CN112413122B - 用于密封性检测的轴向封堵装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及密封性检测领域，公开了一种用于密封性检测的轴向封堵装置，该轴向封堵装置沿轴向方向延伸并包括：第一封堵体，该第一封堵体包括用于操纵轴向封堵装置的操纵端和用于封堵孔结构的第一端面的第一封堵端；第二封堵体，该第二封堵体可轴向移动且同轴地安装于所述第一封堵体，所述第二封堵体的径向尺寸小于所述第一封堵体的径向尺寸，所述第二封堵体的端部形成为用于封堵所述孔结构的第二端面的第二封堵端。根据本申请的技术方案，通过第一封堵体的第一封堵端与第二封堵体的第二封堵端分别对孔结构的第一端面和第二端面进行封堵，从而提高了封堵时的密封效果，以提高密封性检测的准确率。

Description

用于密封性检测的轴向封堵装置

本申请是申请号为202010549501.0，名称为“用于密封性检测的轴向封堵装置”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及密封性检测领域，更具体地说，涉及一种用于工件密封件检测的轴向封堵装置。

背景技术

对于很多壳体类零件来说，密封性能是衡量其是否合格的关键指标，一旦壳体上存在泄漏点，则可直接判断该零件为不合格。

例如，对于发动机的缸体来说，在某些空间结构部位也需要具有可靠的密封性。因此，在缸体的制造过程中，为了判断其是否合格，需要对其密封性能进行检测。通常情况下，利用封堵装置将待检测的空间结构封堵为封闭或部分封闭的空间，再通过压差法、直压法、流量法以及介质法等方式来评价其密封性能。

传统上，对于需要封堵的孔结构在工件孔壁上的壳体类零件进行封堵时，大都进行径向封堵。具体来说，利用封堵装置对多个孔的孔壁进行径向方向上的膨胀，从而实现孔结构的密封，进而将孔结构之间的空间结构进行封闭，实现区域的封闭空间。

然后，在操作实践中常常发现，这种传统的封堵方式可能会由于密封件不能均匀受力，从而导致密封效果并不是非常理想，进而导致密封性检测的检测准确性下降。

因此，如何提高封堵时的密封效果，以提高密封性检测的准确率成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种用于工件密封件检测的轴向封堵装置，以提高封堵时的密封效果，进而提高密封性检测的准确率。

根据本申请，提出了一种用于密封性检测的轴向封堵装置，该轴向封堵装置沿轴向方向延伸并包括：第一封堵体，该第一封堵体包括用于操纵轴向封堵装置的操纵端和用于封堵孔结构的第一端面的第一封堵端；第二封堵体，该第二封堵体可轴向移动且同轴地安装于所述第一封堵体，所述第二封堵体的径向尺寸小于所述第一封堵体的径向尺寸，所述第二封堵体的端部形成为用于封堵所述孔结构的第二端面的第二封堵端。

优选地，所述第一封堵体与所述第二封堵体之间通过浮动机构彼此连接，以使所述第一封堵体和第二封堵体的轴向相对位置、径向相对位置以及中心轴线相对夹角中的至少一者为可调节的。

优选地，所述轴向封堵装置包括：安装中心孔，该安装中心孔形成于所述第一封堵体的第一封堵端；安装中心轴，该安装中心轴形成于所述第二封堵体且伸入所述安装中心孔中，所述安装中心轴与所述安装中心孔之间在径向方向上设置有径向间隙且在轴向方向上设置有弹性件。

优选地，所述安装中心孔为台阶孔，所述安装中心轴具有阶梯轴，所述台阶孔与所述阶梯轴的台阶结构之间设置有套装在所述安装中心轴上的作为所述弹性件的弹簧。

优选地，第一封堵体在第一封堵端设置有多个引导孔，该引导孔围绕所述安装中心孔周向分布，所述第二封堵体朝向所述第一封堵体延伸有多个引导轴，每个引导轴分别可滑动地伸入对应的引导孔中，所述引导轴与引导孔之间存在径向间隙；所述引导轴设置有台阶止挡结构，用于限制所述引导轴伸入所述引导孔内的最大距离。

优选地，第一封堵体在第一封堵端设置有多个引导孔，该引导孔围绕所述安装中心孔周向分布，所述第二封堵体朝向所述第一封堵体可滑动地设置有多个引导轴，每个引导轴分别固定连接于对应的引导孔中；所述引导孔为螺纹孔，所述引导轴为螺栓，该螺栓末端设置有限位凸缘。

优选地，所述第一封堵体与所述第二封堵体之间在轴向方向上设置有轴向间隙，该轴向间隙与所述径向间隙彼此连通。

优选地，在所述第一封堵端压紧于所述孔结构的第一端面且所述第二封堵端压紧于所述孔结构的第二端面的情况下，所述孔结构在第一端面与第二端面之间的孔腔空间与所述轴向间隙和所述径向间隙一起构成封闭空间。

优选地，所述第一封堵端的端面突出地设置有至少一个第一弹性密封环。

优选地，所述第二封堵端的端面突出地设置有至少一个第二弹性密封环。

根据本申请的技术方案，通过第一封堵体的第一封堵端与第二封堵体的第二封堵端分别对孔结构的第一端面和第二端面进行封堵，从而相比于对孔结构的内周面进行封堵的传统封堵装置，本申请的轴向封堵装置在密封时整体受力均匀，提高了封堵时的密封效果，进而提高了密封性检测的准确率。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为根据本申请优选实施方式的轴向封堵装置的立体示意图；

图2为图1所示的轴向封堵装置的剖视图；

图3为图1所示的轴向封堵装置在封堵状态下的剖视示意图；

图4为图1所示的轴向封堵装置的分解示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。

如图1和图3所示，本申请提供了一种轴向封堵装置，该轴向封堵装置沿轴向方向延伸并包括：第一封堵体10，该第一封堵体10包括用于操纵轴向封堵装置的操纵端11和用于封堵孔结构的第一端面M1的第一封堵端12；第二封堵体13，该第二封堵体13可轴向移动且同轴地安装于第一封堵体10，第二封堵体13的径向尺寸小于第一封堵体10的径向尺寸，第二封堵体13的端部形成为用于封堵孔结构的第二端面M2的第二封堵端121。

传统上用于孔结构的封堵装置通常是将堵头插入孔结构中，利用封堵装置的径向膨胀，通过对孔结构的内周面进行封堵，从而实现孔结构的密封，进而将孔结构之间的空间结构进行封闭。然而，本申请的发明人发现，这种传统的封堵方式可能会由于封堵装置膨胀状态下没有均匀受力而导致密封效果不理想，进而影响密封检测的准确性。而且，由于孔结构(如发动起缸体表面的孔结构)的内周面加工时可能存在毛刺，也使得径向封堵效果不理想，甚至磨损封堵装置，影响封堵装置的使用寿命。

根据本申请的技术方案，提供了一种对孔结构进行轴向封堵的封堵装置。该轴向封堵装置通过第一封堵体10的第一封堵端12和第二封堵体13端部的第二封堵端121，对如图3所示的孔结构的第一端面M1和第二端面M2进行沿孔结构的轴向方向或接近该轴向方向的封堵，尤其适用于箱体类零件(如发动机缸体)的孔结构，避免了上述传统径向封堵中出现的缺陷。其中，第一端面M1为孔结构所在的待封堵的工件表面，第二端面M2为朝向孔外的孔结构内部的端面。优选情况下，第二封堵体13可轴向移动且同轴地安装于第一封堵体10，使得该轴向封堵装置在封堵状态下的整体受力更加均匀，提高了封堵时的密封效果。

如图1所示，第一封堵体10的一端为第一封堵端12，用于压合于孔结构所在的工件表面，以封堵该孔结构的第一端面M1，另一端为操纵端11。上述第一封堵端12的直径不小于孔结构在工件表面开口处的孔径，优选情况下第一封堵端12的直径大于孔结构在工件表面开口处的孔径。操纵端11可以设置有安装孔或卡槽等结构，以便与机械臂、气缸等驱动器的驱动端固定连接，从而使该轴向封堵装置在驱动器的驱动下完成孔结构的封堵。第二封堵体13同轴地安装于第一封堵体10，且与第一封堵体10之间可轴向移动，从而根据如图3所示的孔结构中的第一端面M1和第二端面M2的距离主动或自动地调整轴向封堵装置的第一封堵体10和第二封堵体13之间的轴向相对位置。优选情况下，上述轴向封堵装置的第一封堵体10与第二封堵体13之间可以通过浮动机构彼此连接，以使第一封堵体10和第二封堵体13的轴向相对位置、径向相对位置以及中心轴线相对夹角中的至少一者为可调节的，从而通过上述可调节第一封堵体10和第二封堵体13的轴向相对位置、径向相对位置以及中心轴线相对夹角中的至少一者的浮动机构，提高该轴向封堵装置在应用于不同孔结构的柔性适用性。所述浮动机构可以为弹簧、橡胶、金属偏压件等弹性轴向浮动机构，或者该浮动机构可以为滑轨或曲面等结构实现非轴向的浮动，或者浮动机构为上述两种方案的结合。

如图2和图4所示，轴向封堵装置可以包括：安装中心孔14，该安装中心孔14形成于第一封堵体10的第一封堵端12；安装中心轴15，该安装中心轴15形成于第二封堵体13且伸入安装中心孔14中，安装中心轴15与安装中心孔14之间在径向方向上设置有径向间隙S1且在轴向方向上设置有弹性件16。该弹性件16一方面提供安装中心轴15与安装中心孔14之间轴向浮动的弹性力，另一方面也可以使安装中心轴15在径向间隙S1的范围内径向地弹性浮动。在非工作状态下，弹性件16提供使安装中心轴15复位的弹性力，在进行封堵时，该弹性件16提供使第二封堵端121压向第二端面M2的力。弹性件16可以为弹簧、橡胶、金属偏压件等。该弹性件16可以与安装中心轴15朝向安装中心孔14的一端固定连接，或者如图2所示，安装中心孔14为台阶孔，安装中心轴15具有阶梯轴，台阶孔与阶梯轴的台阶结构之间设置有套装在安装中心轴15上的作为弹性件16的弹簧。通过设置于台阶孔与阶梯轴的台阶结构之间的弹簧，使安装中心轴15和安装中心孔14之间能够弹性浮动。

为使第一封堵体10和第二封堵体13在封堵过程中能够准确封堵位于孔结构第一端面M1和第二端面M2的孔，优选情况下第一封堵体10和第二封堵体13之间可以设置有轴向导向机构。

根据一种优选地实施方式，轴向封堵装置的第一封堵体10在第一封堵端12设置有多个引导孔17，该引导孔17围绕安装中心孔14周向分布，第二封堵体13朝向第一封堵体10延伸有多个引导轴18，每个引导轴18分别可滑动地伸入对应的引导孔17中，引导轴18与引导孔17之间存在径向间隙。其中多个引导轴18与第二封堵体13可以为一体的，或者多个引导轴18固定安装于第一封堵体10。通过每个引导轴18分别可滑动地伸入对应的引导孔17中，引导孔17和引导轴18的延伸方向与轴向封堵装置的轴向方向平行，从而使第二封堵体13相对于第一封堵体10产生位移变化时，引导孔17和引导轴18的可滑动配合起到导向作用，使第二封堵体13限制在轴向方向内可浮动。为限制第二封堵体13相对于第一封堵体10轴向方向的浮动范围，优选情况下，引导轴18可以设置有台阶止挡结构，用于限制引导轴18伸入引导孔17内的最大距离。进一步地，引导轴18延伸出第二封堵体13的长度可以为可调节的，从而能够调节第二封堵体13限制在轴向方向内朝向第一封堵体10可浮动范围的大小。根据第一端面M1和第二端面M2距离不同的孔结构，通过调节上述引导轴18延伸出第二封堵体13的长度，从而将轴向封堵装置的可浮动范围调整为最适合该孔结构的范围。

根据另一种优选实施方式的轴向封堵装置，如图2所示，第一封堵体10在第一封堵端12设置有多个引导孔17，该引导孔17围绕安装中心孔14周向分布，第二封堵体13朝向第一封堵体10可滑动地设置有多个引导轴18，每个引导轴18分别固定连接于对应的引导孔17中。第二封堵体13设置有多个与所述多个引导轴18滑动配合的孔，从而使第二封堵体13相对于第一封堵体10的位置发生变化时，固定连接于引导孔17中的引导轴18对第二封堵体13起到了导向作用。优选情况下引导轴18与引导孔17的延伸方向与轴向封堵装置的轴向方向平行，引导轴18与引导孔17可以为过盈配合的固定安装方式，或者引导孔17为螺纹孔，引导轴18为螺栓，引导轴18与引导孔17通过螺纹固定连接。为限制第一封堵体10和第二封堵体13之间的可浮动范围，优选情况下该螺栓末端设置有限位凸缘，如图2所示，通过该限位凸缘作用于第二封堵体13与引导轴18滑动配合的孔的外侧，从而限制第一封堵体10和第二封堵体13之间的最大距离。进一步地，通过改变引导轴18旋入引导孔17(即螺纹孔)的深度，从而能够改变上述第一封堵体10和第二封堵体13之间的最大距离的大小，以适用于第一端面M1和第二端面M2距离不同的孔结构。

根据上述优选实施方式的轴向封堵装置，在进行封堵动作时，轴向封堵装置沿孔结构的轴向方向移动，使部分第二封堵体13伸入孔结构的第一端面M1与第二端面M2之间的孔内，第二封堵体13的第二封堵端121首先压触于孔结构的第二端面M2。继续施加力使第一封堵体10的第一封堵端12压触于孔结构的第一端面M1(即孔结构所在的工件的外表面)，此时第二封堵体13克服弹性件16的弹性力沿引导轴18的导向方向接近第一封堵体10。从而第一封堵端12通过外部对轴向封堵装置施加的力实现对孔结构的第一端面M1的封堵，第二封堵端121通过弹性件16的弹性力实现对第二端面M2的封堵，进而实现对上述孔结构的轴向封堵。在密封性检测过程中，通过上述轴向封堵装置将待测工件的孔结构进行封堵，再对待测工件进行抽真空测量，从而得到较为准确的工件密封性检测结果。

优选情况下如图2所示，第一封堵体10与第二封堵体13之间在轴向方向上设置有轴向间隙S2，该轴向间隙S2与径向间隙S1彼此连通，从而为第一封堵体10与第二封堵体13相互接近时提供更多的可浮动空间。在该轴向封堵装置对如发动机缸体表面的孔结构进行封堵时，如图3所示，在第一封堵端12压紧于孔结构的第一端面M1且第二封堵端121压紧于孔结构的第二端面M2的情况下，孔结构在第一端面M1与第二端面M2之间的孔腔空间S3与轴向间隙S2和径向间隙S1一起构成封闭空间，从而达到封堵密封的作用。

为进一步提高密封性，优选如图3和图4所示，轴向封堵装置的第一封堵端12的端面突出地设置有至少一个第一弹性密封环19；和/或第二封堵端121的端面突出地设置有至少一个第二弹性密封环20。该第一弹性密封环19和第二弹性密封环20可以由橡胶或弹性金属等弹性材料制成。从而通过上述第一弹性密封环19和第二弹性密封环20，使轴向封堵装置和孔结构之间为柔性接触，避免刮伤工件并进一步提高密封性能。

在进行密封性检测过程中，使用本申请优选实施方式的轴向封堵装置，能够实现对孔结构的轴向封堵，更为容易实现均匀分布的轴向压紧力，而且封堵压紧的接触面积也相对更大。相比于传统上的径向封堵装置，该轴向封堵装置在封堵状态下的整体受力更加均匀，提高了封堵时的密封效果，进而使密封性检测的结果更精确。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (9)

1.用于密封性检测的轴向封堵装置，其特征在于，该轴向封堵装置沿轴向方向延伸并包括：

第一封堵体(10)，该第一封堵体(10)包括用于操纵轴向封堵装置的操纵端(11)和用于封堵孔结构的第一端面(M1)的第一封堵端(12)；

第二封堵体(13)，该第二封堵体(13)可轴向移动且同轴地安装于所述第一封堵体(10)，所述第二封堵体(13)的径向尺寸小于所述第一封堵体(10)的径向尺寸，所述第二封堵体(13)的端部形成为用于封堵所述孔结构的第二端面(M2)的第二封堵端(121)；

安装中心孔(14)，该安装中心孔(14)形成于所述第一封堵体(10)的第一封堵端(12)；

其中，所述第一端面(M1)为所述孔结构所在的待封堵的工件表面，所述第二端面(M2)为朝向孔外的所述孔结构内部的端面，利用所述第一封堵端(12)和第二封堵端(121)对所述第一端面(M1)和第二端面(M2)进行沿孔结构的轴向方向或接近该轴向方向的封堵，

所述第一封堵体(10)在第一封堵端(12)设置有多个引导孔(17)，该引导孔(17)围绕所述安装中心孔(14)周向分布，所述第二封堵体(13)朝向所述第一封堵体(10)延伸有多个引导轴(18)，每个引导轴(18)分别可滑动地伸入对应的引导孔(17)中，所述引导轴(18)与引导孔(17)之间存在径向间隙。

2.根据权利要求1所述的用于密封性检测的轴向封堵装置，其特征在于，所述第一封堵体(10)与所述第二封堵体(13)之间通过浮动机构彼此连接，以使所述第一封堵体(10)和第二封堵体(13)的轴向相对位置、径向相对位置以及中心轴线相对夹角中的至少一者为可调节的。

3.根据权利要求1所述的用于密封性检测的轴向封堵装置，其特征在于，所述轴向封堵装置包括安装中心轴(15)，该安装中心轴(15)形成于所述第二封堵体(13)且伸入所述安装中心孔(14)中，所述安装中心轴(15)与所述安装中心孔(14)之间在径向方向上设置有径向间隙(S1)且在轴向方向上设置有弹性件(16)。

4.根据权利要求3所述的用于密封性检测的轴向封堵装置，其特征在于，所述安装中心孔(14)为台阶孔，所述安装中心轴(15)具有阶梯轴，所述台阶孔与所述阶梯轴的台阶结构之间设置有套装在所述安装中心轴(15)上的作为所述弹性件(16)的弹簧。

5.根据权利要求3所述的用于密封性检测的轴向封堵装置，其特征在于，所述引导轴(18)设置有台阶止挡结构，用于限制所述引导轴(18)伸入所述引导孔(17)内的最大距离。

6.根据权利要求3所述的用于密封性检测的轴向封堵装置，其特征在于，所述第一封堵体(10)与所述第二封堵体(13)之间在轴向方向上设置有轴向间隙(S2)，该轴向间隙(S2)与所述径向间隙(S1)彼此连通。

7.根据权利要求6所述的用于密封性检测的轴向封堵装置，其特征在于，在所述第一封堵端(12)压紧于所述孔结构的第一端面(M1)且所述第二封堵端(121)压紧于所述孔结构的第二端面(M2)的情况下，所述孔结构在第一端面(M1)与第二端面(M2)之间的孔腔空间(S3)与所述轴向间隙(S2)和所述径向间隙(S1)一起构成封闭空间。

8.根据权利要求1所述的用于密封性检测的轴向封堵装置，其特征在于，所述第一封堵端(12)的端面突出地设置有至少一个第一弹性密封环(19)。

9.根据权利要求1所述的用于密封性检测的轴向封堵装置，其特征在于，所述第二封堵端(121)的端面突出地设置有至少一个第二弹性密封环(20)。

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