CN103234711B - 一种橡胶软管密封性能检验装置及检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种橡胶软管密封性能检验装置及检验方法。为了验证橡胶软管是否能达到密封性能改善的要求，并了解软管的紧固安装和连接情况，所述检验装置包括老化箱，置于老化箱内的密封管；所述密封管上设有多个软管连接座，各软管连接座中的至少一个连接座上装有部分伸出老化箱外的进气管，余下各连接座上装有橡胶软管，各橡胶软管的外端与快速接头二相连；所述进气管的外端与供气装置连通；所述进气管与密封管、橡胶软管连通。本发明模拟机车运行的严酷环境工况下的保压和高低温老化考核，可以确保通过了检验的橡胶软管能够满足机车产品水冷系统的可靠性要求。

Description

一种橡胶软管密封性能检验装置及检验方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶软管密封性能检验装置及检验方法。

背景技术

大功率电力机车产品采用的是水冷系统，产品上大量的使用到了橡胶软管，橡胶软管能否满足电力机车产品在一定水压和高低温交替循环使用的情况下持续保持密封的可靠性？这在没有经过很长的运行考核试验是无法给出准确判定的。我公司前期生产的牵引逆变器采用蓝色哈金森的橡胶软管，在机车运行一年左右时，暴露出大量橡胶软管与快速接头或与水管接头接口处发生漏液的严重事故。

以电力机车水冷系统为例，其通过橡胶软管、快速接头和卡箍来实现进水管1、出水管2、热交换器及水冷板之间的水路连接。如图1所示，箭头方向代表冷却液流动方向。

电力机车水冷系统产品上使用的橡胶软管需要满足以下技术要求：

在-40℃～+70℃环境温度下循环冷却液（水和乙二醇体积比44%:56%）工作，确保-40℃以上的环境温度下不结冰。同时橡胶软管在实际工作中需要满足0～6bar内壁水压条件下不泄露。即：在高、低温条件下橡胶软管内外表面无肉眼可见的裂纹，在0～6bar压力试验过程中软管组合无泄露现象。

实际使用过程中，橡胶软管在经过长时间高低温使用后，其橡胶成分容易失去弹性，在橡胶内部和快速接头（或水管接头）之前产生间隙，当机车运行时，水泵抽动冷却液流动产生水压，就容易发生冷却液泄漏问题。

由于上述水路系统中，蓝色哈金森水管在产品运行期间出现了大量泄漏问题，主要原因是橡胶软管高低温使用后橡胶老化，将卡箍取下后，橡胶软管外层胶和内层胶已经发生了很严重的形状变化，橡胶失去弹性，起不到密封的效果。

在开发新的橡胶软管替代方案时，如何快速检测出橡胶软管是否符合产品应用的环境和技术要求是一大难题。

如何确保选用的橡胶软管可以满足产品功能要求？通过开展怎样的工艺验证能确保软管性能得到充分验证呢？为此需要开发一整套橡胶软管密封性能检验装置及检验方法，以确保工艺验证的充分性。

发明内容

为了验证橡胶软管是否能达到密封性能改善的要求，并了解软管的紧固安装和连接情况，本发明旨在提供一种橡胶软管密封性能检验装置及检验方法，该检验装置及检验方法模拟机车运行的严酷环境工况下的保压和高低温老化考核，可以确保通过了检验的橡胶软管能够满足机车产品水冷系统的可靠性要求。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种橡胶软管密封性能检验装置，其结构特点是，包括老化箱，置于老化箱内的密封管；所述密封管上设有多个软管连接座，各软管连接座中的至少一个连接座上装有部分伸出老化箱外的进气管，余下各连接座上装有橡胶软管，各橡胶软管的外端与快速接头二相连；所述进气管的外端与供气装置连通；所述进气管与密封管、橡胶软管连通。

以下为本发明的进一步改进的技术方案：

进一步地，本发明所述进气管为一根，所述橡胶软管与所述快速接头二连接处设有卡箍。

为了直观地显示橡胶软管的密封性，所述橡胶软管内装有液体，所述进气管上装有调压阀，用于调整橡胶软管内液体的压力。

为了更真实地模拟现场环境，所述橡胶软管具有弯曲段。

进一步地，本发明还提供了一种利用上述的橡胶软管密封性能检验装置对橡胶软管的密封性能进行检验的方法，包括如下步骤：

1）将进气管内注入液体，向进气管内充气，使橡胶软管内液压至少为6bar；

2）调整老化箱的温度，从室温调至-40℃，并保持-40℃至少60分钟；之后调整老化箱的温度，从-40℃调至70℃，并保持70℃至少60分钟；最后调整调整老化箱的温度，从70℃调至室温，并保持室温至少60分钟；至此为一个调温循环；

3）重复步骤2）的调温循环4~8次，当橡胶软管内液体无泄漏，则橡胶软管密封性能合格；否则，不合格。

优选地，在步骤2）中，保温时间均为90分钟。

在步骤2）中，老化箱内的温度从室温调至-40℃的调温时间为10分钟~20分钟；老化箱内的温度从-40℃调至70℃的调温时间为25分钟~35分钟；老化箱内的温度从70℃调至室温的调温时间为10分钟~20分钟。

一般而言，一个调温循环的总时间为220分钟~260分钟。

藉由上述结构和方法，本发明的检验装置为模拟电力机车冷却系统管路设计，将管路中的橡胶软管、软管连接座、快速接头、快速接头座、连接时的折弯等都进行了模拟设计安装，以接近软管的实际使用工况；

本发明的检验方法首创性提出使橡胶软管在-40℃到+70℃的的高低温老化循环情况下进行保压检漏实验，以此对软管在高低温循环变化的严酷环境下的密封性能进行试验验证。使通过本实验验证合格的橡胶软管能符合电力机车的严酷使用环境对软管密封性能的要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过将气管、冷却液、检验装置、老化箱、被试品软管等系统放到高低温循环老化环境中，在保压试验条件下进行联合试验验证，解决了橡胶软管密封性能和高低温特性的检验难题。通过模拟橡胶软管在机车高低温运行环境下的最严酷工况，确保检验数据可靠，使通过检验的软管在严酷机车运行工况下不会出现漏水类事故和泄露的风险。

本发明橡胶软管密封性能检验装置使用轻便、简洁，便于维护，模拟了电力机车上软管的实际使用工况。

本发明模拟机车运行水路系统的实际工作环境，快速检验橡胶软管是否满足产品性能要求，这是一般的检验方法所做不到的。

通过了本发明检验的橡胶软管，在机车上运行后均未发现泄露问题，显著提升了工艺验证效率及机车产品水冷系统的可靠性。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2是图1中密封试验装置的结构示意图；

图3是图2的局部放大图；

图4是本发明的老化试验曲线图。

在图中

1-老化箱；2-密封管；4-进气管；5-橡胶软管；

6-快速接头二；7-卡箍；8-快速接头一。

具体实施方式

本发明通过试验物料选择及检验装置设计，进行试验材料和检验装置组装，在老化试验箱内进行高低温老化考核试验及水路保压试验，模拟机车运行环境，以此来检验橡胶软管是否会发生泄露，以证明橡胶软管密封性能是否满足产品功能需求。

进行橡胶软管密封性能检测试验，整个实验的流程图如图2所示。

试验所需功能的物料选择及工装设计，相关信息见下表：

然后进行密封性能检验装置的组装：

剪取橡胶软管共4根，每根长度450mm左右，每根橡胶软管的一端通过卡箍紧固到检验装置的软管连接座上，紧固力矩6Nm；另一端通过卡箍紧固到快速接头二上，紧固力矩6Nm。再将快速接头座一紧固到检验装置对应的螺孔柱上，这样就形成了一个密闭的试验工装；同时为了模拟橡胶软管在产品上使用时的折弯工况，使用铜丝将橡胶软管拉弯。再使用与快速接头二相配套的快速接头座二插入快速接头二，使得快速接头导通，通过快速接头座二往检验装置及管路内灌装冷却液（备注：为了便于观察泄露，需在冷却液内加入红色颜料），装满后拔出快速接头座二，制作好的试验工装如图3所示。

将灌装了红色冷却液的试验工装放入到老化箱内，将外部引入的进气管软管快速接头一插到快速接头座一上，调整外部分压阀，将气压调整到6bar，这样就可以确保试验工装内始终有恒定的6bar水压。同时在试验工装下面垫上一层A3大小的白纸，方便泄露冷却液的观察

设置老化箱的试验条件：以室温+25℃为例，老化箱温度曲线设置为15分钟温度从+25℃到-40℃，保持90分钟，经过30分钟从-40℃到+70℃，保持90分钟，再用15分钟温度从+70℃到+25℃。整个过程为一次循环，共耗时240分钟，见下表老化试验曲线。需要6次循环共24小时。

最后进行密封性能检验试验：

关闭老化箱门，开启老化箱，试验过程中通过透明观察窗做好观察记录，如果发现漏液（工装下白纸被露出的液体染红）则立即停止试验并检查漏水位置。漏水现象说明橡胶软管经过高低温老化试验后，橡胶老化，失去弹性，不满足机车运行环境的功能要求。结合该试验验证的结果，进行橡胶软管的工艺改进，最终找到满足产品功能需求的橡胶软管，解决了产品橡胶软管漏水质量问题。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种利用橡胶软管密封性能检验装置对橡胶软管的密封性能进行检验的方法，其特征在于，所述橡胶软管密封性能检验装置包括老化箱（1），置于老化箱（1）内的密封管（2）；所述密封管（2）上设有多个软管连接座，各软管连接座中的至少一个连接座上装有部分伸出老化箱（1）外的进气管（4），余下各连接座上装有橡胶软管（5），各橡胶软管（5）的外端与快速接头（6）相连；所述进气管（4）的外端与供气装置连通；所述进气管（4）与密封管（2）、橡胶软管（5）连通；所述对橡胶软管的密封性能进行检验的方法包括如下步骤：

1）将进气管（4）内注入液体，向进气管（4）内充气，使橡胶软管（5）内液压至少为6bar；

2）调整老化箱（1）的温度，从室温调至-40℃，并保持-40℃至少60分钟；之后调整老化箱（1）的温度，从-40℃调至70℃，并保持70℃至少60分钟；最后调整老化箱（1）的温度，从70℃调至室温，并保持室温至少60分钟；至此为一个调温循环；

3）重复步骤2）的调温循环4~8次，当橡胶软管内液体无泄漏，则橡胶软管密封性能合格；否则，不合格。

2.根据权利要求1所述的对橡胶软管的密封性能进行检验的方法，其特征在于，所述进气管（4）为一根，所述橡胶软管（5）与所述快速接头（6）连接处设有卡箍（7）。

3.根据权利要求1所述的对橡胶软管的密封性能进行检验的方法，其特征在于，所述橡胶软管（5）内装有液体，所述进气管（4）上装有调压阀。

4.根据权利要求1所述的对橡胶软管的密封性能进行检验的方法，其特征在于，所述橡胶软管（5）具有弯曲段。

5.根据权利要求1-4之一所述的对橡胶软管的密封性能进行检验的方法，其特征在于，在步骤2）中，保温时间均为90分钟。

6.根据权利要求1-4之一所述的对橡胶软管的密封性能进行检验的方法，其特征在于，在步骤2）中，老化箱（1）内的温度从室温调至-40℃的调温时间为10分钟~20分钟；老化箱（1）内的温度从-40℃调至70℃的调温时间为25分钟~35分钟；老化箱（1）内的温度从70℃调至室温的调温时间为10分钟~20分钟。

7.根据权利要求1-4之一所述的对橡胶软管的密封性能进行检验的方法，其特征在于，一个调温循环的总时间为220分钟~260分钟。