CN103954438A - 密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，外筒接头的一端连接至外筒的左端、另一端通过三通连接至数据采集装置；中筒的左端从外筒的右端口装入，外筒靠近右端处开有两个螺孔，中筒的中部与两个螺孔对应的位置处开有两个限位孔；内筒中部设有两个与螺孔对应的键槽，螺栓对内筒进行定位并限制中筒的移动范围；丝堵安装在中筒的左端，内筒安装在中筒内；中筒接头的一端连接中筒的右端、另一端通过另一个三通连接数据采集装置；中筒与外筒之间安装有至少一个密封圈，限位孔两侧的内筒外壁上设有至少一个密封圈槽。通过本发明，可以模拟带压环境进行试验测试，为井下施工设计提供可靠的数据支撑。

Description

密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置

技术领域

本发明涉及胶圈密封性能测试技术领域，具体而言，涉及一种密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置。

背景技术

胶圈密封是工业中常用密封方式，可用于气体和液体密封，在需要防止流道间流体流通、分隔压力区、防腐防潮的结构系统连接部位都应设置具有良好密封性能的胶圈，保证作业顺利进行。密封圈具有良好的弹性，依靠挤压力实施密封，因此在两个被密封件发生相对位移时，密封圈会产生一定的摩擦阻力，阻碍动作发生。但胶圈受压时的阻力不能按照常温常压条件进行理论计算，因此需要一种专门的装置，模拟带压环境进行试验测试，为井下施工设计提供可靠的数据支撑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于,提供一种密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，可以模拟带压环境进行试验测试，为井下施工设计提供可靠的数据支撑。

有鉴于此，本发明提供了一种密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，包括外筒、外筒接头、中筒、中筒接头、丝堵、内筒、螺栓和数据采集装置，其中：

所述外筒接头的一端连接至所述外筒的左端、另一端通过三通连接至所述数据采集装置；

所述中筒的左端从外筒的右端口装入，外筒靠近右端处开有两个螺孔，所述中筒的中部与两个所述螺孔对应的位置处开有两个限位孔；

所述内筒中部设有两个与所述螺孔对应的键槽，所述螺栓穿过所述螺孔、所述限位孔进入所述键槽对所述内筒进行定位并限制所述中筒的移动范围；

所述丝堵安装在所述中筒的左端，所述内筒安装在所述中筒内；

所述中筒接头的一端连接所述中筒的右端、另一端通过另一个三通连接所述数据采集装置；

所述外筒内壁与所述中筒外壁、所述中筒内壁与所述内筒外壁之间均为间隙配合，所述中筒与所述外筒之间安装有至少一个密封圈，所述限位孔两侧的内筒外壁上设有至少一个密封圈槽；

所述数据采集装置用于采集两个三通处的压强值。

具体而言，该测试装置的工作原理如下：

在两端的三通上分别连接压力泵，在测试密封圈槽不安装密封圈，通过外筒接头向测试装置中打压，推动丝堵、中筒、中筒接头向右移动，记录能够推动的临界压强并得到压力f0，即为密封圈产生的静摩擦阻力；

停止低压端打压，选择待测密封圈一对，装入密封圈槽中，通过中筒接头向测试装置内打压，使待测密封圈处于受压状态；

通过外筒接头向测试装置打压，推动丝堵、中筒、高压接头向右移动，记录能够推动的临界压强并得到压力f1，即为密封圈与待测密封圈共同产生的静摩擦力；

得出被测试受液压状态下密封圈摩阻f=f1-f0。

在该技术方案中，通过室内试验，模拟带压环境进行试验测试，可以确定密封圈在带压环境摩擦阻力，为井下施工设计提供可靠的数据支撑，该测试装置结构简单，易实施、易操作、便于观察与测量。

优选地，所述内筒外壁上设有多组不同型号的密封圈槽，每组密封圈槽均包括两个在所述内筒两端对称设置的两个密封圈槽。

优选地，所述内筒外壁上设有三组不同型号的密封圈槽，从而可以测试不同型号的待测密封圈。

优选地，所述外筒接头与所述外筒之间、所述中筒接头与所述中筒之间均通过锥螺纹连接，连接更加可靠。

优选地，所述外筒接头为低压接头，所述中筒接头为高压接头。

优选地，所述中筒右端外壁与所述外筒之间通过两个所述密封圈密封。

优选地，所述密封圈为低压密封圈。

优选地，两个所述螺孔关于所述外筒的轴线对称设置，可以更好地对内筒进行定位以及限制中筒的移动范围，更加可靠。

附图说明

图1和图2是根据本发明实施例的密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置在不同工作状态下的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例的一种密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，

包括外筒2、外筒接头1、中筒4、中筒接头7、丝堵3、内筒6、螺栓5和数据采集装置8，其中：

所述外筒接头1的一端连接至所述外筒2的左端、另一端通过三通连接至所述数据采集装置8；

所述中筒4的左端从外筒2的右端口装入，外筒2靠近右端处开有两个螺孔，所述中筒4的中部与两个所述螺孔对应的位置处开有两个限位孔42；

所述内筒6中部设有两个与所述螺孔对应的键槽，所述螺栓5穿过所述螺孔、所述限位孔42进入所述键槽对所述内筒6进行定位并限制所述中筒4的移动范围；

所述丝堵3安装在所述中筒4的左端，所述内筒6安装在所述中筒4内；

所述中筒接头7的一端连接所述中筒4的右端、另一端通过另一个三通连接所述数据采集装置8；

所述外筒2内壁与所述中筒4外壁、所述中筒4内壁与所述内筒6外壁之间均为间隙配合，所述中筒4与所述外筒2之间安装有至少一个密封圈41，所述限位孔42两侧的内筒6外壁上设有至少一个密封圈槽61；

所述数据采集装置8用于采集两个三通处的压强值。

具体而言，该测试装置的工作原理如下：

在两端的三通上分别连接压力泵，在测试密封圈槽不安装密封圈，通过外筒接头1向测试装置中打压，推动丝堵3、中筒4、中筒接头7向右移动，记录能够推动的临界压强并得到压力f0，即为密封圈41产生的静摩擦阻力；

停止低压端打压，选择待测密封圈一对，装入密封圈槽61中，通过中筒接头7向测试装置内打压，使待测密封61圈处于受压状态；

通过外筒接头1向测试装置打压，推动丝堵3、中筒4、高压接头7向右移动，记录能够推动的临界压强并得到压力f1，即为密封圈41与待测密封圈61共同产生的静摩擦力；

得出被测试受液压状态下密封圈摩阻f=f1-f0。

在该技术方案中，通过室内试验，模拟带压环境进行试验测试，可以确定密封圈在带压环境摩擦阻力，为井下施工设计提供可靠的数据支撑，该测试装置结构简单，易实施、易操作、便于观察与测量。

优选地，所述内筒6外壁上设有多组不同型号的密封圈槽61，每组密封圈槽61均包括两个在所述内筒6两端对称设置的两个密封圈槽61。

优选地，所述内筒6外壁上设有三组不同型号的密封圈槽61，从而可以测试不同型号的待测密封圈。

优选地，所述外筒接头1与所述外筒2之间、所述中筒接头7与所述中筒4之间均通过锥螺纹连接，连接更加可靠。

优选地，所述外筒接头1为低压接头，所述中筒接头7为高压接头。

优选地，所述中筒4右端外壁与所述外筒2之间通过两个所述密封圈41密封。

优选地，所述密封圈41为低压密封圈。

优选地，两个所述螺孔关于所述外筒2的轴线对称设置，可以更好地对内筒6进行定位以及限制中筒4的移动范围，更加可靠。

如图1和图2所示，基于本发明的以上技术方案，其具体测试方式可以如下：

（1）测试实验装置包括：

低压泵9，5MPa；液压泵10，50MPa，或气体压缩泵；数据采集装置8，可以包括压力传感器、采集器、数据转换器、电脑显示器等。

（2）测试待测密封圈不安装，组装测试装置，如图1。

（3）低压泵9逐渐打压，直至观察中筒4开始向右移动，此时压力瞬时下降，继续缓慢打压，至测试装置完成测试状态，如图2。

（4）调取电脑记录数据，记录压力值瞬时降低前的最大值P0。

（5）安装待测密封圈于与之匹配的一组密封圈槽61。

（6）高压泵10打压至测试压强Pc。

（7）低压泵9逐渐打压，直至观察中筒4开始向右移动，此时压力瞬时下降，继续缓慢打压，至测试装置完成测试状态。

（8）调取电脑记录数据，记录压力值瞬时降低前的最大值P1。

（9）密封圈阻力f计算

根据公式F=P×S

P0作用面为外筒2内截面S0，P1作用面为外筒2内截面S0

即f=P1×S0-P0×S0

（10）测试完成。

（11）改变待测密封圈槽尺寸可测试不同型号的密封圈性能。

（12）改变待测密封圈种类、材质可测试不同种类待测密封圈性能。

（13）改变高压泵10压力，可测试不同压力环境中密封圈摩阻。

（14）改变中筒4内表面粗糙度或材质，可测试同种密封圈与不同材质接触面间的性能。

（15）将高压泵液泵换为气泵可测试气压状态下密封圈摩阻测试装置及测试方法。

总之，基于本发明中的以上技术方案，该测试装置可以有多种应用方式，包括：1、可设置多种密封圈槽尺寸以测试不同型号密封圈，2、可测试不同填料密封材质的封密圈，3、可测试不同压力下密封圈摩擦阻力，4、可选择不同粗糙度或不同材质接触面以测试同种密封圈与不同接触面间摩擦阻力，5、可测试压力环境为液体、气体、真空等环境，6、可通过该装置完成大量实验，总结受压状态下密封圈摩阻经验公式。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，其特征在于，包括外筒（2）、外筒接头（1）、中筒（4）、中筒接头（7）、丝堵（3）、内筒（6）、螺栓（5）和数据采集装置（8），其中： 

所述外筒接头（1）的一端连接至所述外筒（2）的左端、另一端通过三通连接至所述数据采集装置（8）； 

所述中筒（4）的左端从外筒（2）的右端口装入，所述外筒（2）靠近右端处开有两个螺孔，所述中筒（4）的中部与两个所述螺孔对应的位置处开有两个限位孔（42）； 

所述内筒（6）中部设有两个与所述螺孔对应的键槽，所述螺栓（5）穿过所述螺孔、所述限位孔（42）进入所述键槽对所述内筒（6）进行定位并限制所述中筒（4）的移动范围； 

所述丝堵（3）安装在所述中筒（4）的左端，所述内筒（6）安装在所述中筒（4）内； 

所述中筒接头（7）的一端连接所述中筒（4）的右端、另一端通过另一个三通连接所述数据采集装置（8）； 

所述外筒（2）内壁与所述中筒（4）外壁、所述中筒（4）内壁与所述内筒（6）外壁之间均为间隙配合，所述中筒（4）与所述外筒（2）之间安装有至少一个密封圈（41），所述限位孔（42）两侧的内筒（6）外壁上设有至少一个密封圈槽（61）； 

所述数据采集装置（8）用于采集两个三通处的压强值。 

2.根据权利要求1所述的密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，其特征在于，所述内筒（6）外壁上设有多组不同型号的密封圈槽（61），每组密封圈槽（61）均包括两个在所述内筒（6）两端对称设置的两个密封圈槽（61）。 

3.根据权利要求2所述的密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，其特征在于，所述内筒（6）外壁上设有三组不同型号的密封圈槽（61）。 

4.根据权利要求1所述的密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，其特征在于，所述外筒接头（1）与所述外筒（2）之间、所述中筒接头（7）与所述中筒（4）之间均通过锥螺纹连接。 

5.根据权利要求1至4中任一项所述的密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，其特征在于，所述外筒接头（1）为低压接头，所述中筒接头（7）为高压接头。 

6.根据权利要求1至4中任一项所述的密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，其特征在于，所述中筒（4）右端外壁与所述外筒（2）之间通过两个所述密封圈（41）密封。 

7.根据权利要求6所述的密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，其特征在于，所述密封圈（41）为低压密封圈。 

8.根据权利要求1至4中任一项所述的密封圈带压状态下摩擦阻力的测试装置，其特征在于，两个所述螺孔关于所述外筒（2）的轴线对称设置。