CN104865134A - 一种新型注剂式静密封实验装置 - Google Patents

Abstract

一种新型注剂式静密封实验装置，它主要由底座、螺纹杆、柱塞套、柱塞和螺栓组成。螺纹杆的螺纹端与底座中心螺纹孔螺纹连接；柱塞套外表面与底座凸台内柱形面间隙配合，柱塞套底面坐在底座凸台内平面上；柱塞套孔与螺纹杆光杆段形成环形间隙；沿柱塞套孔不同高度开有两级环形槽，柱塞套外表面螺纹孔与环形槽连通；注剂填满环形槽后，便可从柱塞套孔上端注入密封介质，压入带O形圈的活塞后便可进行密封实验。本实验装置安全、简单可靠，可定量测试一定间隙量和密封面粗糙度工况下注剂密封的上限压力，支持多级密封上限压力测试，亦支持长期压力变化下的密封效果测试。

Description

一种新型注剂式静密封实验装置

技术领域

本发明涉及一种新型密封实验装置，尤其是一种新型注剂式静密封实验装置。

背景技术

密封已成为保证现代工业长期、安全和稳定运行必不可少的重要技术产品，注剂式密封是其中一种重要的密封形式。密封压力和间隙量是注剂选择的重要依据，密封面的表面粗糙度亦是影响密封效果的重要因素。由于注剂基体种类和混料配比会很大程度上影响密封性能，导致注剂种类繁多。目前不同间隙、粗糙度下密封注剂的选择主要根据厂家和用户的经验，无法给出量化的标准，需要一种定量标定间隙量、粗糙度与密封上限压力关系的实验装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全、简单而有效的注剂式静密封实验装置。

本发明主要包括底座、螺纹杆、柱塞套、柱塞和螺栓。底座是实验装置的装配主体，它由含中心螺纹孔的底座和三瓣扇形凸台组成。底座中心螺纹孔与螺纹杆螺纹连接，使螺纹杆退刀槽上部的光杆段压在中心螺纹孔处的底座上表面；柱塞套外表面与底座凸台内柱形面间隙配合，柱塞套底面坐在底座凸台内平面上；螺纹杆、柱塞套与底座装配后，柱塞套孔与螺纹杆光杆段便形成环形间隙，此间隙量可通过改变螺纹杆光杆段的直径进行调节，光杆的表面粗糙度则根据被密封面的表面质量定制加工；沿柱塞套孔不同高度位置开有两个环形槽，环形槽内径为柱塞孔直径，环形槽外径小于柱塞套外径8mm以上，环形槽高度则为注剂密封段的长度；柱塞套外圆柱面开有螺纹孔与环形槽连通，螺纹孔可以作为注剂孔、压力传感器安装孔，亦可用螺栓封堵；环形槽外径应与柱塞套外径相适应，以保证柱塞套螺纹孔至少含有8牙螺纹；柱塞上有安装至少一个O型圈，保证柱塞与柱塞套间的密封性，柱塞上部的大直径柱塞头设计便于装配和拆卸。

开展注剂密封实验时，依次完成螺纹杆与底座装配；柱塞套与底座装配；柱塞套一个螺纹孔连接注剂枪枪头，其余螺纹孔连接专门用于粘稠体的压力传感器或用螺栓封堵螺纹孔；注剂完成后从柱塞套上端注入少量密封介质，然后压入柱塞，采用压力机加压进行密封实验，密封压力可通过压力机数显的挤压力除以柱塞面积获得；通过底座观察口可直观观察是否有密封介质泄漏。

本实验装置可以测试密封注剂在压力变化时的长期密封性能。若压力机采用的是位移控制模式，其挤压力是随注剂松弛、注剂流动、环境温度等变化的，通过压力机的数显压力可以计算出介质的压力。若压力机无数显压力功能，可在底座下部安装力传感器进行柱塞挤压力测试。

本实验装置也可用多个注剂枪头取代螺栓，一口注料，多口补注。

本实验装置的多级环向槽支持多级注剂密封的测试功能。

本发明的有益效果是，实验装置制作周期短、成本低，能够测试密封注剂在任意间隙量和被密封面表面粗糙度下的最高密封压力，能够长期有效地测试非固化密封剂的密封性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明外观示意图。

图2是本发明实施例的纵剖面构造图。

图3是本发明底座三维效果图。

说明书附图中，1.底座，2.螺纹杆，3.柱塞套，4.柱塞，5.螺栓，6.O型圈，7.柱塞套孔，8.环形槽1，9.环形槽2，10.密封介质，11.非固化注剂1，12.非固化注剂2，13.环向间隙，14.观察口，15.底座凸台，16底座凸台内平面，17.底座凸台内柱形面，18.底座中心螺纹孔，19.底座上表面，20.底座凸台顶面。

具体实施方式

下面结合图1，图2和图3对实施例进行具体说明。实施实验时，首先根据实验要求的密封间隙量，以及被密封面的表面粗糙度，选择相应的螺纹杆2。螺纹杆2通过螺纹连接固定在底座中心螺纹孔18处，柱塞套3的外表面与底座凸台内柱形面17间隙配合，柱塞套底面坐在底座凸台内平面16上，柱塞套3的外圆柱面螺纹孔与注剂枪枪头连接，其余螺纹孔连接专门用于粘稠体的压力传感器或用螺栓5封堵。把待测试非固化注剂11放入注剂枪，手动反复按压注剂泵完成注剂11向一级环形槽的注入，注入完成后旋转注剂枪枪头的螺栓，阻止高压注剂反流。卸下注剂枪，转移至二级环形槽，按照以上步骤，完成非固化注剂12的注入。在柱塞4的两个环形槽中安装O型橡胶密封圈6，从柱塞孔7上端注入少量密封介质10，然后把柱塞4压入柱塞套。采用压力机对柱塞4加压进行密封实验，密封压力可通过压力机数显的挤压力除以柱塞4的面积获得。通过底座观察口14可直观观察是否有密封介质10泄漏。

若进行密封注剂的长期密封性能测试，可定时或数采记录压力机的数显压力以计算密封介质压力，分析注剂长期力学性能变化、环境温度变化等对密封效果的影响。本实验装置亦可通过压力机的加载和卸载，进行压力波动实验。

若实验过程中发生介质泄漏，本实验装置也可在装有注剂枪头的多口补注密封注剂，检验补注密封的效果。

一个具体验证实例：

在密封间隙0.5mm、密封面粗车削条件下，采用此实验装置对石墨基注剂进行了密封性能试验，测得短期最大密封压力为3MPa。在此石墨基注剂中添加了20％体积比、直径1mm钢珠和20％体积比、直径0.3mm钢珠进行均匀混合后，最大密封可达压力5MPa以上，且经过两周的循环压力实验，未出现泄漏。证实了实验装置的实用性和有效性。

Claims (4)

1.一种新型注剂式静密封实验装置，主要包括底座、螺纹杆、柱塞套、柱塞和螺栓，其特征在于：螺纹杆与底座的中心螺纹孔螺纹连接，螺纹杆的光杆段顶部高于柱塞套中最高位环形槽的上表面；柱塞套外表面与底座凸台内柱形面间隙配合，柱塞套底面坐在底座凸台内平面上；柱塞套孔与螺纹杆光杆段形成环形间隙；沿柱塞套孔的不同高度开有环形槽，柱塞套外表面螺纹孔与环形槽连通；柱塞上有安装O型圈的凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种新型注剂式静密封实验装置，其特征是：柱塞套孔与螺纹杆光杆段形成环形间隙，此间隙量可通过改变螺纹杆光杆段的外径进行调节，根据待测被密封面的表面质量定制加工具有相应粗糙度的螺纹杆光杆。

3.根据权利要求1所述的一种新型注剂式静密封实验装置，其特征是：柱塞套中心有一轴向通孔，至少一个径向环形槽与轴向通孔相贯，柱塞套外表面有螺纹孔与环形槽相通。

4.根据权利要求1所述的一种新型注剂式静密封实验装置，其特征是：底座上有至少两瓣扇形凸台，底座凸台至少分内平面和顶面高低两级，其中底座凸台内柱形面与柱塞套外表面间隙配合，柱塞套底面坐在底座凸台内平面上，相邻两瓣凸台间形成泄漏观察口。