本發(fā)明涉及壓縮機(jī)徑向間隙泄漏動態(tài)觀測設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置。

背景技術(shù)：

滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)由于壓縮性能高而應(yīng)用廣泛，但由于運(yùn)動部件較多且部件之間的配合需要有間隙，因此導(dǎo)致了壓縮機(jī)高壓側(cè)的工質(zhì)因壓差的作用而通過該間隙并向低壓側(cè)轉(zhuǎn)移，從而造成了泄漏，而工質(zhì)泄漏會嚴(yán)重影響壓縮機(jī)的性能；再者，滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)內(nèi)工質(zhì)的泄漏通道非常微小，達(dá)到微米級別，而且泄漏通道的大小及位置是不斷變化的，再加上通道內(nèi)部工質(zhì)是多相混合，速度、溫度、狀態(tài)也處于不斷變化之中，因此泄漏的具體行為很難精確描述。以徑向間隙為例，其尺寸除了與幾何尺寸與配合公差有關(guān)之外，還會受到諸如裝配同心度、運(yùn)動件的動態(tài)特性以及受熱受力變形等因素的影響，而且變化幅度較大。

目前較為廣泛的研究方法大多為理論研究或仿真模擬，但無論是理論計算還是仿真研究都會對實(shí)際情況做出簡化，但其中一些簡化掉的因素可能又在某種情況下存在著不可忽略的理由，因此在某種程度上，現(xiàn)有的研究結(jié)論或多或少有著一定的局限性。為了改善這一局限性，本發(fā)明從實(shí)驗(yàn)角度出發(fā)，對壓縮機(jī)的徑向間隙泄漏情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明提供了一種壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置，該壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置通過設(shè)計壓縮機(jī)的等效模型來切實(shí)模擬壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，并能夠?qū)υ摴ぷ鳡顟B(tài)進(jìn)行直觀的觀測及記錄，整體方案切實(shí)可行，結(jié)構(gòu)簡單，易操作，具體采用的技術(shù)方案如下：

一種壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置，包括底座，所述底座上安裝有壓縮機(jī)工作裝置和與壓縮機(jī)工作裝置相連的驅(qū)動裝置，所述壓縮機(jī)工作裝置為壓縮機(jī)的等效模型，并在其一側(cè)開設(shè)有能夠顯示壓縮機(jī)內(nèi)所有工作部件的觀察口，所述觀察口處安裝密封端蓋；所述密封端蓋正對著壓縮機(jī)內(nèi)所有工作部件的部分采用透明材質(zhì)制作，其一側(cè)設(shè)置有攝像裝置，所述攝像裝置的鏡頭正對著密封端蓋。

進(jìn)一步地，所述壓縮機(jī)工作裝置為滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的等效模型，其主要含有滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的所有工作部件，并與所述密封端蓋形成全密封形式；所述壓縮機(jī)工作裝置豎直安裝在底座上，其旋轉(zhuǎn)主軸從壓縮機(jī)工作裝置所在處向底座延伸并與所述驅(qū)動裝置連接。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動裝置為驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器連接旋轉(zhuǎn)主軸。

進(jìn)一步地，所述密封端蓋與旋轉(zhuǎn)主軸相對設(shè)置，其上刻有360°的角度刻度，所述角度刻度正對著攝像裝置。

進(jìn)一步地，所述底座的頂部安裝有定位板，所述定位板上安裝壓縮機(jī)工作裝置和驅(qū)動裝置。

進(jìn)一步地，所述壓縮機(jī)工作裝置通過固定桿安裝在底座上，所述固定桿螺紋連接底座。

進(jìn)一步地，所述壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置還包括觸發(fā)開關(guān)，所述觸發(fā)開關(guān)同時連接驅(qū)動裝置和攝像裝置。

進(jìn)一步地，所述壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置還包括光照裝置，所述光照裝置環(huán)繞設(shè)置在攝像裝置鏡頭的周向，其光線從所述攝像裝置所在處發(fā)射至密封端蓋所在處。

進(jìn)一步地，所述攝像裝置為高速攝像機(jī)，其連接電腦設(shè)備。

進(jìn)一步地，所述電腦設(shè)備能夠讀取攝像裝置所拍攝的圖像信息，并將所讀取的圖像信息采用Matlab軟件進(jìn)行處理。

綜上可知，本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明通過設(shè)計壓縮機(jī)的等效模型來切實(shí)模擬壓縮機(jī)的實(shí)際工作狀態(tài)，提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，而所開設(shè)的觀察口和在觀察口上安裝的具有透明材質(zhì)的密封端蓋可便于試驗(yàn)過程對壓縮機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行直觀的觀測，同時，密封端蓋的透明性還利于設(shè)置在其一側(cè)的攝像裝置對壓縮機(jī)徑向間隙泄漏情況進(jìn)行實(shí)時拍攝與記錄，從而利于試驗(yàn)結(jié)束后試驗(yàn)者通過查看攝像裝置所拍攝的圖像信息分析研究壓縮機(jī)的工作過程，例如，通過將壓縮機(jī)工作裝置設(shè)置成滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的等效模型來觀測壓縮機(jī)徑向間隙泄漏情況，從而從實(shí)驗(yàn)的角度分析研究壓縮機(jī)徑向間隙泄漏情況，改善理論研究或者仿真模擬帶來的局限性。

2.本發(fā)明所設(shè)計的壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置結(jié)構(gòu)簡單可靠，易操作，且模擬的壓縮機(jī)工作狀態(tài)切合實(shí)際，試驗(yàn)過程觀測的清晰度和準(zhǔn)確性較好，結(jié)果較為準(zhǔn)確，整體方案可行性較好。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明一種壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。

圖2是圖1無電腦設(shè)備時的立體結(jié)構(gòu)圖。

圖3是圖1中壓縮機(jī)工作裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖1中密封端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。

主要元件符號說明

圖中，底座1、驅(qū)動裝置2、聯(lián)軸器21、壓縮機(jī)工作裝置3、旋轉(zhuǎn)主軸31、密封端蓋4、攝像裝置5、電腦設(shè)備6、定位板7、固定桿8。

如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

【具體實(shí)施方式】

請參閱圖1至圖4，在本發(fā)明的一種較佳實(shí)施方式中，一種壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置，包括一底座1，底座1上安裝有一壓縮機(jī)工作裝置3和與壓縮機(jī)工作裝置3相連的一驅(qū)動裝置2，壓縮機(jī)工作裝置3為壓縮機(jī)的等效模型，并在其一側(cè)開設(shè)有能夠顯示壓縮機(jī)內(nèi)所有工作部件的觀察口，該觀察口處安裝有一密封端蓋4；該密封端蓋4正對著壓縮機(jī)內(nèi)所有工作部件的部分采用透明材質(zhì)制作，其一側(cè)設(shè)置有攝像裝置5，攝像裝置5的鏡頭正對著密封端蓋4。

本發(fā)明通過設(shè)置壓縮機(jī)工作裝置3來等效模擬實(shí)際的壓縮機(jī)，并通過在該壓縮機(jī)工作裝置3設(shè)置觀察口和透明的密封端蓋4來觀測試驗(yàn)過程壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，從而獲得壓縮機(jī)實(shí)際工作狀態(tài)的直觀感知，加之在密封端蓋4處設(shè)置的攝像裝置5所實(shí)時拍攝與記錄的圖像信息，更清楚明了的獲知壓縮機(jī)的工作過程，同時利于后期對壓縮機(jī)工作過程的分析與研究。

下面，本實(shí)施方式以滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)為例進(jìn)一步闡述所述壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置，但本發(fā)明的壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置并不局限于模擬滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)這一壓縮機(jī)類型。

請繼續(xù)參閱圖1-3，壓縮機(jī)工作裝置3設(shè)置成滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的等效模型，其主要含有滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的所有工作部件，即為包括氣缸及氣缸內(nèi)的所有部件的壓縮機(jī)工作段，壓縮機(jī)工作裝置3與密封端蓋4形成全密封形式，以切合模擬實(shí)際壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，降低其他部位的氣體泄漏給徑向泄漏帶來的檢測誤差；另外，為了更好的觀測和拍攝壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，優(yōu)選將壓縮機(jī)工作裝置3豎直安裝在底座1上，其旋轉(zhuǎn)主軸31從壓縮機(jī)工作裝置3所在處向底座1延伸并與驅(qū)動裝置2連接。

進(jìn)一步地，驅(qū)動裝置2為驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器21連接旋轉(zhuǎn)主軸31，以更好的傳遞驅(qū)動電機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。密封端蓋4與旋轉(zhuǎn)主軸31相對設(shè)置，其上刻有360°的角度刻度，該角度刻度正對著攝像裝置5，以便于獲知試驗(yàn)過程壓縮機(jī)工作裝置3中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度，從而便于后期對壓縮機(jī)工作過程和徑向間隙泄漏情況的分析。

進(jìn)一步地，為了便于壓縮機(jī)工作裝置3和驅(qū)動裝置4的安裝，本發(fā)明在底座1的頂部安裝有一定位板7，該定位板7上再安裝壓縮機(jī)工作裝置3和驅(qū)動裝置2；優(yōu)選將壓縮機(jī)工作裝置3通過若干固定桿8安裝在底座3上，該固定桿8螺紋連接底座1，即固定桿8螺紋連接定位板7上，且均布設(shè)置在壓縮機(jī)工作裝置3周向，并與壓縮機(jī)工作裝置3螺紋連接，以通過固定桿8與壓縮機(jī)工作裝置3及定位板7螺紋連接方式來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)工作裝置3相對定位板7的高度。

進(jìn)一步地，請參閱圖1，本發(fā)明所使用的攝像裝置5為高速攝像機(jī)，并將其連接電腦設(shè)備6，以便于試驗(yàn)過程通過電腦設(shè)備6實(shí)時監(jiān)控和觀察壓縮機(jī)工作裝置3內(nèi)徑向間隙泄漏情況，同時便于后期對攝像裝置5所拍攝的圖像信息進(jìn)行分析與研究。

在本發(fā)明中，電腦設(shè)備6能夠讀取攝像裝置5所拍攝的圖像信息，并將所讀取的圖像信息采用Matlab軟件進(jìn)行處理，該處理是基于閾值分割法對所讀取圖像信息進(jìn)行分析，具體分析過程如下：首先，讀入攝像裝置5所拍攝的圖像視頻，并查找該圖像視頻文件的幀數(shù)，及將圖像視頻轉(zhuǎn)化為單張圖像；然后將所獲得的RGB圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，并對灰度值進(jìn)行均衡化；再行列掃描圖像，對圖像進(jìn)行閾值分割；將分割后的圖像進(jìn)行二值化，并對二值化后的圖像提取邊界，且對邊界內(nèi)進(jìn)行白色填充；對處理圖像進(jìn)行范圍縮小，去除圖中多余白點(diǎn)，即可。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置還包括一觸發(fā)開關(guān)，該觸發(fā)開關(guān)同時連接驅(qū)動裝置2和攝像裝置5，以通過觸發(fā)開關(guān)的設(shè)置使得攝像裝置5的拍攝與壓縮機(jī)工作裝置3的運(yùn)行同步進(jìn)行，利于攝像裝置5拍攝與記錄壓縮機(jī)工作裝置3內(nèi)工質(zhì)流通的全過程。

另外，所述壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置還包括若干光照裝置，該光照裝置環(huán)繞設(shè)置在攝像裝置5鏡頭的周向，且其光線從攝像裝置5所在處發(fā)射至密封端蓋4所在處，以在觀測試驗(yàn)過程提高壓縮機(jī)工作裝置3的光照強(qiáng)度，進(jìn)而提高攝影設(shè)備5所拍攝圖像信息的質(zhì)量。

所述壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置的工作原理為：按下觸發(fā)開關(guān)，驅(qū)動裝置2和攝像裝置5同時運(yùn)行，其中，驅(qū)動裝置2通過聯(lián)軸器21帶動壓縮機(jī)工作裝置3運(yùn)行，攝像裝置5對壓縮機(jī)工作裝置3進(jìn)行拍攝錄像，并將拍攝錄像情況實(shí)時發(fā)于電腦設(shè)備6，直至觀測試驗(yàn)結(jié)束。

在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，驅(qū)動裝置2為可調(diào)速的伺服電機(jī)，且觸發(fā)開關(guān)由驅(qū)動裝置2觸發(fā)，即當(dāng)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)先設(shè)置的轉(zhuǎn)速預(yù)定值時，觸發(fā)開關(guān)被觸發(fā)，從而促使攝像裝置5運(yùn)行；另外，壓縮機(jī)工作裝置3的運(yùn)行也有驅(qū)動裝置2驅(qū)動，即伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)先設(shè)置的轉(zhuǎn)速預(yù)定值時，伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器21帶動旋轉(zhuǎn)主軸31運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)工作裝置2開始運(yùn)行，并被攝像裝置5拍攝記錄。該實(shí)施方式是通過驅(qū)動裝置2的驅(qū)動轉(zhuǎn)速驅(qū)動壓縮機(jī)工作裝置3的運(yùn)行和攝像裝置5的拍攝，以使壓縮機(jī)工作裝置3能夠在設(shè)定的轉(zhuǎn)速下運(yùn)作，而攝像裝置5又能夠記錄壓縮機(jī)工作裝置3的全過程，該實(shí)施方式的工作原理如下：

首先，打開伺服電機(jī)，并調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速直到該轉(zhuǎn)速等于試驗(yàn)的轉(zhuǎn)速預(yù)設(shè)值；然后，伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器21帶動旋轉(zhuǎn)主軸31運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)工作裝置3開始運(yùn)行，同時，伺服電機(jī)觸發(fā)觸發(fā)開關(guān)閉合，攝像裝置5開始對壓縮機(jī)工作裝置3進(jìn)行拍攝錄像，并將所拍攝錄像的情況實(shí)時發(fā)于電腦設(shè)備6，直至觀測試驗(yàn)結(jié)束。

本發(fā)明所提出的一種壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置，是通過等效模擬實(shí)際壓縮機(jī)的工作部位并采取貼近的工作參數(shù)來貼合壓縮機(jī)的實(shí)際工作狀態(tài)，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和切實(shí)性；再者，以透明的密封端蓋4代替實(shí)際壓縮機(jī)的金屬端蓋來解決實(shí)驗(yàn)過程對壓縮機(jī)的觀察視角問題，并通過密封端蓋4上的角度刻度解決對壓縮機(jī)內(nèi)氣體流動情況描述繁瑣的問題，加之以高分辨、可慢動作觀察的高速攝影解決原有壓縮機(jī)徑向泄漏通道微小、流體運(yùn)動細(xì)微復(fù)雜的問題，為后期對壓縮機(jī)徑向間隙泄漏情況的分析研究提供便捷性。通過本發(fā)明所設(shè)計的壓縮機(jī)徑向間隙泄漏的動態(tài)觀測裝置，可便于人們對壓縮機(jī)徑向間隙泄漏情況的動態(tài)分析和靜態(tài)分析，避免了現(xiàn)有研究方法的局限性問題，整體方案切實(shí)可行，結(jié)構(gòu)簡單易操作。

上述說明是針對本發(fā)明較佳可行實(shí)施例的詳細(xì)說明，但實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請范圍，凡本發(fā)明所提示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應(yīng)屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。