрубку 22.Gas inlet to the turbine otsuschestvlyaet- _m Xia through tube 20, manifold 21 and radial channels formed in the housing, and the output - of radial channels formed in the housing, the manifold 21 and conduit 22.

Подвод воздуха к генератору колебаний пневмоопоре большого хода_/ осуществляется через штуцер 23 в нижней крышке 17, а выход - через дренажные каналы.The air supply to the oscillator of the pneumatic support long stroke _{/ is} carried out through the fitting 23 in the lower cover 17, and the output through the drainage channels.

Замер оборотов ротора осуществляется бесконтактным датчиком 24, закрепленном в крышке 17. В комплекс установки входит необходимая контрольно-измерительная аппаратура.Measurement of the rotor speed is carried out by a proximity sensor 24, mounted in the cover 17. The installation complex includes the necessary instrumentation.

Установка для исследования торцовых уплотнений позволяет проводить эквивалентные испытания уплотнений, позволяющие в короткие сроки выявить основные дефекты исследуемой конструкции уплотнения, проверить мероприятия по их устранению и оценить ресурс уплотнения.Installation for the study of mechanical seals allows equivalent testing of seals, allowing in a short time to identify the main defects of the studied design of the seal, check measures to eliminate them and evaluate the life of the seal.

Наличие устройств возбуждения и регистрации колебаний уплотнений позволяет исследовать колебания разных типов торцовых уплотнений при различных режимах их работы.The presence of devices for excitation and registration of vibrations of seals allows us to study the vibrations of different types of mechanical seals at different modes of their operation.

Claims (2)

Изобретение относитс  к утшотнительной технике и может быть использовано дл  проектировани  и исследовани  торцовых уплотнений вращающихс  валов. . Известна установка дл  исследовани  торосовых уплотнений, имеюща  рабочую камеру, привод, устройства дл  креплени  испытуемых уплотнений, нагружающее устройство , охлаждающую камеру и KOEI рольночйзмэрительную аппаратуру Ji Известна  установка не тюзволлет исследовать колебани  торцовых уплотаений, на ней затруднено плавное изменение ско« рости скольжени  зетементов пары трени , ограничена скорость вращени  ротора, ввт возможности исследовать торцовью гидростатические уплотнени , сложно замерить рабочий зазор в паре трени  и распределение давлени  в шм при вращение ротора Цель изо тени  - создавие устаноакд , возвол кнцей исследовать торцовые упло гвенн , в том чшзле и гидростатического твпа, в тсоови х, близких к зксппу тадионвым, работающие в жидких в газооб разных средах при высоких окружных ско рост х и повыщенных вибраци х. Указанна  цель достигаетс  тем, что установка выполнена в ввде корщгса, имеющего газовые подшипники, изготовленшле заодно с НИМ. и генератор колебаний Газовую опору большого хода, образовав ную нижней крыигкой корпуса. На верхней крышке устанодлено испытуемое утыютвение,  вл ющеес  сменным. Дл  обеспечени  подвода рабочего тела в камеру торцового гидростатического уллОШени  в верхней крышке выполнены каналы и щтуцеры, а на Кольце торцового уплотнени  закреплены два поршн  с отверсти ми , св зывающими каналы в верхней крыщке корпуса с каналами, выполненными в кольце уплотаени , н рабочими камерами, имеющимис  на сменных парах трени  торцового Гидростатического уплот ни , каторые закреплены на кольае уплотнени . На поверхности кольца закреплены майо абаритцые датчики давлени . На роторе закреплено рабочее колэсо пшвмотурбаны, 37 a сопловой аттарат ее размещен в корпус установки между газовыми дадшитщиками На чертеже изображена установка дл  исследовани  утшотнений, общий вид. Установка содержит корпус 1 с газовы ми подшипниками 2, выполненными заодно с корпусом. В корпусе вращаетс  вал 3, Привод вала осуществл етс  пневмотурбиной , .состо щей из сотшового аппарата 4 и рабочего колеса 5. Пневмопривод обеспечивает плавное из менение числа оборотов бала от О до 8000 об/мин. К корпусу крепитс  верхн   крышка 6, в которой устанавливает с  сменный узел испытуемого уплотнени  7, имеющий гайку 8, котора  крепит сменные пары трени  торцового уплотнени  9 к рабочему кольцу 10. Через штуцеры Ц в верхней крышке 6 рабочее тело подаетс  в камеру торцового гидростатического уплотнени  по системе каналов, выполненных в крьшже поршн х 12 и кольце 10. Уплотн ема  среда подводитс  По штуцеру 13 в корпусе установки в уплотн емую полость, попадает в рабочий зазор h уплотнени , образованный торцом вала 3 и рабочей поверхностью пары трени  торцового- уплотнени  9.. Сбор утечек производитс  через штуцер 14 в верхней крыш ке установки. На кольце уплотнени  10 закреплены малогабаритные датчики давлеап , замер ющие распределение д мхени  в рабочем зазоре уплотнени  при врашёнии ротора. Бесконтак-гные датчики тюремешени  15 и 16, установленные на верхней 6 и нижней 17 крьшжах установки, позвол ют замерить рабочий зазор Ь и амплитуду осевых вибраций колыша 1и и ротора 3. Воздух к разовым подшипникам 2 подаетс  через штуцер 18 крышки 17 и ка налы, выполненные в корпусе 1, а выходит через дренажнью отверстий. Дл  предотвращени  перетекани  воздуха по газовому тракту имеютс  лабири ные уплотнени  19, вьтолненные в корпусе 1. Подвод газа к турбиве отсуществл ет с  через патрубок 2О, коллектор 21 и радиальные каналы, вытюлненные в корпу се, а выход его - по радиальным каналам выполненным в корпусе, коллектору 21 и патрубку 22. Подвод воздуха к генератору колебаний невмоопоре большого хода, осуществл ет  через штуцер 23 в нижней крышке 17,, выход - через дренажные каналы. Замер оборотов ротора осуществл етс  есконтактным датчиком 24, закрепленной крьш1ке 17. В ко1 тлвкс установки вхоит необходима  контрольно-измерительна  ппаратура Установка дл  исследовани  торцовых плотнений позвол ет проводить эквивалентые испытани  уплотнений, позвол ющие короткие сроки вы вить основные дефекы исследуемой конструкции уплотнени , роверить меропри ти  по их устранению оценить ресурс уплотнени . Наличие устройств возбуждени  и регистрации колебаний уплотнений позвол ет исследовать колебани  разных типов торговых уплотнений при различных режи мах их работы. Формула изобретени  1.Установка дл  иссдадованн  торц 1вых уплотнений, содержаща  камеру, заполн емую рабочей средой, размешенное в ней устройство- дл  креплени  испытуемого уплотнени , тфивод дл  вращени  вала , нагру кающее ycairouciBo и контрольно-измерительную аптшратуру, отличающа с  тем, что, с целью эквивалентных ускоренных испытаний торцовых уплотнений и исследовани  торц(жых гидростатических уплотнений, она выполнена в виде массивного ротора, устаноленного йа гидростатических подшипниках и осващенного пнйамотурбиной, в нее введены генератор осевых колебаний ротора, поршни с отверсти ми и датчики давлени , закре1шенаые на кольце то адовоГо уплот нени , причем штуцеры и каналы в верхней крышке установки через отверсти  поршней и каналы в кольце уплотнени  св заны с кал эрами испытуекюго торгового уплотнени , The invention relates to cutting techniques and can be used to design and study the mechanical seals of rotating shafts. . A well-known installation for researching torus seals, having a working chamber, an actuator, devices for fastening test seals, a loading device, a cooling chamber and KOEI rotary equipment Ji The well-known installation does not test the oscillations of the end seals; , the rotor's rotation speed is limited, the ability to face hydrostatic seals is investigated, it is difficult to measure the working gap in a pair of friction and pressure in shm with rotor rotation. The purpose of the shadow is to create usanoak, perhaps to investigate the end faceplate, including that and hydrostatic fuel, in tsoovi x, close to the solids, working in liquid in different gas environments at high peripheral growth and increased vibrations. This goal is achieved by the fact that the installation is made in an in-line housing with gas bearings, manufactured at the same time as BAT. and a generator of oscillations A gas support with a large stroke, which forms the lower latch of the housing. On the top cover, the test floor is installed, which is replaceable. To ensure that the working fluid is supplied to the end-hydrostatic chamber, channels and shtiches are made in the top cover, and two pistons with holes connecting the channels in the upper housing casing with channels made in the seal ring, working chambers that have on interchangeable friction pairs of a mechanical Hydrostatic seal, which are attached to a seal collar. Mayo abaritz pressure sensors are attached to the ring surface. The rotor is equipped with a working colesho pvmotmoturbany, 37 a nozzle attachment is placed in the installation case between the gas meters. The drawing shows the installation for studying distractions, general view. The installation includes a housing 1 with gas bearings 2, integral with the housing. Shaft 3 rotates in the housing. The shaft is driven by a pneumatic turbine consisting of a SOTS device 4 and an impeller 5. A pneumatic drive ensures a smooth change in the number of revolutions of the ball from 0 to 8000 rpm. The top cover 6 is attached to the body, in which it installs a replaceable test seal 7 assembly, having a nut 8, which secures the replaceable friction pair pairs of the mechanical seal 9 to the working ring 10. Through the fittings C in the upper cover 6, the working fluid is fed into the chamber of the end hydrostatic seal the system of channels made in the piston x 12 and ring 10. The sealing medium is supplied through fitting 13 in the installation housing into the sealing cavity, enters the sealing sealing gap h formed by the end face of the shaft 3 and the working surface of the pair End seals 9. Leakage is collected through fitting 14 in the upper cover of the installation. Compact pressure sensors are mounted on the seal ring 10, measuring the distribution of pressure in the working gap of the seal when the rotor is rotated. Non-contact turret mixers 15 and 16, mounted on the upper 6 and lower 17 mounting poles, measure the working gap b and the amplitude of the axial vibrations of the rod 1i and the rotor 3. Air to the single bearings 2 is fed through the fitting 18 of the cover 17 and the channel, made in the housing 1, and out through the drainage holes. To prevent air from flowing through the gas path, labyrinth seals 19 are installed in case 1. Gas is supplied to the turbine through the nozzle 2O, manifold 21 and radial channels exhausted in the housing, and its exit through radial channels made in the case , the collector 21 and the pipe 22. Air is supplied to the oscillation generator during a large stroke, through a fitting 23 in the bottom cover 17, through the drainage channels. The rotor revolutions are measured by an contact-free sensor 24 fixed on the hanger 17. In the 1st installation unit, the necessary instrumentation is necessary. The end face density testing facility allows for equivalent testing of seals, allowing for a short time to detect the main defects of the sealing structure being investigated, to verify the measures to eliminate them, estimate the compaction resource. The presence of excitation devices and the registration of vibrations of seals allows one to study the oscillations of various types of trade seals in various modes of their operation. Claim 1. Installation for the test end of the 1st seal, comprising a chamber filled with a working medium, a device disposed therein for fixing the tested seal, a drift for rotating the shaft, loading the camouriBo and an instrumentation different from that the purpose of equivalent accelerated testing of face seals and research of face seals (hydrostatic seals, it is made in the form of a massive rotor installed in hydrostatic bearings and absorbed by a self-turbine an axial oscillation generator of the rotor, pistons with holes and pressure sensors fixed on the ring then a gasket are given, the fittings and channels in the upper cover of the installation through the holes of the pistons and channels in the ring are sealed to the calories of the tested trade seal, 2.Установка по п.1, о т л и ч а ю- щ а   с   тем, что генератор осевых колебаний ротора выполнен в виде торцовой камеры, образованной между корпу- сом и poTOpdM, сообщенной с источником пульсирующего давлени . Источники иш})ормации, прин тые во внимание при эксвертизе 1. Авторское свидетельство СССР М. 255624, кл. F i6j 15/00, 1965. /J /I2. The installation according to claim 1, wherein the generator of axial oscillations of the rotor is made in the form of an end chamber formed between the housing and the poTOpdM communicated with a source of pulsating pressure. Sources ish}) forma tion taken into account during exertion 1. USSR author's certificate, M. 255624, cl. F i6j 15/00, 1965. / J / I