CN102539088A - 密封胶圈的密封性能检验方法及其专用检验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种密封胶圈的密封性能检验方法及其专用检验装置，该方法包括以下步骤：第一步：先将密封胶圈放置胶圈环槽中，裁剪压力测量胶片覆盖检测器下体的顶面，再将上盖体连接在检测器下体上；第二步：静置后，取下压力测量胶片，得出密封接触压力值；第三步：再将上盖体连接在检测器下体上；第四步：通过进油口注入密封介质，记录压力值和渗出情况，得出密封接触压力临界值。该检验装置包括密封连接的检测器下体和上盖体，检测器下体上设置有进油口、等压油通道、上油孔、胶圈环槽以及过油通道。采用上述方法和装置进行检验，可得出多个密封胶圈在不同压缩率下，密封接触压力的泄露临界值。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封胶圈的密封性能检验方法及其专用检验装置。
背景技术
密封腔体出口或入口结合面的密封胶圈受压后形成密封带；装配后工作状态下，接触面上的密封带由于受力压缩，产生压力，并起到密封作用。如果密封带压缩率达不到要求，在被密封的腔体内容物（水、油、气等）压力作用下，易造成内容物泄露。故密封带的压缩率是设计、制作密封带的重要指标。密封带的接触压力随密封带的压缩率提高而升高，密封能力故而提升。但是压缩率却受密封带材料、密封带相关部件及装配情况的影响，不能无限制提高。因此，寻找到密封接触压力的临界值，即反映压缩率的临界值，用于先期评估密封带的密封效果，在实际的设计、制造、组装、检验、故障分析等过程中，具有重要的作用。
现有的密封胶圈的密封性能检测方法主要有高压气体密封检测方法和静态密封接触压力测量方法两种：高压气体密封检测方法是通过向被测密封腔体中通入高压气体，检测是否存在泄露，采用高压气体进行密封检测，应用于实际构件的检验时，仅能检测处被测密封腔体是否泄露，无法分析密封带的压缩率，不能就其密封带的压缩率、密封接触压力情况进行评估；静态密封接触压力测量方法是将所需量程范围的压力测量胶片裁剪后，放置在被测接触面之间，按照要求组装被测件，静置5min后，去除变色的压力测量胶片，从压力测量胶片上扫描得到接触压力分布情况及压力值，以此可判断被测接触面密封接触压力是否达到密封要求，通过密封接触压力测量方法进行密封性检测，得到的密封接触压力仅用于评估是否存在泄露的可能，不能提供密封胶圈在定植密封接触压力和不同的压缩率情况下的密封效果，由于无法实际通入压力油，不能确定所测得的接触压力是否造成泄露，故而得不到造成泄露的临界密封接触压力值，无法进行研究性试验。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种密封胶圈的密封性能检验方法及专用检验装置。使用该检验装置和采用该检验方法可以得到不同密封胶圈压缩率、密封接触压力、密封腔内压力等的泄露临界值。
为解决上述第一个技术问题，所提供的密封胶圈的密封性能检验方法包括以下步骤：
第一步：先将多个相同规格型号的密封胶圈分别放置在检测器下体的多个间隔设置胶圈环槽中，多个胶圈环槽的深度不同且皆小于密封胶圈的线径，裁剪压力测量胶片，压力测量胶片的大小完全覆盖检测器下体的顶面，再将上盖体通过螺栓密封连接在检测器下体的顶面上，多个螺栓的预紧力相同；
第二步：静置3-5分钟后，拆下螺栓，取下压力测量胶片，通过压力分析系统扫描压力测量胶片，得出密封胶圈在不同压缩率下密封接触压力分布及其压力值；
第三步：再将将上盖体通过螺栓密封连接在检测器下体的顶面上，多个螺栓的预紧力与上述第一步中的预紧力相同；
第四步：通过检测器下体的进油口向等压油通道中注入具有压力的密封介质，并逐步增大密封介质的压力，观察上盖体和检测器下体的结合面以及过油槽的渗出情况，记录通入密封介质的压力值和上述结合面和过油槽中的渗出情况，得出不同密封介质压力下，对应的密封接触压力临界值。
其中第二步中将同一密封胶圈的多个部位的密封接触压力值取平均值即为该密封胶圈在该压缩率下受到的压力值。
第四步中所述密封介质为液压油或水。
采用上述方法进行密封胶圈的密封性能检验，可得出多个密封胶圈在不同压缩率下，密封接触压力的泄露临界值，从而可以得出不用规格型号的密封胶圈的密封能力，在设计密封构件时，可准确确定使用何种规格型号的密封胶圈和胶圈环槽的加工深度。
为解决上述第二个技术问题，所提供的密封胶圈的密封性能专用检验装置包括检测器下体和密封连接在检测器下体上部的上盖体，检测器下体的一侧部设置有进油口，检测器下体内设有与进油口连通的等压油通道，检测器下体上设有自其顶部向内沿伸且间隔平行排布的多个上油孔，上油孔底部与等压油通道连通，检测器下体顶面上设有环绕在上油孔外侧的胶圈环槽，多个胶圈环槽的深度各不相同且皆小于密封胶圈的直径，胶圈环槽上部与上油孔顶部之间设有过油通道。
采用上述结构后，将多个密封胶圈放置在多个不同深度的胶圈环槽中，将上盖体密封连接在检测器下体上，即可促使多个密封胶圈具有不同的压缩率，可通过进油口向等压油通道中通入密封介质（油或水），控制通入密封介质的压力，观看检测器下体与上盖体结合部的侧面的渗出情况，即可得出密封接触压力的泄露临界值。
作为上述专用检验装置的改进，相邻的胶圈环槽之间设有至少两条延伸至检测器下体外侧部的过油槽，相邻的密封胶圈达到泄露临界值后，泄露的密封介质不会从相邻的密封胶圈所处的位置泄出，消除了相邻密封胶圈出现泄漏后的相互影响。
作为过油通道的一种具体结构形式，上油孔与胶圈环槽形成环凸台，所述过油通道为环凸台顶面与上盖体下底面之间的过油间隙。
多个胶圈环槽的深度自检测器下体一端向另一端逐渐增大。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种实施例的结构示意图；
图2为检测器下体的俯视图；
图3为图1中A区的放大图。
具体实施方式
如图1和图2中所示的密封胶圈的密封性能专用检验装置，其包括检测器下体1和密封连接在检测器下体1上部的上盖体2，检测器下体1采用45#钢材制成，可制成如图中所示的长方体或其他形状，检测器下体1的顶面与上盖体2的底面须加工成光滑平整表面，加工技术要求Ra3.2以下，平面度0.05。上盖体2上设有贯通上下的螺栓穿装孔，检测器下体1上设有与穿装孔位置对应的螺纹孔，紧固螺栓9可穿过螺栓穿装孔螺接在该螺纹孔内，从而将上盖体2密封连接在检测器下体1上。检测器下体1的一侧部设置有进油口3，检测器下体1内设有与进油口3连通的等压油通道4，等压油通道4为盲孔，检测器下体1上设有自其顶部向内沿伸且间隔平行排布的多个上油孔5，上油孔5底部与等压油通道4连通，检测器下体1顶面上设有环绕在上油孔5外侧的胶圈环槽6，多个胶圈环槽6的深度各不相同，多个胶圈环槽6的深度自检测器下体1一端向另一端逐渐增大，胶圈环槽6的深度以小于待测密封胶圈的线径为准，即待测密封胶圈放置在胶圈环槽6中后，待测密封胶圈高出胶圈环槽6，待测密封胶圈处于最大压缩率时呈扁圆状，胶圈环槽6的宽度以能装下扁圆状密封胶圈为准。胶圈环槽6上部与上油孔5顶部之间设有过油通道7，上油孔5与胶圈环槽6形成环凸台，在加工时环凸台顶面与上盖体2下底面之间的过油间隙，即环凸台的高度小于胶圈环槽6的深度，该过油间隙即为过油通道7，过油通道7也可以为设置在环凸台顶面上的多条油槽，设置过油通道7的目的是使上油孔5中的密封介质在压力作用下会进入胶圈环槽6中。相邻的胶圈环槽6之间设有至少两条延伸至检测器下体1外侧部的过油槽8，过油槽8自检测器下体1一侧的外侧面贯通至另一侧的外侧面，两条过油槽8平行设置，如图2所示，图中相邻两胶圈环槽6中示出了两条过油槽8，将密封胶圈放置在胶圈环槽6中后，通过进油口3向等压油通道4内注入密封介质，如果两相邻的胶圈环槽中左侧的密封胶圈达到泄露临界值后出现泄露，泄露的密封介质沿上盖体的下表面和检测器下体的顶面之间渗漏，一部分密封介质会流入到两条过油槽8中左侧的过油槽中，渗漏的密封介质不会流至右侧的胶圈环槽附近，避免了对右侧胶圈环槽中的密封胶圈是否泄露造成干扰现象。
利用上述专用检验装置可进行密封胶圈的密封性能的检测，该检测方法包括以下步骤（以φ35×3的密封胶圈为例，即其线径为3mm，该密封胶圈为O型圈）：
第一步：先将七个相同规格型号的密封胶圈分别放置在检测器下体的七个间隔设置胶圈环槽中，七个胶圈环槽的深度不同且皆小于密封胶圈的线径，裁剪压力测量胶片，压力测量胶片的大小完全覆盖检测器下体的顶面，再将上盖体通过螺栓密封连接在检测器下体的顶面上，多个螺栓的预紧力相同，螺栓采用8.8级M8普通螺栓，预紧力为20N·m；以下表格（表1）为胶圈环槽的设计深度、宽度以及胶圈压缩率：表1：
| 编号 | 胶圈环槽深度（mm） | 胶圈环槽宽度（mm） | 胶圈压缩率 |
| 1 | 2.95 | 4.08 | 0.98 |
| 2 | 2.90 | 4.08 | 0.97 |
| 3 | 2.85 | 4.08 | 0.95 |
| 4 | 2.80 | 4.08 | 0.93 |
| 5 | 2.75 | 4.08 | 0.92 |
| 6 | 2.70 | 4.08 | 0.90 |
| 7 | 2.65 | 4.08 | 0.88 |
第二步：静置3-5分钟后，拆下螺栓和上盖体，取下压力测量胶片，通过压力分析系统扫描压力测量胶片，该压力分析系统采用TOPAQ接触压力分析系统，这种分析系统为现有技术，得出密封胶圈在不同压缩率下密封接触压力分布及其压力值；将同一密封胶圈的多个部位的密封接触压力值取平均值即为该密封胶圈在该压缩率下受到的接触压力值。接触压力值如下表所示：表2：
| 编号 | 胶圈压缩率 | 接触压力值 |
| 1 | 0.98 | 0.5MPa |
| 2 | 0.97 | 0.8MPa |
| 3 | 0.95 | 1.6MPa |
| 4 | 0.93 | 2.5MPa |
| 5 | 0.92 | 3.1MPa |
| 6 | 0.90 | 3.8MPa |
| 7 | 0.88 | 4.3MPa |
第三步：再将上盖体通过螺栓密封连接在检测器下体的顶面上，多个螺栓的预紧力与上述第一步中的预紧力相同；
第四步：通过检测器下体的进油口向等压油通道中注入具有压力的密封介质，密封介质为液压油或水，并逐步增大密封介质的压力，采用压力泵或其他装置通过进油口注入密封介质，可直接从压力泵读出密封介质的压力值，观察上盖体和检测器下体的结合面以及过油槽的渗出情况，记录通入密封介质的压力值和上述结合面和过油槽中的渗出情况，得出不同密封介质压力下，对应的密封接触压力临界值。记录情况如下表所示：表3
| 编号 | 胶圈压缩率 | 接触压力值 | 临界密封介质压力 |
| 1 | 0.98 | 0.5MPa | 0.63MPa |
| 2 | 0.97 | 0.8MPa | 0.71MPa |
| 3 | 0.95 | 1.6MPa | 2.05MPa |
| 4 | 0.93 | 2.5MPa | 2.82MPa |
| 5 | 0.92 | 3.1MPa | 4.13MPa |
| 6 | 0.90 | 3.8MPa | 5.64MPa |
| 7 | 0.88 | 4.3MPa | 7.60MPa |
可依据上表设计胶圈环槽的宽度和深度，即设计合适的胶圈压缩率，并依据上表设计和计算出接触压力值，以满足不同密封介质压力的需求。
Claims (7)
1.一种密封胶圈的密封性能检验方法，其特征是包括以下步骤：
第一步：先将多个相同规格型号的密封胶圈分别放置在检测器下体的多个间隔设置胶圈环槽中，多个胶圈环槽的深度不同且皆小于密封胶圈的线径，裁剪压力测量胶片，压力测量胶片的大小完全覆盖检测器下体的顶面，再将上盖体通过螺栓密封连接在检测器下体的顶面上，多个螺栓的预紧力相同；
第二步：静置3-5分钟后，拆下螺栓和上盖体，取下压力测量胶片，通过压力分析系统扫描压力测量胶片，得出密封胶圈在不同压缩率下密封接触压力分布及其压力值；
第三步：再将上盖体通过螺栓密封连接在检测器下体的顶面上，多个螺栓的预紧力与上述第一步中的预紧力相同；
第四步：通过检测器下体的进油口向等压油通道中注入具有压力的密封介质，并逐步增大密封介质的压力，观察上盖体和检测器下体的结合面以及过油槽的渗出情况，记录通入密封介质的压力值和上述结合面和过油槽中的渗出情况，得出不同密封介质压力下，对应的密封接触压力临界值。
2.根据权利要求1所述的密封胶圈的密封性能检验方法，其特征是：第二步中将同一密封胶圈的多个部位的密封接触压力值取平均值即为该密封胶圈在该压缩率下受到的压力值。
3.根据权利要求1所述的密封胶圈的密封性能检验方法，其特征是：第四步中所述密封介质为液压油或水。
4.一种密封胶圈的密封性能专用检验装置，其特征是：该装置包括检测器下体（1）和密封连接在检测器下体（1）上部的上盖体（2），检测器下体（1）的一侧部设置有进油口（3），检测器下体（1）内设有与进油口（3）连通的等压油通道（4），检测器下体（1）上设有自其顶部向内沿伸且间隔平行排布的多个上油孔（5），上油孔（5）底部与等压油通道（4）连通，检测器下体（1）顶面上设有环绕在上油孔（5）外侧的胶圈环槽（6），多个胶圈环槽（6）的深度各不相同，胶圈环槽（6）上部与上油孔（5）顶部之间设有过油通道（7）。
5.根据权利要求4所述的密封胶圈的密封性能专用检验装置，其特征是：相邻的胶圈环槽（6）之间设有至少两条延伸至检测器下体（1）外侧部的过油槽（8）。
6.根据权利要求4所述的密封胶圈的密封性能专用检验装置，其特征是上油孔（5）与胶圈环槽（6）形成环凸台，所述过油通道（7）为环凸台顶面与上盖体（2）下底面之间的过油间隙。
7.根据权利要求4所述的密封胶圈的密封性能专用检验装置，其特征是多个胶圈环槽（6）的深度自检测器下体（1）一端向另一端逐渐增大。
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