一种机械密封启停实验装置

技术领域

本发明属于启停实验技术领域，尤其涉及一种机械密封启停实验装置。

背景技术

机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下，该对端面保持贴合且相对滑动所构成的防止流体泄漏的装置，机械密封常应用在海水淡化、污水处理、火力发电和航空航天等行业，尤其是航空航天领域对机械密封有着严苛的要求。机械密封的磨损很大程度是由于启停造成的，频繁启停会使机械密封面产生大量的磨损，导致密封面松动以及密封失效，机械密封中的弹簧在泵频繁启停的过程中也会发生变形，导致密封面松动或失效，泵频繁启停还会导致机械密封中的O型圈老化，失去弹性和密封性，加速密封失效，都会增加泄漏风险。

现有中国实用新型专利(CN 208350347)公开的机械密封启停实验装置，将机械密封安装轴套上，调节电磁阀处于全开状态，完全打开截止阀，启动水泵，使实验流体经进水管进入试压腔体内，使实验流体填充满试压腔体并从连接电磁阀的管路溢出。保持水泵始终运转，使试压腔体内始终填满实验流体，操作控制器，启动电机，调节电机转速为实验所需的转速，操作控制器，设置压力为1MPa，通过电机带动机械密封进行启停工作从而通过试压腔体内压强的变化检测机械密封的是否漏液。

上述方法虽然能对机械密封进行启停实验，但是需要电机不断的启停，电动机频繁启停对电动机的温度造成影响，电动机在启动和运行的时候会产生热量，若频繁启停，会导致电动机的温度不稳定，温度忽高忽低，容易使电动机产生热衰退和热疲劳等问题，从而影响电动机的寿命和性能稳定性；频繁启停容易也导致电动机机械磨损加剧，电动机启停的过程中，会受到机械冲击和压力变化，这些冲击和变化会加速电动机的磨损，从而降低电动机的寿命，电动机频繁启停导致电磁线圈劣化加速，电动机频繁启动会使电磁线圈中的电流迅速变化，产生电磁波和电磁干扰，从而引起电磁线圈的劣化和老化，使电动机的性能下降，甚至故障，电机在频繁启停的情况下，容易产生启动电流过大的现象，导致电动机的功率因素下降，从而影响电机的性能和效率。因此现有机械密封启停实验装置虽然可以通过电机带动机械密封进行启停实验，但是实验过程中会导致电机产生损伤，导致实验装置稳定性差的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种机械密封启停实验装置，旨在解决现有机械密封启停实验装置虽然可以通过电机带动机械密封进行启停实验，但是实验过程中会导致电机产生损伤，导致实验装置稳定性差的问题。

本发明是这样实现的，一种机械密封启停实验装置，包括工作台面，所述工作台面上安装有防爆箱，还包括：

试验箱、机械密封件、电机、主轴、压板、驱动机构、增压组件、连接组件和刹停机构；

所述试验箱安装在防爆箱内，所述试验箱的上端螺纹连接有封盖，所述试验箱的下端设置有安装孔；

所述机械密封件设置在试验箱内，所述机械密封件与试验箱之间设置有密封圈，所述压板通过螺栓安装在试验箱的内底部，所述压板将机械密封件固定在试验箱内；

所述电机安装在工作台面下端，所述主轴转动连接在工作台面上端；

所述连接组件设置在主轴上，所述连接组件用于将机械密封件的旋转轴连接在主轴上；

所述驱动机构设置在工作台面上，所述驱动机构通过电机转动的方式带动主轴间歇性转动；

所述刹停机构设置在工作台面上，所述刹停机构通过驱动机构间歇性限制主轴的转动；

所述增压组件设置在工作台面上，所述增压组件用于调节试验箱内的压强。

进一步的技术方案，所述增压组件包括水箱和增压泵；

所述水箱安装在工作台面上，所述增压泵安装在水箱上，所述增压泵的输入和输出端分别通过管道与水箱和试验箱连接，且增压泵的输出管道上安装有单向阀。

进一步的技术方案，所述驱动机构包括转动盘、推动轴、摆动板、弧形齿条、齿轮、传动套和传动组件；

所述转动盘转动连接在工作台面上，所述电机的转动端与转动盘连接，所述转动盘上安装有推动轴，所述摆动板的一端转动连接在工作台面上，所述摆动板上设置有长孔，所述推动轴滑动连接在长孔上；

所述动板的另一端安装有弧形齿条，所述传动套转动连接在主轴上，所述齿轮安装在传动套上，且齿轮与弧形齿条啮合；

所述传动组件设置在主轴上，所述传动组件通过传动套往复转动的方式间歇性带动主轴转动。

进一步的技术方案，所述传动组件包括内棘环、第一滑动块、啮合齿和第一弹簧；

所述传动套的上端设置有环形沉槽，所述内棘环安装在环形沉槽上，所述主轴上设置有第一滑动槽，所述第一滑动块滑动连接在第一滑动槽上，所述第一滑动块的两端分别连接有啮合齿和第一弹簧，所述第一弹簧设置在第一滑动槽内。

进一步的技术方案，所述连接组件包括夹持块、第二弹簧和螺纹套；

所述主轴上端设置有第一安装槽，所述机械密封件的旋转轴插入第一安装槽内，所述主轴的上端环形设置有多个夹持块和第二弹簧，且所述夹持块滑动连接在主轴上部，所述第二弹簧的两端分别与夹持块和第一安装槽内壁连接；

所述螺纹套螺纹连接在主轴的上部，所述夹持块上设置有弧形斜面，所述螺纹套上设置有环形斜面。

进一步的技术方案，所述刹停机构包括弧形块、固定块、第二滑动块、摩擦块、第三弹簧、推动块和推动组件；

所述固定块安装在工作台面上，所述固定块上设置有第二滑动槽，所述第二滑动块滑动连接在第二滑动槽上，所述第二滑动块的一端连接有推动块，所述推动块上设置有推动斜面，所述第二滑动块的另一端连接有摩擦块和第三弹簧，所述第三弹簧设置在第二滑动槽内；

所述安装在摆动板的下端，所述推动组件设置在摆动板上，所述推动组件通过摆动板摆动的方式间歇性推动推动块上的推动斜面。

进一步的技术方案，所述推动组件包括推动板和第四弹簧；

所述弧形块的下端设置有第二安装槽，所述推动板的一端转动连接在第二安装槽上，所述推动板的另一端伸出第二安装槽，所述第四弹簧的两端分别与推动板和第二安装槽内壁连接。

相比于现有技术，本发明的有益效果：

本发明提供的一种机械密封启停实验装置，将机械密封件从试验箱上端放入试验箱内，机械密封件的法兰端设置在试验箱内，机械密封件的另一端从安装孔伸出试验箱，机械密封件与试验箱之间设置有密封圈，压板放置在机械密封件的上端，将压板通过螺栓固定在进行固定在试验箱内，进而使压板将机械密封件固定在试验箱内，连接组件将机械密封件的旋转轴连接在主轴上，增压组件调节试验箱内的压强，进而模拟机械密封件在不同压力环境下的变化，驱动机构通过电机转动的方式带动主轴间歇性转动，在驱动机构通过电机转动的方式带动主轴转动时，主轴通过连接组件带动机械密封件的旋转轴转动，进而使机械密封件处于工作状态，在驱动机构通过电机转动的方式不带动主轴转动时，刹停机构通过驱动机构限制主轴的转动，进而使主轴和机械密封件的旋转轴停止转动，从而完成机械密封件的一次启停，随着电机的持续性转动，进而使主轴不断的转动和停止，从而使机械密封件不断的进行启停，从而对机械密封件进行持续性的启停实验，相较于现有机械密封启停实验装置，本装置能提高电机的使用寿命，并稳定的进行机械密封件启停实验，从而确保机械密封启停实验的实验精度。

附图说明

图1为本发明提供的一种机械密封启停实验装置的结构示意图；

图2为本发明提供的图1中防爆箱和试验箱的内部结构示意图；

图3为本发明提供的图2仰视倾斜角度的结构示意图；

图4为本发明提供的图2中驱动机构的结构示意图；

图5为本发明提供的图4仰视倾斜角度的结构示意图；

图6为本发明提供的图2中主轴的内部结构示意图；

图7为本发明提供的图2中刹停机构的结构示意图；

图8为本发明提供的图6中A的放大结构示意图；

图9为本发明提供的图5中B的放大结构示意图。

附图中：工作台面101、防爆箱102、箱门103、试验箱104、封盖105、水箱106、增压泵107、排液管108、安装孔109、机械密封件110、电机111、主轴112、压板113、驱动机构2、转动盘201、推动轴202、摆动板203、长孔204、弧形齿条205、齿轮206、传动套207、传动组件3、环形沉槽301、内棘环302、第一滑动槽303、第一滑动块304、啮合齿305、第一弹簧306、连接组件4、第一安装槽401、夹持块402、第二弹簧403、弧形斜面404、螺纹套405、环形斜面406、刹停机构5、弧形块501、固定块502、第二滑动槽503、第二滑动块504、摩擦块505、第三弹簧506、推动块507、推动斜面508、推动组件6、第二安装槽601、推动板602、第四弹簧603。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1-图6所示，为本发明一个实施例提供的一种机械密封启停实验装置，包括工作台面101，所述工作台面101上安装有防爆箱102，所述防爆箱102上转动连接有箱门103，所述防爆箱102上设置有排液管108，所述排液管108上安装有止逆阀，还包括：

试验箱104、机械密封件110、电机111、主轴112、压板113、驱动机构2、增压组件、连接组件4和刹停机构5；

所述试验箱104安装在防爆箱102内，所述试验箱104的上端螺纹连接有封盖105，所述试验箱104的下端设置有安装孔109；

所述机械密封件110设置在试验箱104内，且机械密封件110的法兰端设置在试验箱104内，所述机械密封件110的另一端从安装孔109伸出试验箱104，所述机械密封件110与试验箱104之间设置有密封圈，所述压板113通过螺栓安装在试验箱104的内底部，所述压板113将机械密封件110固定在试验箱104内；

所述电机111安装在工作台面101下端，所述主轴112转动连接在工作台面101上端；

所述连接组件4设置在主轴112上，所述连接组件4用于将机械密封件110的旋转轴连接在主轴112上；

所述驱动机构2设置在工作台面101上，所述驱动机构2通过电机111转动的方式带动主轴112间歇性转动；

所述刹停机构5设置在工作台面101上，所述刹停机构5通过驱动机构2间歇性限制主轴112的转动；

所述增压组件设置在工作台面101上，所述增压组件用于调节试验箱104内的压强。

在本发明实施例中，试验箱104内可安装温度传感器和压力传感器，便于检测试验箱104内的温度和压力变化；使用时，将机械密封件110从试验箱104上端放入试验箱104内，机械密封件110的法兰端设置在试验箱104内，机械密封件110的另一端从安装孔109伸出试验箱104，机械密封件110与试验箱104之间设置有密封圈，压板113放置在机械密封件110的上端，将压板113通过螺栓固定在进行固定在试验箱104内，进而使压板113将机械密封件110固定在试验箱104内，连接组件4将机械密封件110的旋转轴连接在主轴112上，增压组件调节试验箱104内的压强，进而模拟机械密封件110在不同压力环境下的变化，驱动机构2通过电机111转动的方式带动主轴112间歇性转动，在驱动机构2通过电机111转动的方式带动主轴112转动时，主轴112通过连接组件4带动机械密封件110的旋转轴转动，进而使机械密封件110处于工作状态，在驱动机构2通过电机111转动的方式不带动主轴112转动时，刹停机构5通过驱动机构2限制主轴112的转动，进而使主轴112和机械密封件110的旋转轴停止转动，从而完成机械密封件110的一次启停，随着电机111的持续性转动，进而使主轴112不断的转动和停止，从而使机械密封件110不断的进行启停，从而对机械密封件110进行持续性的启停实验，相较于现有机械密封启停实验装置，本装置能提高电机111的使用寿命，并稳定的进行机械密封件110启停实验，从而确保机械密封启停实验的实验精度。

如图1-图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述增压组件包括水箱106和增压泵107；

所述水箱106安装在工作台面101上，所述增压泵107安装在水箱106上，所述增压泵107的输入和输出端分别通过管道与水箱106和试验箱104连接，且增压泵107的输出管道上安装有单向阀。

在本发明实施例中，增压泵107将水箱106内的水泵入试验箱104内，进而改变机械密封件110的工作环境压力，设置单向阀在增压泵107停止工作时对试验箱104内部进行保压。

如图2、图4、图5、图6和图8所示，作为本发明的一种优选实施例，所述驱动机构2包括转动盘201、推动轴202、摆动板203、弧形齿条205、齿轮206、传动套207和传动组件3；

所述转动盘201转动连接在工作台面101上，所述电机111的转动端与转动盘201连接，所述转动盘201上安装有推动轴202，所述摆动板203的一端转动连接在工作台面101上，所述摆动板203上设置有长孔204，所述推动轴202滑动连接在长孔204上；

所述动板203的另一端安装有弧形齿条205，所述传动套207转动连接在主轴112上，所述齿轮206安装在传动套207上，且齿轮206与弧形齿条205啮合；

所述传动组件3设置在主轴112上，所述传动组件3通过传动套207往复转动的方式间歇性带动主轴112转动；

所述传动组件3包括内棘环302、第一滑动块304、啮合齿305和第一弹簧306；

所述传动套207的上端设置有环形沉槽301，所述内棘环302安装在环形沉槽301上，所述主轴112上设置有第一滑动槽303，所述第一滑动块304滑动连接在第一滑动槽303上，所述第一滑动块304的两端分别连接有啮合齿305和第一弹簧306，所述第一弹簧306设置在第一滑动槽303内。

在本发明实施例中，电机111带动转动盘201转动，转动盘201带动推动轴202公转，推动轴202通过长孔204带动摆动板203呈一定角度进行往复摆动，摆动板203带动弧形齿条205摆动，弧形齿条205带动齿轮206往复转动，齿轮206带动传动套207往复转动，传动套207带动内棘环302往复转动，第一弹簧306推动第一滑动块304移动，第一滑动块304带动啮合齿305与内棘环302啮合，进而使内棘环302往复转动时带动主轴112间歇性转动。

如图4和图6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述连接组件4包括夹持块402、第二弹簧403和螺纹套405；

所述主轴112上端设置有第一安装槽401，所述机械密封件110的旋转轴插入第一安装槽401内，所述主轴112的上端环形设置有多个夹持块402和第二弹簧403，且所述夹持块402滑动连接在主轴112上部，所述第二弹簧403的两端分别与夹持块402和第一安装槽401内壁连接；

所述螺纹套405螺纹连接在主轴112的上部，所述夹持块402上设置有弧形斜面404，所述螺纹套405上设置有环形斜面406。

在本发明实施例中，机械密封件110的旋转轴插入第一安装槽401内后，转动螺纹套405，螺纹套405通过螺纹传动的方式向上移动，螺纹套405向上移动时通过环形斜面406推动弧形斜面404，进而使螺纹套405克服第二弹簧403的弹力并推动夹持块402移动，夹持块402对机械密封件110的旋转轴进行固定。

如图2、图5、图7和图9所示，作为本发明的一种优选实施例，所述刹停机构5包括弧形块501、固定块502、第二滑动块504、摩擦块505、第三弹簧506、推动块507和推动组件6；

所述固定块502安装在工作台面101上，所述固定块502上设置有第二滑动槽503，所述第二滑动块504滑动连接在第二滑动槽503上，所述第二滑动块504的一端连接有推动块507，所述推动块507上设置有推动斜面508，所述第二滑动块504的另一端连接有摩擦块505和第三弹簧506，所述第三弹簧506设置在第二滑动槽503内；

所述安装在摆动板203的下端，所述推动组件6设置在摆动板203上，所述推动组件6通过摆动板203摆动的方式间歇性推动推动块507上的推动斜面508；

所述推动组件6包括推动板602和第四弹簧603；

所述弧形块501的下端设置有第二安装槽601，所述推动板602的一端转动连接在第二安装槽601上，所述推动板602的另一端伸出第二安装槽601，所述第四弹簧603的两端分别与推动板602和第二安装槽601内壁连接。

在本发明实施例中，摆动板203带动弧形块501转动时，推动板602先与推动块507上的推动斜面508接触，进而使推动块507克服第四弹簧603的弹力并将推动板602推入第二安装槽601内，当摆动板203带动弧形块501反向转动时，即主轴112没有驱动力时，推动板602通过推动斜面508推动推动块507，进而使推动块507克服第三弹簧506的弹力并带动第二滑动块504移动，第二滑动块504带动摩擦块505移动，使摩擦块505与主轴112接触，进而通过摩擦力限制主轴112的转动，通过设置多个推动组件6(即第二安装槽601、推动板602和第四弹簧603)，可以实现点杀的效果，从而使主轴112快速停转。

本发明上述实施例中提供了一种机械密封启停实验装置，使用时，将机械密封件110从试验箱104上端放入试验箱104内，机械密封件110的法兰端设置在试验箱104内，机械密封件110的另一端从安装孔109伸出试验箱104，机械密封件110与试验箱104之间设置有密封圈，压板113放置在机械密封件110的上端，将压板113通过螺栓固定在进行固定在试验箱104内，进而使压板113将机械密封件110固定在试验箱104内，，机械密封件110的旋转轴插入第一安装槽401内后，转动螺纹套405，螺纹套405通过螺纹传动的方式向上移动，螺纹套405向上移动时通过环形斜面406推动弧形斜面404，进而使螺纹套405克服第二弹簧403的弹力并推动夹持块402移动，夹持块402对机械密封件110的旋转轴进行固定，将机械密封件110的旋转轴连接在主轴112上，增压泵107将水箱106内的水泵入试验箱104内，进而改变机械密封件110的工作环境压力，设置单向阀在增压泵107停止工作时对试验箱104内部进行保压，电机111带动转动盘201转动，转动盘201带动推动轴202公转，推动轴202通过长孔204带动摆动板203呈一定角度进行往复摆动，摆动板203带动弧形齿条205摆动，弧形齿条205带动齿轮206往复转动，齿轮206带动传动套207往复转动，传动套207带动内棘环302往复转动，第一弹簧306推动第一滑动块304移动，第一滑动块304带动啮合齿305与内棘环302啮合，进而使内棘环302往复转动时带动主轴112间歇性转动，摆动板203沿一方向转动使电机111带动主轴112转动时，主轴112带动机械密封件110的旋转轴转动，进而使机械密封件110处于工作状态，摆动板203沿一方向转动使电机111不带动主轴112转动时，即主轴112没有驱动力时，摆动板203带动弧形块501转动，弧形块501带动推动板602转动，推动板602通过推动斜面508推动推动块507，进而使推动块507克服第三弹簧506的弹力并带动第二滑动块504移动，第二滑动块504带动摩擦块505移动，使摩擦块505与主轴112接触，进而通过摩擦力限制主轴112的转动，通过设置多个推动组件6(即第二安装槽601、推动板602和第四弹簧603)，可以实现点杀的效果，从而使主轴112快速停转，进而使主轴112和机械密封件110的旋转轴停止转动，从而完成机械密封件110的一次启停，随着电机111的持续性转动，进而使主轴112不断的转动和停止，从而使机械密封件110不断的进行启停，从而对机械密封件110进行持续性的启停实验，相较于现有机械密封启停实验装置，本装置能提高电机111的使用寿命，并稳定的进行机械密封件110启停实验，从而确保机械密封启停实验的实验精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。