旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】一種旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括高壓端電機(jī)、高壓活塞缸、攝影儀、泄漏通道等效模擬裝置、低壓活塞缸、低壓端電機(jī)以及實(shí)時(shí)控制器，所述高壓端電機(jī)、低壓端電機(jī)分別與實(shí)時(shí)控制器電連接，且其輸出軸分別與高壓活塞缸、低壓活塞缸的活塞桿焊接，高壓活塞缸的另一端與泄漏通道等效模擬裝置的進(jìn)氣口連通,低壓活塞缸的另一端則與泄漏通道等效模擬裝置的排氣口連通，所述攝影儀設(shè)在泄漏通道等效模擬裝置的觀測窗外側(cè)。本實(shí)用新型較好的解決了在動(dòng)態(tài)壓差、動(dòng)態(tài)間隙的工況下觀察與測量壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)泄漏情況的難題。
【專利說明】旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及壓縮機(jī)泄漏特性測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]研究表明，旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部多個(gè)配合間隙存在泄漏，由于有壓縮機(jī)外部殼體密封包裹，無法觀察和測量其在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)下的各處泄漏情況和泄漏量。旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部機(jī)構(gòu)工作時(shí)動(dòng)態(tài)泄漏的實(shí)際情況是:(I)存在動(dòng)態(tài)泄漏間隙，即壓縮機(jī)在工作過程中的泄漏間隙情況是在5微米到50微米之間動(dòng)態(tài)變動(dòng)，且泄漏間隙的兩個(gè)相對(duì)表面有一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的線速度，也就是說泄漏間隙是在兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面間形成的，即泄漏間隙是不同相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的動(dòng)態(tài)泄漏間隙；(2)存在動(dòng)態(tài)壓差，即吸氣腔和排氣腔中的壓力也是實(shí)時(shí)變化的，從而在吸氣腔和排氣腔的泄漏間隙兩側(cè)產(chǎn)生了實(shí)時(shí)變化的動(dòng)態(tài)壓差。(3)因?yàn)橛袧櫥偷拇嬖?，泄漏間隙間存在油氣混合的不同形態(tài)。目前的實(shí)驗(yàn)基本上是在固定間隙和固定壓差的環(huán)境下完成的，都不能真實(shí)的模擬壓縮機(jī)的實(shí)際工作工況。因此需要一種實(shí)驗(yàn)測量裝置對(duì)實(shí)際壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)在動(dòng)態(tài)壓差下的動(dòng)態(tài)泄漏進(jìn)行等效測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)，它可以等效模擬壓縮機(jī)三類工況:即壓縮機(jī)工作時(shí)吸氣腔和排氣腔之間的動(dòng)態(tài)壓差、泄漏通道間隙大小變化、轉(zhuǎn)子定子相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的變化這三類工況。在模擬這三類工況下實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能:一是氣體泄漏量測量，即在模擬壓縮機(jī)工作時(shí)吸氣腔和排氣腔之間的動(dòng)態(tài)壓差和動(dòng)態(tài)泄漏間隙的情況下，對(duì)氣體泄漏的定量測量；二是工質(zhì)狀態(tài)的高速攝影，即在模擬壓縮機(jī)工作時(shí)吸氣腔和排氣腔之間的動(dòng)態(tài)壓差和動(dòng)態(tài)泄漏間隙的情況下，對(duì)間隙油氣混合形態(tài)云圖的拍攝。
[0004]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)，旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括高壓端電機(jī)、高壓活塞缸、攝影儀、泄漏通道等效模擬裝置、低壓活塞缸、低壓端電機(jī)以及實(shí)時(shí)控制器，所述高壓端電機(jī)、低壓端電機(jī)分別與實(shí)時(shí)控制器電連接，且其輸出軸分別與高壓活塞缸、低壓活塞缸的活塞桿焊接，高壓活塞缸的另一端與泄漏通道等效模擬裝置的進(jìn)氣口連通，低壓活塞缸的另一端則與泄漏通道等效模擬裝置的排氣口連通，所述攝影儀設(shè)在泄漏通道等效模擬裝置的觀測窗外側(cè)。
[0005]所述泄漏通道等效模擬裝置由定子、轉(zhuǎn)子、觀測窗、轉(zhuǎn)子電機(jī)、彈性聯(lián)軸器、軸承、頂桿、殼體、微控推桿電機(jī)組成，所述觀測窗密封鑲嵌在殼體和定子之間，觀測窗外側(cè)設(shè)有攝影儀，轉(zhuǎn)子左邊的腔體為高壓腔，轉(zhuǎn)子右邊的腔體為低壓腔，轉(zhuǎn)子和定子間形成的縫隙即壓縮機(jī)模擬泄漏通道；由左往右，轉(zhuǎn)子電機(jī)、彈性聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)子、軸承、頂桿、殼體、微控推桿電機(jī)依次連接；所述轉(zhuǎn)子電機(jī)、微控推桿電機(jī)分別與實(shí)時(shí)控制器電連接，通過實(shí)時(shí)控制器對(duì)高壓端電機(jī)、低壓端電機(jī)、微控推桿電機(jī)和轉(zhuǎn)子電機(jī)的控制，利用可調(diào)節(jié)的相對(duì)轉(zhuǎn)速和間隙實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)工作時(shí)動(dòng)態(tài)間隙的模擬，通過調(diào)節(jié)高壓腔、低壓腔的容積來控制壓力變化從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)壓差的模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)泄漏的等效觀察與測量。
[0006]所述模擬泄漏通道間隙的調(diào)節(jié)，通過微控推桿電機(jī)左、右移動(dòng)密封殼體，繼而帶動(dòng)頂桿和軸承擠壓、放松轉(zhuǎn)子，使得轉(zhuǎn)子產(chǎn)生水平位移，從而實(shí)現(xiàn)模擬泄漏間隙大小的調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)中可通過轉(zhuǎn)子電機(jī)改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)間隙的模擬。
[0007]所述動(dòng)態(tài)壓差的調(diào)節(jié)，通過進(jìn)氣閥和排氣閥分別往泄漏通道等效模擬裝置的高壓腔和低壓腔中注入高壓氣體和低壓氣體，然后關(guān)閉進(jìn)氣閥和排氣閥，所述進(jìn)氣閥和排氣閥是三通閥。通過調(diào)節(jié)高壓端電機(jī)產(chǎn)生向左或向右的作用力，使與高壓腔連通的高壓活塞缸容積變大或減小，通過調(diào)節(jié)容積大小來控制壓力大小，所述高壓端電機(jī)為推桿電機(jī)或直線電機(jī)。工作時(shí)，將實(shí)驗(yàn)要求的高壓腔壓力變化函數(shù)輸入給實(shí)時(shí)控制器，實(shí)時(shí)控制器將高壓腔壓力變化函數(shù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并輸出給高壓端電機(jī)，高壓端電機(jī)接到電信號(hào)從而產(chǎn)生作用力，使得高壓活塞缸內(nèi)的活塞產(chǎn)生左、右位移，從而增大、減小高壓腔的體積，進(jìn)而使高壓腔中的壓力產(chǎn)生變化，并使高壓腔壓力變化符合實(shí)驗(yàn)要求的高壓腔壓力變化函數(shù)；當(dāng)有氣體通過等效泄漏間隙從高壓腔泄漏到低壓腔時(shí)，排氣壓力傳感器立刻測到壓力變大的信號(hào)，并反饋到實(shí)時(shí)控制器，實(shí)時(shí)控制器經(jīng)過換算，立刻發(fā)送一個(gè)控制信號(hào)給低壓端電機(jī)，控制活塞缸的活塞向右位移，低壓腔變大，恢復(fù)低壓壓力，從而實(shí)現(xiàn)低壓腔壓力的穩(wěn)定，所述低壓端電機(jī)為推桿電機(jī)或直線電機(jī)。這樣就在高壓腔和低壓腔之間形成一個(gè)實(shí)驗(yàn)所需的動(dòng)態(tài)壓差。
[0008]所述旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理及過程是:首先通過微控推桿電機(jī)完成模擬泄漏通道間隙的調(diào)節(jié)，然后通過進(jìn)氣閥和排氣閥分別往高壓腔、低壓腔分別注入高壓氣體和低壓氣體，關(guān)閉進(jìn)氣閥和排氣閥，通過調(diào)節(jié)高壓端電機(jī)和低壓端電機(jī)，完成動(dòng)態(tài)壓差的調(diào)節(jié)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)子電機(jī)，完成動(dòng)態(tài)泄漏間隙的調(diào)節(jié)，最后通過實(shí)時(shí)控制器，根據(jù)排氣壓力傳感器的壓力變化，進(jìn)行氣體泄漏量的換算測量，獲得間隙、轉(zhuǎn)速、壓差動(dòng)態(tài)變化下的工質(zhì)泄漏量；與此同時(shí)，通過攝影儀透過觀測窗對(duì)動(dòng)態(tài)間隙的油氣混合云圖進(jìn)行拍攝，從而完成旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏的觀測。
[0009]本實(shí)用新型的突出的技術(shù)效果在于:
[0010]通過實(shí)時(shí)控制器對(duì)高壓端電機(jī)、低壓端電機(jī)、微控推桿電機(jī)和轉(zhuǎn)子電機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)壓差和動(dòng)態(tài)泄漏間隙的模擬。本實(shí)用新型較好的解決了在動(dòng)態(tài)壓差、動(dòng)態(tài)泄漏間隙的工況下觀察與測量壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)泄漏情況的難題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型所述旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實(shí)用新型所述泄漏通道等效模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)，由高壓端電機(jī)1、高壓活塞缸2、進(jìn)氣管14、進(jìn)氣閥3、進(jìn)氣壓力傳感器4、攝影儀5、泄漏通道等效模擬裝置6、排氣壓力傳感器7、排氣閥8、排氣管15、低壓活塞缸9、低壓端電機(jī)10、實(shí)時(shí)控制器11組成。所述泄漏通道等效模擬裝置6上設(shè)置有進(jìn)氣口 12和排氣口 13，所述高壓端電機(jī)I輸出軸與高壓活塞缸2的活塞桿焊接，高壓活塞缸2的另一端通過進(jìn)氣管14與泄漏通道等效模擬裝置6的進(jìn)氣口 12連通，所述進(jìn)氣管14上依次裝有進(jìn)氣閥3和進(jìn)氣壓力傳感器4 ;所述低壓端電機(jī)10輸出軸與低壓活塞缸9的活塞桿焊接，低壓活塞缸9的另一端通過排氣管15與泄漏通道等效模擬裝置6的排氣口 13連通，所述排氣管15上依次裝有排氣閥8和排氣壓力傳感器7。所述高壓端電機(jī)1、低壓端電機(jī)10、進(jìn)氣壓力傳感器4、排氣壓力傳感器7分別與實(shí)時(shí)控制器11電連接。
[0015]如圖2所示，泄漏通道等效模擬裝置6由定子6-1、轉(zhuǎn)子6-2、觀測窗6_3、轉(zhuǎn)子電機(jī)6-4、彈性聯(lián)軸器6-5、軸承6-6、頂桿6-7、殼體6_8、微控推桿電機(jī)6_9組成。所述觀測窗6-3彈性密封在殼體6-8和定子6-1之間，攝影儀5設(shè)在觀測窗6-3外側(cè)；轉(zhuǎn)子6_2左邊的腔體為高壓腔6-10，轉(zhuǎn)子6-2右邊的腔體為低壓腔6-11，轉(zhuǎn)子6-2和定子6_1間形成的縫隙即壓縮機(jī)模擬泄漏通道；由左往右，轉(zhuǎn)子電機(jī)6-4、彈性聯(lián)軸器6-5、轉(zhuǎn)子6-2、軸承6-6、頂桿6-7、殼體6-8、微控推桿電機(jī)6-9依次連接；所述轉(zhuǎn)子電機(jī)6-4、微控推桿電機(jī)6_9分別與實(shí)時(shí)控制器11電連接。
[0016]實(shí)驗(yàn)開始，通過微控推桿電機(jī)6-9完成模擬泄漏通道間隙的調(diào)節(jié)，然后往高壓腔6-10、低壓腔6-11分別注入高壓氣體和低壓氣體，關(guān)閉進(jìn)氣閥3和排氣閥8，通過調(diào)節(jié)高壓端電機(jī)I和低壓端電機(jī)10，完成動(dòng)態(tài)壓差的調(diào)節(jié)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)子電機(jī)6-4，完成動(dòng)態(tài)間隙的調(diào)節(jié)，最后通過實(shí)時(shí)控制器11，根據(jù)排氣壓力傳感器7的壓力變化，進(jìn)行氣體泄漏量的換算測量，與此同時(shí)，通過攝影儀5，透過觀測窗6-3對(duì)動(dòng)態(tài)間隙的油氣混合云圖進(jìn)行拍攝，從而完成旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏的觀測。
【權(quán)利要求】
1.旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括高壓端電機(jī)、高壓活塞缸、攝影儀、泄漏通道等效模擬裝置、低壓活塞缸、低壓端電機(jī)以及實(shí)時(shí)控制器，其特征在于，所述高壓端電機(jī)、低壓端電機(jī)分別與實(shí)時(shí)控制器電連接，且其輸出軸分別與高壓活塞缸、低壓活塞缸的活塞桿焊接，高壓活塞缸的另一端與泄漏通道等效模擬裝置的進(jìn)氣口連通，低壓活塞缸的另一端則與泄漏通道等效模擬裝置的排氣口連通，所述攝影儀設(shè)在泄漏通道等效模擬裝置的觀測窗外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)泄漏等效觀測實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述泄漏通道等效模擬裝置由定子、轉(zhuǎn)子、觀測窗、轉(zhuǎn)子電機(jī)、彈性聯(lián)軸器、軸承、頂桿、殼體、微控推桿電機(jī)組成，所述觀測窗密封鑲嵌在殼體和定子之間，觀測窗外側(cè)設(shè)有攝影儀，轉(zhuǎn)子左邊的腔體為高壓腔，轉(zhuǎn)子右邊的腔體為低壓腔，轉(zhuǎn)子和定子間形成的縫隙即壓縮機(jī)模擬泄漏通道；由左往右，轉(zhuǎn)子電機(jī)、彈性聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)子、軸承、頂桿、殼體、微控推桿電機(jī)依次連接；所述轉(zhuǎn)子電機(jī)、微控推桿電機(jī)分別與實(shí)時(shí)控制器電連接，通過實(shí)時(shí)控制器對(duì)高壓端電機(jī)、低壓端電機(jī)、微控推桿電機(jī)和轉(zhuǎn)子電機(jī)的控制，利用可調(diào)節(jié)的相對(duì)轉(zhuǎn)速和間隙實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)工作時(shí)動(dòng)態(tài)間隙的模擬，通過調(diào)節(jié)高壓腔、低壓腔的容積來控制壓力變化從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)壓差的模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)泄漏的等效觀察與測量。
【文檔編號(hào)】F04C28/28GK203516104SQ201320735638
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】耿葵花, 王少偉, 韋為, 韓小剛, 蘇文桂 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)