CN103336109B - 橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，该装置包括齿轮泵、电机、联轴器、节流阀、管路、管接头、温控箱、加热板、浸泡槽、浸泡槽支架、橡胶夹具等部分。橡胶试样装卡于橡胶夹具上，将其放置于浸泡槽中，加入浸泡液体实现溶胀试验。通过齿轮泵、浸泡槽两端的液体入口和出口及管路实现液体的循环，利用节流阀调整液体的流量。温控箱的温度调节范围是室温-250℃。在温控箱面板上设定温度后，通过温度传感器将加热信号传递给加热板，当液体温度达到设定值后保温。温控箱面板上实时显示浸泡箱内的温度。浸泡箱内胆与外壳之间铺设保温层，并配有盖板，减少液体热损失。采用本发明可模拟不同温度、不同液体介质的动态和静态浸泡溶胀试验。

Description

橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置

技术领域

 本发明属于测量装置领域，涉及一种橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，特别适用于模拟长工作周期下橡胶溶胀老化试验研究。

背景技术

橡胶是国民经济和国防工业以及人民生活中不可缺少的重要原材料。橡胶耗用量与国民生产总值之间存在密切而稳定的相关性，它在一定程度上反映了一个国家的国民经济发展水平。作为一种高弹性材料，橡胶具有金属材料和其它高分子材料所没有的一些良好性能（如耐磨、耐油等），因而它不仅在汽车工业，也在其它工业，尤其是石油工业中获得广泛应用。从上世纪70年代以来，橡胶材料在各种车辆轮胎和摩擦元件（如密封件、活塞环、水润滑轴承以及油田设备中各类橡胶件等）的应用始终保持不断增长的趋势。因此若能够提高橡胶材料的溶胀老化性能、耐磨性能，则会在节约能源、材料和润滑剂等方面带来相当可观的经济效益和社会效益。

橡胶摩擦元件在使用过程中，长期浸泡于液体介质，同时受到液体介质的冲击，必然造成材料表面的性能变化，即发生溶胀老化，进而影响橡胶摩擦元件的使用寿命。因此橡胶摩擦元件在动态液体介质的溶胀老化是十分值得研究的，但到目前为止还没有一台能够动态测量橡胶溶胀老化的试验装置。

发明内容

发明目的：

本发明的目的在于提供一种橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，特别适用于模拟长工作周期下橡胶溶胀老化试验，解决如何评价橡胶密封元件在液体介质中溶胀老化问题。

技术方案：

本发明是通过以下技术方案实施的：

一种橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，其特征在于：该装置包括电机，电机通过联轴器连接齿轮泵，齿轮泵通过管路连接浸泡槽，齿轮泵与管路之间设有节流阀，浸泡槽设置在浸泡槽放置板上方，浸泡槽放置板下方设有加热板，加热板通过加热板电源线连接温控箱，加热板下方设有固定支架，电机固定在底板上。

温控箱的面板上设有橡胶试样温度显示板，橡胶试样温度显示板下方为设定温度显示板，设定温度显示板下方为温度设置面板，温度设置面板下方还设有总开关，温控箱顶部连接有两股总电源线，第一股总电源线连接电源插头，第二股总电源线连接加热板，总电源线与温控箱顶部之间设有胶圈；第二股总电源线由加热板电源线和温度传感器信号线构成，加热板电源线包括加热板电源火线和加热板电源零线。

在第二股总电源线连接加热板的一端设有线夹。

加热板下方的固定支架包括纵梁、横梁和立柱，纵梁与横梁的两端均通过螺栓垂直固定在立柱上部。

浸泡槽箱体内板与外壳之间铺设保温层，浸泡槽上方配有浸泡槽盖板，浸泡槽盖板上设有把手，浸泡槽内部设有橡胶试样夹具，浸泡槽外壳上开有浸泡槽接头。

温控箱的温度调节范围是室温-250℃，与橡胶溶胀老化液体介质温度相同。

加热板采用铝合金制造。

橡胶试样夹具包括夹具体，夹具体上开有多个方孔，方孔内设有夹子，橡胶试样卡装于夹子上，夹具体端部上方设有挂钩。

夹具体上刻有编号。

优点和效果：

本发明这种橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置具有精度高、安装、撤卸、使用及维护方便的优点，主要技术指标如下：

（1）温度范围：室温-250℃；

（2）升温速率：10℃/min；

（3）样品尺寸：尺寸大于φ20mm，厚度2-7mm；

（4）液体流速：0-15L/min。

附图说明：

图1 是本发明的主视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明浸泡槽内部的俯视图；

图4是固定支架局部示意图；

图5是橡胶试样夹具轴侧视图；

图6是本发明立体图。

附图标记说明：

1. 电机；2. 联轴器；3. 齿轮泵；4. 节流阀；5. 管路；6. 浸泡槽放置板；7. 加热板；8. 浸泡槽；9.弯头；10. 加热板电源火线；11. 温控箱；12. 橡胶试样温度显示板；13. 胶圈；14. 设定温度显示板；15. 总电源线；15-1.第一股总电源线；15-2.第二股总电源线；16. 温度设置面板；17. 总开关；18. 把手；19. 纵梁；20. 横梁；21. M5X8螺栓；22. 立柱；23. 底板；24. 管接头；25. M10X8螺栓；26. 电机电源插头；27. 温控箱电源插头；28. 加热板电源零线；29. 温度传感器信号线；30. 线夹；31. 浸泡槽盖板；32. 橡胶试样夹具；33. 浸泡槽保温泡沫；34. 浸泡槽箱体内板；35. 浸泡槽接头；36. M5X25螺栓；37. M5螺母；38. 挂钩；39. 夹子；40. 夹具体；41. 橡胶试样。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行具体说明：

本发明提供一种橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，如图1-图6中所示：该装置包括电机1，电机1通过联轴器2连接齿轮泵3，齿轮泵3通过管路5连接浸泡槽8（管路5通过弯头9连接浸泡槽8），齿轮泵3与管路5之间设有节流阀4，浸泡槽8设置浸泡槽放置板6下方，浸泡槽放置板6下方设有加热板7，加热板7通过加热板电源线连接温控箱11，加热板7下方设有固定支架，电机1固定在底板23上。通过齿轮泵、浸泡槽两端的液体入口和出口及管路实现液体的循环，利用节流阀调整液体的流量。

温控箱11的面板上设有橡胶试样温度显示板12，橡胶试样温度显示板12下方为设定温度显示板14，设定温度显示板14下方为温度设置面板16，温度设置面板16下方还设有总开关17，温控箱11顶部连接有两股总电源线15，第一股总电源线15-1连接电源插头27，第二股总电源线15-2连接加热板7，总电源线与温控箱11顶部之间设有胶圈13；第二股总电源线15-2由加热板电源火线10、加热板电源零线28和温度传感器信号线29构成。

在温控箱面板上设定温度后，通过温度传感器将加热信号传递给加热板，当液体温度达到设定值后保温。温控箱面板上实时显示浸泡箱内的温度。

在第二股总电源线15-2连接加热板7的一端设有线夹30。

加热板7下方的固定支架包括纵梁19、横梁20和立柱22，纵梁19与横梁20的两端均通过螺栓（例如M5X8螺栓21）垂直固定在立柱22上部。

浸泡槽箱体内板34与外壳之间铺设保温层即浸泡槽保温泡沫33，浸泡槽上方配有浸泡槽盖板31，减少液体热损失，具有环保节能的作用，浸泡槽盖板31上设有把手18，浸泡槽内部设有橡胶试样夹具32，浸泡槽外壳上开有浸泡槽接头35。

温控箱的温度调节范围是室温-250℃，与橡胶溶胀老化液体介质温度相同。

加热板7采用铝合金制造，保证其优良的热传导效率。

橡胶试样夹具32包括夹具体40，夹具体40上开有多个方孔，方孔内设有夹子39，橡胶试样41卡装于夹子39上，夹具体40端部上方设有挂钩38，橡胶夹具上的挂钩38可以保护操作者在夹具取出时不受有害液体介质的伤害，同时便于橡胶试样的后续处理。橡胶夹具方孔尺寸根据橡胶试样厚度和硬度、夹子弹性设计。

橡胶试样夹具、浸泡槽内板、管路及齿轮泵的齿轮及箱体等均采用不锈钢制造，防止受到液体介质的腐蚀。

温控箱组件和浸泡槽组件采用分体式设计，便于调整及维修。

本发明的工作原理和工作过程，对照试验装置的主视图（图1）和俯视图（图2），说明如下：将橡胶试样装夹到橡胶试样夹具上后放置于浸泡槽中，在浸泡槽中加入浸泡液体介质，盖上盖板。接通温控箱电源打开开关，温控箱温度设置面板上显示出上次操作的设定温度，手动设置加热的温度，加热板加热，当液体介质温度达到预定值时保温。当液体介质温度低于设定值时，加热板会再次通电。当液体介质温度稳定后，接通齿轮油泵电源，根据试验要求调整节流阀的流量旋钮，使液体介质以一定流速在管路中循环流动。当达到规定的浸泡实验后，断开齿轮油泵和温控箱电源，打开溶胀箱盖板，利用夹具上的挂钩取出橡胶试验夹具，对橡胶试验进行清洗、烘干等处理。最后进行质量变化率、体积变化率的测量。

图1和图2分别为本发明试验装置的主视图和俯视图。该试验装置包括温控箱组件和浸泡装置组件两部分，采用分体设计便于调整及维修。浸泡装置组件的结构包括橡胶试样、橡胶试样夹具组件、浸泡槽、齿轮泵、联轴器、电机、管路和节流阀等。温控箱组件的结构包括：加热板固定架组件、加热板、浸泡槽放置板、温控箱、液体介质温度显示板、胶圈、设定温度显示板、总电源线、电源插头、温度设置面板和总开关等。

图3为本发明的橡胶溶胀试验装置浸泡槽内部的俯视图，橡胶试样夹具整齐的装卡在浸泡槽中。浸泡箱内胆与外壳之间铺设保温层，减少液体热损失，具有环保节能的作用。

图4为本发明的橡胶溶胀试验装置固定支架局部视图，由横梁、纵梁、立柱通过螺栓和螺母连接组成，便于调整及维修。

图5为本发明的橡胶溶胀试验装置橡胶试样夹具轴侧视图，由挂钩、夹子、夹具体通过弹性压紧连接组成，并在夹具体上刻有编号，保证试验的准确性。

Claims (8)

1.一种橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，其特征在于：该装置包括电机（1），电机（1）通过联轴器（2）连接齿轮泵（3），齿轮泵（3）通过管路（5）连接浸泡槽（8），齿轮泵（3）与管路（5）之间设有节流阀（4），浸泡槽（8）设置在浸泡槽放置板（6）上方，浸泡槽放置板（6）下方设有加热板（7），加热板（7）通过加热板电源线连接温控箱（11），加热板（7）下方设有固定支架，电机（1）固定在底板（23）上；温控箱（11）的面板上设有橡胶试样温度显示板（12），橡胶试样温度显示板（12）下方为设定温度显示板（14），设定温度显示板（14）下方为温度设置面板（16），温度设置面板（16）下方还设有总开关（17），温控箱（11）顶部连接有两股总电源线（15），第一股总电源线（15-1）连接电源插头（27），第二股总电源线（15-2）连接加热板（7），总电源线与温控箱（11）顶部之间设有胶圈（13）；第二股总电源线（15-2）由加热板电源线和温度传感器信号线（29）构成，加热板电源线包括加热板电源火线（10）和加热板电源零线（28）。

2.根据权利要求1所述的橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，其特征在于：在第二股总电源线（15-2）连接加热板（7）的一端设有线夹（30）。

3.根据权利要求1所述的橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，其特征在于：加热板（7）下方的固定支架包括纵梁（19）、横梁（20）和立柱（22），纵梁（19）与横梁（20）的两端均通过螺栓垂直固定在立柱（22）上部。

4.根据权利要求1所述的橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，其特征在于：浸泡槽箱体内板（34）与外壳之间铺设保温层，浸泡槽上方配有浸泡槽盖板（31），浸泡槽盖板（31）上设有把手（18），浸泡槽内部设有橡胶试样夹具（32），浸泡槽外壳上开有浸泡槽接头（35）。

5.根据权利要求l 所述的橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，其特征在于：温控箱的温度调节范围是室温-250℃，与橡胶溶胀老化液体介质温度相同。

6.根据权利要求l 所述的橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，其特征在于：加热板（7）采用铝合金制造。

7.根据权利要求4所述的橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，其特征在于：橡胶试样夹具（32）包括夹具体（40），夹具体（40）上开有多个方孔，方孔内设有夹子（39），橡胶试样（41）卡装于夹子（39）上，夹具体（40）端部上方设有挂钩（38）。

8.根据权利要求7 所述的橡胶液体动态浸泡溶胀试验装置，其特征在于：夹具体（40）上刻有编号。