CN110274735A - 一种多级压缩率可调静密封测试实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级压缩率可调静密封测试实验装置，包括：泄漏检测口、密封端盖、实验箱体、介质入口、介质出口、测试密封圈一、测试密封圈二、测试密封圈三、气体传感器、外密封。实验箱体固定在工作台上，密封端盖与实验箱体固定连接。密封端盖锥面处开有多个密封沟槽，以实现不同外圈直径、截面尺寸的单道密封圈及双道、多道O型圈等多级密封的密封性能测试。通过更换密封端盖与箱体间的垫圈调节两者间距离以实现不同预压缩率下的密封性能检测。

Description

一种多级压缩率可调静密封测试实验装置

技术领域

本发明属于静密封技术领域，特别涉及一种多级压缩率可调静密封测试实验装置。

背景技术

静密封在密封领域中占据着重要地位。其中，密封圈(尤其是橡胶O型圈)，由于具有良好的密封性能，且结构简单、制造方便、成本低，广泛应用于压力容器、管道、阀门等工业设备或部件中，密封圈的密封性能和寿命对设备和部件的正常运行有着重要影响。

研究表明，密封圈的密封性能与密封圈的材料性能、密封圈尺寸、预压缩量、密封圈的密封形式等有关，而上述参数的选择与优化离不开密封性能的测试及相关测试装置的设计搭建。其中，泄漏量是用来衡量密封性能的关键参数。

然而，目前已有的密封圈密封性能测试装置存在以下不足：1、测试功能单一：只能针对特定尺寸密封圈进行性能测试，若改变尺寸，需更换测试装置或测试装置中的某一部件，增大成本；只能测试单一密封圈，无法同时测试双道O型圈等多级密封形式的密封性能；2、泄漏量测量准确性有待提高：无法保证泄漏通道仅在测试密封圈处。因此，设计一种可用于多种密封形式、预压缩率可调的密封圈密封性能测试实验装置可大大减小成本。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多级压缩率可调静密封测试实验装置，能够对不同形式、压缩率可调的密封圈进行密封性能测试。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多级压缩率可调静密封测试实验装置，包括实验箱体3和密封端盖2，实验箱体3为圆柱形回转体压力容器，腔体内通密封气体，密封端盖2包括圆柱形的盖体和下设于盖体底面的锥面凸台，实验箱体3顶部设置有与凸台匹配的孔，凸台插入孔中，盖体连接于实验箱体3的顶面，凸台不同高度位置处有不同截面尺寸的环形密封沟槽，每个环形密封沟槽中设置有一道O型圈，从而实现不同直径、不同截面尺寸的O型圈的密封性能测试。

所述实验箱体3与密封端盖2固定连接(可通过螺钉等方式)，通过调节实验箱体3与密封端盖2之间的垫圈11尺寸调节两者间距离以实现不同预压缩率下的密封性能检测。

所述密封端盖2的盖体上开有泄漏检测口1，通过气体传感器9或通过气体收集的方法检测泄漏量。

所述实验箱体3与密封端盖2的盖体之间有外密封10，外密封10为O型圈与梯形垫的组合密封。

所述O型圈采用橡胶O型圈，具有自紧密封作用，梯形垫采用塑料材料。

所述O型圈包括O型圈一6、O型圈二7和O型圈三8。

对于N级密封，分别测量第一级密封、前N-1级密封、N级密封时的泄漏量Q1、Q2、Q3，以Q1、Q1-Q2、Q2-Q3、Q3分别表征第一级、第N-1级级、第N级密封及N级密封整体的密封性能。

本发明中，高压一般指理论上通过壁厚等的设计容器可承受100MPa以上的测试压力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、相比已有装置，本发明的测试功能更加丰富，在不更换测试装置或部件的情况下可满足多种测试功能：通过在密封端盖锥面上设置不同尺寸密封槽实现不同直径、不同截面尺寸的密封圈性能测试；端盖与箱体距离的可调节可实现不同预压缩率下的密封圈性能测试；可测试双道O型圈密封等多级密封的密封性能。

2、本发明泄漏通道唯一、泄漏量便于检测和测量：泄漏气体仅通过待测密封圈处泄漏，并由泄漏检测口排出、收集、检测。

3、本发明适用于高压气体下的密封性能测试：锥面凸台的设计使得气体对端盖的作用面积减小，保证端盖与箱体间的螺纹连接在压力更大时也能具有足够的强度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为测试密封圈及泄漏部位放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实例(以O型圈为例说明)对本发明做进一步详细说明，但本发明的实施方式不仅限于这一种。

如图1和图2所示，一种多级压缩率可调静密封测试实验装置，包括实验箱体3和密封端盖2，实验箱体3为圆柱形回转体压力容器，腔体内通密封气体，密封端盖2包括圆柱形的盖体和下设于盖体底面的锥面凸台，实验箱体3顶部设置有与凸台匹配的孔，凸台插入孔中，盖体通过螺钉固定连接于实验箱体3的顶面。

优选地，实验箱体3与盖体之间有外密封10，外密封10为O型圈与梯形垫的组合密封。O型圈可以采用橡胶O型圈，具有自紧密封作用，梯形垫可采用强度较高的塑料材料，一方面组合密封的密封性能更好，可保证泄漏的气体完全通过泄漏检测口1排出、检测，保证测量准确性；另一方面，梯形垫的存在可防止O型圈因密封介质压力过高或间隙过大产生挤出失效。

可通过调节箱体3与密封端盖2之间的垫圈11尺寸调节两者间距离以实现不同预压缩率下的密封性能检测，垫圈11在外密封10之外。

密封端盖2的盖体上开有泄漏检测口1，可通过气体传感器9或通过气体收集的方法检测泄漏量。

凸台不同高度位置处有三个不同截面尺寸的环形密封沟槽，每个环形密封沟槽中设置有一道O型圈，自上而下为O型圈一6、O型圈二7、O型圈三8，从而实现不同直径、不同截面尺寸的O型圈的密封性能测试。此外，锥面凸台的设计使密封端盖2的受力面积较小，使得箱体3与密封端盖2间的螺钉螺纹连接在高压密封气体存在的情况下也能保证足够的强度。

本发明的锥面凸台及多个密封沟槽的设计，可用于不同尺寸的双道密封圈等多级密封的整体性能检测及每级密封圈处密封性能的表征——对于双道密封圈来说，实验时可分别测量双道密封圈的泄漏量和只有第一级密封圈时的泄漏量，两者(理论上，后者大于前者)相减，差值可用于表征多级密封时第二级密封圈的密封性能；同理，对于三级密封，可分别测量第一级密封、前两级密封、三级密封时的泄漏量(Q1、Q2、Q3)，Q1、Q1-Q2、Q2-Q3、Q3可分别表征第一级、第二级、第三级密封及三级密封整体的密封性能。

本发明的具体应用步骤如下：

根据测试密封圈尺寸要求，选择不同位置处的密封沟槽。测试前，将待测密封圈(本实施例为O型圈)装入密封沟槽，安装好外密封。根据预压缩率要求，选择合适的垫圈，将实验箱体3与密封端盖2固定。通过进气管路4通入密封气体，达到测试压力后关闭管路。通过气体传感器9或气体收集的方法检测泄漏量。

测试结束后，打开排气管路5，将密封气体排出并回收；取出密封圈，将装置恢复原样。

本发明中，锥面高度及角度可根据需求设计，可测试的不同尺寸密封圈的种类不限于3种。

Claims (7)

1.一种多级压缩率可调静密封测试实验装置，其特征在于，包括实验箱体(3)和密封端盖(2)，实验箱体(3)为圆柱形回转体压力容器，腔体内通密封气体，密封端盖(2)包括圆柱形的盖体和下设于盖体底面的锥面凸台，实验箱体(3)顶部设置有与凸台匹配的孔，凸台插入孔中，盖体连接于实验箱体(3)的顶面，凸台不同高度位置处有不同截面尺寸的环形密封沟槽，每个环形密封沟槽中设置有一道O型圈，从而实现不同直径、不同截面尺寸的O型圈的密封性能测试。

2.根据权利要求1所述多级压缩率可调静密封测试实验装置，其特征在于，所述实验箱体(3)与密封端盖(2)固定连接，通过调节实验箱体(3)与密封端盖(2)之间的垫圈(11)尺寸调节两者间距离以实现不同预压缩率下的密封性能检测。

3.根据权利要求1所述多级压缩率可调静密封测试实验装置，其特征在于，所述密封端盖(2)的盖体上开有泄漏检测口(1)，通过气体传感器(9)或通过气体收集的方法检测泄漏量。

4.根据权利要求1所述多级压缩率可调静密封测试实验装置，其特征在于，所述实验箱体(3)与密封端盖(2)的盖体之间有外密封(10)，外密封(10)为O型圈与梯形垫的组合密封。

5.根据权利要求4所述多级压缩率可调静密封测试实验装置，其特征在于，所述O型圈采用橡胶O型圈，具有自紧密封作用，梯形垫采用塑料材料。

6.根据权利要求1所述多级压缩率可调静密封测试实验装置，其特征在于，所述O型圈包括O型圈一(6)、O型圈二(7)和O型圈三(8)。

7.利用权利要求1所述多级压缩率可调静密封测试实验装置的实验方法，其特征在于，对于N级密封，分别测量第一级密封、前N-1级密封、N级密封时的泄漏量Q1、Q2、Q3，以Q1、Q1-Q2、Q2-Q3、Q3分别表征第一级、第N-1级级、第N级密封及N级密封整体的密封性能。