CN105675215A - 一种水压式气压试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水压式气压试验装置，其包括：水压装置、橡胶气囊、水压试验容器、高压氦气瓶、氦气检测装置；待检结构件、橡胶气囊、水压试验容器均为密封容器；橡胶气囊首端和尾端各设有两个开口，两个开口处分别安装有单向逆止阀；水压试验容器内装有水溶液；待检结构件位于橡胶气囊内部；高压氦气瓶通过管道与橡胶气囊的一个单向逆止阀相通；氦气检测装置的管道穿过橡胶气囊的另一个单向逆止阀与待检结构件内部相通；橡胶气囊位于水压试验容器的水溶液内；水压装置的管道位于水压试验容器的水溶液内。本发明通过橡胶气囊传递试验压力，将气压试验转化为水压试验进行，利用氦质谱检测系统，实现高压下气体小分子漏率检测的试验目的。
Description
技术领域
本发明属于密封性检验技术领域，具体涉及一种水压式气压试验装置。
背景技术
国内相关通讯设备公司研制一种在深海环境工作的新型通讯产品，在完成外压承载试验的基础上，需要验证其在深海环境中对海水中气体小分子密封能力。客户提出了明确的试验需求：被检件直径约Φ100mm，长度约200mm，需通过气压试验验证该产品在高压情况下对气体小分子的密封能力，气压检验压强为50MPa以上，每次试验需稳压12h以上，具体试验方案为：将被检件置于高压氦气中，将其内部抽真空，保持一段时间后通过检测产品内部的氦分子验证其密封能力。
针对于客户提出试验需求，拟采用的试验方案主要包括漏率检测和气压试验两部分。其中，漏率检测与目前广泛使用的氦质谱检测方法基本相同，技术较为成熟，有相应的国标和航天标准可供执行。气压试验方面，目前国内外一般通过空气压缩机和气瓶来实现高压气压试验，但气体具有可压缩性较强的特点，决定了气压试验具有较高的危险性，需要采取相应的安全保障措施，对试验条件要求较高。
国内某机构采用压缩高压空气实现该类器件的高压密封检测，具体的实现方式为在地下深处开挖大型洞体，将检测器件置于其中，通过空气压缩机实现高压气体环境，从而检测器件的密封性能力。采用该种方式首先需要选择特定的场所进行地下洞体的开挖，并购置相应的空气压缩机，这将耗费大量的人力和物力成本，同时耗时也将会较长，单次试验成本将明显增加。因此，对于该类试验，选取更为合理的方案尤为必要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种水压式气压试验装置，基于现有水压试验装置，通过橡胶气囊传递试验压力，将气压试验转化为水压试验进行，利用氦质谱检测系统，实现高压下气体小分子漏率检测的试验目的。
本发明的水压式气压试验装置，其包括：水压装置、橡胶气囊、水压试验容器、高压氦气瓶、氦气检测装置；试验对象为待检结构件；
待检结构件、橡胶气囊、水压试验容器均为密封容器；橡胶气囊首端和尾端各设有两个开口，两个开口处分别安装有单向逆止阀；水压试验容器内装有水溶液；
待检结构件位于橡胶气囊内部；高压氦气瓶通过管道与橡胶气囊的一个单向逆止阀相通；氦气检测装置的管道穿过橡胶气囊的另一个单向逆止阀与待检结构件内部相通；橡胶气囊位于水压试验容器的水溶液内；水压装置的管道位于水压试验容器的水溶液内。
进一步的，橡胶气囊的材料由橡胶和尼龙66纱线硫化而成。
进一步的，橡胶气囊初始容积为待检结构件的8～10倍。
进一步的，水压试验容器的体积为橡胶气囊初始体积的2倍以上。
进一步的，水压试验容器的材料为钢材料30CrMnSiA，厚度按照3倍的安全系数来确定。
本发明具有如下有益效果：
在该种试验方案中，橡胶材料一般不易受压损坏，且即使气囊破损，气体仍处于高压的水压试验容器中，不会爆破膨胀，具有较好的安全性；由于气囊内外压力始终平衡，接口处易于密封；水压试验容器的接口等处的密封结构与一般水压试验没有不同，易于设计加工；橡胶气囊材料来源广泛，工艺成熟，成本较低。因此，通过采用该种试验方式，极大降低了高压气体环境试验的风险及成本，在保证安全性的同时，提高器件的试验效率。
附图说明
图1为本发明的水压式气压试验装置结构示意图；
图2为本发明的水压试验容器结构示意图；
图3为本发明的橡胶气囊结构示意图。
图中：1-待检结构件、2-水压装置、3-橡胶气囊、4-水压试验容器、5-高压氦气瓶、6-氦气检测装置。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明的核心是通过橡胶气囊将气压试验转化为水压试验来进行。由于橡胶气囊受压后可自由变形，保证气囊内外压强始终相同，通过实时测量气囊中气压，能够确保试验达到与常规气压试验相同效果。
如图1所示，本发明的水压式气压试验装置包括：待检结构件1、水压装置2、橡胶气囊3、水压试验容器4、高压氦气瓶5、氦气检测装置6。
待检结构件1、橡胶气囊3、水压试验容器4均为密封容器；橡胶气囊3首端和尾端各设有两个开口，两个开口处分别安装有单向逆止阀；水压试验容器4内装有水溶液。
待检结构件1位于橡胶气囊3内部；高压氦气瓶5通过管道与橡胶气囊3的一个单向逆止阀相通，以便于高压氦气瓶5将氦气充入橡胶气囊3内；氦气检测装置6的管道穿过橡胶气囊3的另一个单向逆止阀与待检结构件1内部相通，以便于氦气检测装置6检测待检结构件1的内部封闭性；橡胶气囊3位于水压试验容器4的水溶液内；水压装置2的管道位于水压试验容器4的水溶液内，以便于水压装置2为水压试验容器4的水溶液增加水压。
试验时将待检结构件1放置于橡胶气囊3中，橡胶气囊两个开口均安装有单向逆止阀，将高压氦气瓶4与橡胶气囊2连接，氦气检测装置6穿过气囊3开口的单向逆止阀与待检结构件1相连接，之后将橡胶气囊3放置于水压试验容器4中，采用高压氦气瓶4往气囊充满压强大于1MPa的氦气，最后通过水压装置2将水压升高到检测压力，进而压缩橡胶气囊使得气囊内部的氦气也达到的高压，同时检测待检结构件1内部是否有氦气成分，以判断待检密封结构件的密封性：若待检结构件1内部无氦气成分，则说明待检结构件1内部密封性良好，若待检结构件1内部有氦气成分，则说明待检结构件1密封性差。
效果较好的，橡胶气囊3的材料由橡胶和尼龙66纱线硫化而成，橡胶气囊3初始容积为待检结构件1的8～10倍。单向逆止阀只能单向进气，不能出气，可有效防止充气完毕后气体泄漏，水压试验容器4为长方体结构，体积为橡胶气囊3初始体积的2倍以上，选择钢材料30CrMnSiA，厚度按照3倍的安全系数来确定。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种水压式气压试验装置，其特征在于，包括：水压装置(2)、橡胶气囊(3)、水压试验容器(4)、高压氦气瓶(5)、氦气检测装置(6)；试验对象为待检结构件(1)；
待检结构件(1)、橡胶气囊(3)、水压试验容器(4)均为密封容器；橡胶气囊(3)首端和尾端各设有两个开口，两个开口处分别安装有单向逆止阀；水压试验容器(4)内装有水溶液；
待检结构件(1)位于橡胶气囊(3)内部；高压氦气瓶(5)通过管道与橡胶气囊(3)的一个单向逆止阀相通；氦气检测装置(6)的管道穿过橡胶气囊(3)的另一个单向逆止阀与待检结构件(1)内部相通；橡胶气囊(3)位于水压试验容器(4)的水溶液内；水压装置(2)的管道位于水压试验容器(4)的水溶液内。
2.如权利要求1所述的水压式气压试验装置，其特征在于，橡胶气囊(3)的材料由橡胶和尼龙66纱线硫化而成。
3.如权利要求1所述的水压式气压试验装置，其特征在于，橡胶气囊(3)初始容积为待检结构件(1)的8～10倍。
4.如权利要求1所述的水压式气压试验装置，其特征在于，水压试验容器(4)的体积为橡胶气囊(3)初始体积的2倍以上。
5.如权利要求1所述的水压式气压试验装置，其特征在于，水压试验容器(4)的材料为钢材料30CrMnSiA，厚度按照3倍的安全系数来确定。
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