CN107561000A - 一种密封圈老化试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封圈老化试验装置，涉及密封圈试验技术领域，为解决现有技术中无法准确测量出密封圈在气体压力下的使用寿命的问题而发明。本发明一种密封圈老化试验装置，包括至少一个法兰盘，所述法兰盘的上表面和/或下表面沿周向设有用于装设密封圈的安装槽，所述法兰盘的上方和下方分别连接有法兰盖，以在所述法兰盘内形成封闭的空腔，所述法兰盖上设有与所述空腔连通的充气孔，所述充气孔连接有充气装置。

Description

一种密封圈老化试验装置

技术领域

本发明涉及密封圈试验技术领域，尤其涉及一种密封圈老化试验装置。

背景技术

在高压电输送技术中，常采用气体绝缘封闭组合电器(即GIS，Gas InsulatedSwitchgear)中的六氟化硫(即SF₆)作为绝缘和灭弧介质，将高压电器与外界隔绝。气体绝缘封闭组合电器中充有一定压力的六氟化硫，通过法兰盘夹紧，并在法兰盘之间设置密封圈结构将其密封。因密封圈在长时间使用过程中，会因老化而密封失效，导致六氟化硫泄漏的问题。

现有技术中测量密封圈老化的试验装置包括两个法兰盘，在其中一个法兰盘上开设安装槽，将密封圈装在安装槽内，再将两个法兰盘夹紧，最后将其放入烘箱内，间隔一段时间将其取出测量密封圈的性能变化，最后通过阿累尼乌斯图方法分析测量结果，从而获得密封圈的使用寿命。

因上述测量过程中，密封圈的测量装置均处于常压状态下，与气体绝缘全封闭组合电器中密封圈的使用环境不同。因此，无法准确测量出应用于气体绝缘封闭组合电器中密封圈的使用寿命。

发明内容

本发明的实施例提供一种密封圈老化试验装置，可解决现有技术中无法准确测量出密封圈在气体压力下的使用寿命的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种密封圈老化试验装置，包括至少一个法兰盘，所述法兰盘的上表面和/或下表面沿周向设有用于装设密封圈的安装槽，所述法兰盘的上方和下方分别连接有法兰盖，以在所述法兰盘内形成封闭的空腔，所述法兰盖上设有与所述空腔连通的充气孔，所述充气孔连接有充气装置。

进一步地，所述法兰盘为多个，多个所述法兰盘包括多个由位置相邻的第一法兰盘和第二法兰盘组成的法兰盘组件，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘可拆卸连接。

进一步地，所述法兰盘的数量为N个，且N为偶数，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘组成的法兰盘组件的数量均为N/2个。

进一步地，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘通过沉头螺钉连接。

进一步地，所述第一法兰盘上用于与所述沉头螺钉的头部和中部配合的阶梯孔有多个，多个所述阶梯孔沿所述第一法兰盘的周向均匀间隔设置；所述第二法兰盘上用于与所述沉头螺钉的尾部配合的盲孔有多个，所述盲孔与所述阶梯孔一一对应设置。

进一步地，还包括螺栓，两个所述法兰盖上分别开设有位置相对的第一通孔，所述法兰盘上开设有与所述第一通孔相对的第二通孔，所述螺栓的螺杆位于所述第一通孔和所述第二通孔内、且与所述第一通孔、所述第二通孔螺纹连接。

进一步地，所述充气孔还连接有气压测定装置。

进一步地，所述法兰盖上靠近所述法兰盘的表面沿周向设有用于装设密封圈的安装槽。

进一步地，所述安装槽的截面为方形。

进一步地，所述充气孔处设有密封盖。

进一步地，所述充气口处设有排气阀。

本发明实施例中密封圈老化试验装置，由于通过法兰盖将一个法兰盘或多个叠置的法兰盘的上下开口密封，从而在法兰盘内形成封闭的空腔，再采用充气装置经充气孔将气体充入空腔内，使得在测量过程中法兰盘之间或法兰盘与法兰盖之间的密封圈处于一定的气体压力下。该试验环境与气体绝缘封闭组合电器中的密封圈的工作环境相同，使得试验测量出密封圈性能变化的数据结果与工作环境更接近，从而根据该密封圈性能变化的数据结果能够更准确的推算出密封圈的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中密封圈老化试验装置的结构示意图；

图2为图1的A-A截面图；

图3为本发明实施例中密封圈老化试验装置中第一法兰盘的结构示意图；

图4为图3的B-B截面图；

图5为本发明实施例中密封圈老化试验装置中第二法兰盘的结构示意图；

图6为图5的C-C截面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1～2，本发明实施例密封圈老化试验装置包括法兰盖1和至少一个法兰盘2，在法兰盘2的上表面、或下表面、或上表面和下表面沿周向设有安装槽21，即该安装槽21为环形，用于装设密封圈。法兰盖1至少有两个，以两个法兰盖1为例，两个法兰盖1分别与法兰盘2的上方和下方连接，法兰盖1将法兰盘2的上下开口(一个法兰盘2或多个叠置的法兰盘2的上下开口)封闭，以在法兰盘2内形成封闭的空腔3。其中，法兰盖1上开设有与空腔3连通的充气孔11(或任一法兰盖1上或两个法兰盖上开设有充气孔11)，充气孔11连接有充气装置(图中未示出)，充气装置通过充气孔11为上述空腔3内充入气体(如六氟化硫)。

本发明实施例中密封圈老化试验装置，由于通过法兰盖1将一个法兰盘2或多个叠置的法兰盘2的上下开口密封，从而在法兰盘2内形成封闭的空腔3，再采用充气装置经充气孔11将气体充入空腔3内，使得在测量过程中法兰盘2之间或法兰盘2与法兰盖1之间的密封圈处于一定的气体压力下。该试验环境与气体绝缘封闭组合电器中的密封圈的工作环境相同，使得试验测量出密封圈性能变化的数据结果与工作环境更接近，从而根据该密封圈性能变化的数据结果能够更准确的推算出密封圈的使用寿命，且试验结构较紧凑，本发明实施例适合应用于中、小直径密封圈的老化试验中。

在本发明的一些实施例中，法兰盘2为多个，多个法兰盘2包括多个由位置相邻的第一法兰盘201和第二法兰盘202组成的法兰盘组件20，且第一法兰盘201和第二法兰盘202可拆卸连接，可对同时对多个密封圈进行测试，且将整个试验装置放入烘箱时，占用的空间较小。在安装时，先将第一法兰盘201和第二法兰盘202连接后，再将多个法兰盘2与法兰盖1连接，方便装配操作，且法兰盘2对密封圈的夹持力可靠，试验装置可承受一定的气体压力。若在某个时刻，仅检测某个法兰盘组件20中密封圈的性能变化时，可在拆卸掉法兰盖1与多个法兰盘2的连接后，再将相应的法兰盘组件20拆开，进行密封圈的检测，不影响其他法兰盘组件20内密封圈的固定，拆卸操作较简单。

在上述实施例中，多个法兰盘2中可均为第一法兰盘201和第二法兰盘202形成的法兰盘组件20，如法兰盘2的数量为N个，法兰盘组件20的数量为N/2个，即第一法兰盘201和第二法兰盘202的数量均为N/2个，如图2所示；或者多个法兰盘2包括上述的法兰盘组件20，以及其他单独的法兰盘，如两个法兰盘组件20之间包括一个法兰盘2，多个法兰盘的组合连接方式更自由，适合应用于各种密封圈老化试验的需要。

可选地，第一法兰盘201和第二法兰盘202采用螺栓连接，在第一法兰盘201和第二法兰盘202的上表面和下表面均加工环形凸台，该凸台位于安装螺栓的配合孔内侧，且凸台的高度大于螺栓上位于第一法兰盘201或第二法兰盘202表面外的部分高度，将安装槽21设置于凸台上；或者参照图2～6，第一法兰盘201和第二法兰盘202通过沉头螺钉(即沉头孔22所示位置)连接，因沉头螺钉整个旋入第一法兰盘201和第二法兰盘202内，沉头螺钉对第一法兰盘201和第二法兰盘202的表面没有影响，加工简单，且节省材料。因此，本发明实施例采用后者的技术方案。

示例地，在一些实施例中，第一法兰盘201上用于与沉头螺钉的头部和中部配合的阶梯孔221有多个，多个阶梯孔221沿第一法兰盘201的周向均匀间隔设置，如图3～4所示；第二法兰盘202上用于与沉头螺钉的尾部配合的盲孔222有多个，盲孔222与阶梯孔221一一对应设置，如图5～6所示，阶梯孔221和盲孔222构成与沉头螺钉配合的沉头孔22，可使多个沉头螺钉安装于阶梯孔221和盲孔222后，在第一法兰盘201或第二法兰盘202的周向形成均匀的力矩，密封圈的各部分受力均匀。

可选地，法兰盖1和法兰盘2的连接方式有多种，若法兰盘2有多个，如通过螺栓将一些法兰盘2与一个法兰盖1连接，将另一些法兰盘2与另一个法兰盖1连接，两部分法兰盘2相接触的两个法兰盘2相互连接；或者还包括螺栓，两个法兰盖1上分别开设有位置相对的第一通孔12，法兰盘2上开设有与第一通孔12相对的第二通孔23，螺栓的螺杆位于第一通孔12和第二通孔23内、且与第一通孔12、第二通孔23螺纹连接，以实现法兰盘2与两个法兰盖1可拆卸连接，如图2所示。本发明实施例采用后者的方案，装配操作简单。

进一步地，第一通孔12沿法兰盖1的周向均匀间隔设有多个，相应地，第二通孔23沿法兰盘2的周向均匀间隔设有多个，以使螺栓在法兰盘2或法兰盖1的周向形成均匀的压紧力。此外，第一法兰盘201上的第二通孔23与阶梯孔221交错设置，第二法兰盘202上的第二通孔23与盲孔222交错设置。

参照图1～6，本发明实施例中的法兰盘组件20，通过4根沉头螺钉将第一法兰盘201和第二法兰盘202连接，再通过12根螺栓将法兰盖1和多个法兰盘2连接，连接力可靠，整个试验装置的结构紧凑，可使螺栓免受径向应力，避免断裂引起事故。

此外，为了保证法兰盘2内空腔3充入合适压力的气体，在充气孔11处还连接有气压测定装置(图中未示出)，在给空腔3内充入气体时，可随时测量空腔3内的压力，防止给空腔3加压时(即充气)，不至于发生炸裂。

进一步地，在一些实施例中，在法兰盖1上靠近法兰盘2的表面沿周向也设置用于装设密封圈的安装槽21，可提高同时进行测量的密封圈数量。参照图2，在一个法兰盖1上设置充气孔11，在另一个法兰盖1靠近法兰盘2的表面(图中即上表面)设置用于装设密封圈的安装槽21。

可选地，密封圈可为矩形密封圈、O形密封圈、U形密封圈等，本发明实施例中的安装槽21设计为方形槽，即安装槽21的截面为方形，方便各种类型的密封圈与安装槽21的配合。

此外，本发明实施例中充气孔11处设置密封盖(图中未示出)，将法兰盘2内的空腔3密封。当对空腔3的充气过程完成时，通过密封盖将充气孔11密封，再将充气装置(及气压测定装置)拆掉，方便将装配好的整个试验装置放入烘箱内进行高温老化。

当然，在拆卸密封圈老化试验装置时，需先放气，再进行拆卸，因此，本发明实施例在充气孔11处设有排气阀(图中未示出)。

本发明实施例的密封圈老化试验装置在进行密封圈老化试验前，需先将密封圈安装于法兰盘2(以及法兰盖1)内的安装槽21内，再将法兰盘2之间(第一法兰盘201与第二法兰盘202连接)和/或法兰盘2和法兰盖1连接(螺栓与第一通孔12、第二通孔23的螺纹连接)。当整个密封圈老化试验装置组装完成后，采用充气装置经充气孔11给法兰盘2内的空腔3进行充气，充气完成后将充气孔11密封，并将充气装置拆掉。将整个密封圈老化试验装置放入烘箱进行高温老化，隔一段时间将密封圈老化试验装置拿出，先将空腔3内的气体排出(如将充气口与排气管道连通，再打开排气阀)后，再拆掉法兰盘2和法兰盖1之间(以及法兰盘2之间)的连接结构(即螺栓或沉头螺钉)，将密封圈取出进行性能参数测量，测量完成后，重复上述密封圈老化试验装置的组装、充气、高温老化流程。多次进行上述流程后，根据获得密封圈的试验数据，通过阿累尼乌斯图方法分析计算获得在气体压力下密封圈的理论使用寿命。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种密封圈老化试验装置，其特征在于，包括至少一个法兰盘，所述法兰盘的上表面和/或下表面沿周向设有用于装设密封圈的安装槽，所述法兰盘的上方和下方分别连接有法兰盖，以在所述法兰盘内形成封闭的空腔，所述法兰盖上设有与所述空腔连通的充气孔，所述充气孔连接有充气装置。

2.根据权利要求1所述的密封圈老化试验装置，其特征在于，所述法兰盘为多个，多个所述法兰盘包括多个由位置相邻的第一法兰盘和第二法兰盘组成的法兰盘组件，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的密封圈老化试验装置，其特征在于，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘通过沉头螺钉连接。

4.根据权利要求3所述的密封圈老化试验装置，其特征在于，所述第一法兰盘上用于与所述沉头螺钉的头部和中部配合的阶梯孔有多个，多个所述阶梯孔沿所述第一法兰盘的周向均匀间隔设置；所述第二法兰盘上用于与所述沉头螺钉的尾部配合的盲孔有多个，所述盲孔与所述阶梯孔一一对应设置。

5.根据权利要求1所述的密封圈老化试验装置，其特征在于，还包括螺栓，两个所述法兰盖上分别开设有位置相对的第一通孔，所述法兰盘上开设有与所述第一通孔相对的第二通孔，所述螺栓的螺杆位于所述第一通孔和所述第二通孔内、且与所述第一通孔、所述第二通孔螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的密封圈老化试验装置，其特征在于，所述充气孔还连接有气压测定装置。

7.根据权利要求1所述的密封圈老化试验装置，其特征在于，所述法兰盖上靠近所述法兰盘的表面沿周向设有用于装设密封圈的安装槽。

8.根据权利要求1或7所述的密封圈老化试验装置，其特征在于，所述安装槽的截面为方形。

9.根据权利要求1所述的密封圈老化试验装置，其特征在于，所述充气孔处设有密封盖。

10.根据权利要求1所述的密封圈老化试验装置，其特征在于，所述充气口处设有排气阀。