CN112857678B - 测试密封性能用高压密封气罐和测试装置 - Google Patents

测试密封性能用高压密封气罐和测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种测试密封性能用高压密封气罐，涉及航天器组件密封性能测试技术领域，包括：罐体、密封副和加载装置；加载装置设置于罐体内；密封副包括堵头和堵口，堵头设置于加载装置的自由端，堵口设置于出气通道中，堵口呈套筒状，加载装置能够驱动堵头运动，堵头能够将堵口密封；本发明还提供一种密封性能测试装置，包括：控制器、可控高低温箱、高压气泵、检漏仪器和如上所述的测试密封性能用高压密封气罐；测试密封性能用高压密封气罐设置于可控高低温箱内，高压气泵的出气端与进气通道连通，检漏仪器用于检测密封副的漏气量，控制器与加载装置电连接，本发明提供的方案充分的利用了罐体内闲置的空腔，减小了整体装置所占用的空间。

Description

测试密封性能用高压密封气罐和测试装置
技术领域
本发明涉及航天器组件密封性能测试技术领域，特别是涉及一种测试密封性能用高压密封气罐和测试装置。
背景技术
目前，卫星基本上都采用三轴姿态稳定方式来控制，因为它适用于在各种轨道上运行的、具有各种指向要求的卫星，也可用于卫星的返回、交会、对接及变轨等过程。实现卫星三轴姿态控制的系统一般由姿态敏感器、姿态控制器和姿态执行机构三部分组成。姿态敏感器的作用是敏感和测量卫星的姿态变化；姿态控制器的作用是把姿态敏感器送来的卫星姿态角变化值的信号，经过一系列的比较、处理，产生控制信号，输送到姿态执行机构；姿态执行机构的作用是根据姿态控制器送来的控制信号产生力矩，使卫星姿态恢复到正确的位置。一般姿态执行器采用高压气罐作为动力来源，通过加载系统控制特殊材料制作的堵头的开关，实现气体喷出并产生力矩。
为了选择合适的密封副，需要研究不同航天密封材料在不同的预紧力、密封比压、入口压力及高低温循环等多变量因素影响下的密封情况，分析不同外界因素对密封副密封性能的影响程度，而现有的测试装置的夹紧力加载系统均设置于密封气罐外，占用空间较大，因此，亟需一种新型的测试密封性能用高压密封气罐。
发明内容
本发明的目的是提供一种测试密封性能用高压密封气罐和测试装置，以解决上述现有技术存在的问题，减小装置所占用的空间。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种测试密封性能用高压密封气罐，包括：罐体、密封副和加载装置；所述罐体上设置有进气通道和出气通道，所述加载装置设置于所述罐体内；所述密封副包括堵头和堵口，所述堵头设置于所述加载装置的自由端，所述堵口设置于所述出气通道中，所述堵口呈套筒状，所述加载装置能够驱动所述堵头运动，所述堵头能够将所述堵口密封。
优选的，所述加载装置的自由端与所述堵头之间设置有一压力传感器，所述压力传感器的两端分别设置于所述加载装置的自由端和所述堵头上。
优选的，还包括一位移传感器，所述位移传感器设置于所述罐体内，所述位移传感器用于检测所述堵头的位移量。
优选的，所述加载装置包括底座、电机、连接滑块、丝杆和连接杆，所述底座沿所述罐体的长度方向固定设置于所述罐体内，所述电机固定设置，所述丝杆的一端连接于所述电机的输出轴上，所述连接滑块螺纹连接于所述丝杆上且所述连接滑块沿着所述底座的长度方向滑动连接于所述底座上，所述连接杆平行于所述丝杆且固定设置于所述连接滑块上，所述压力传感器设置于所述连接杆远离所述连接滑块的一端。
优选的，还包括若干个周向定位件，所述周向定位件固定设置于所述底座上，所述周向定位件上设置有若干个定位部，各所述定位部的弧度均与所述罐体内壁的弧度相匹配。
优选的，还包括轴向定位件，两个所述轴向定位件分别位于所述底座的两端且与所述底座接触，且两个所述轴向定位件均固定设置于所述罐体上。
优选的，所述罐体包括罐体本体和设置于所述罐体本体两端的进气端端盖和出气端端盖；所述罐体本体的两端分别设置有进气端法兰盘和出气端法兰盘，所述进气端端盖通过若干个螺栓固定设置于所述进气端法兰盘，所述出气端端盖通过若干个螺栓固定设置于所述出气端法兰盘上，所述进气端端盖与所述进气端法兰盘之间以及所述出气端端盖与所述出气端法兰盘之间均夹设有一八角垫片。
优选的，还包括密封板和密封垫，所述堵口插设于所述出气通道内，所述密封垫设置于所述堵口朝外的一端，所述密封板位于所述堵口的另一端并将所述堵口和密封垫压紧固定于所述出气通道中。
优选的，所述进气端盖上设置有航插插座。
本发明还提供一种密封性能测试装置，包括：控制器、可控高低温箱、高压气泵、检漏仪器和如上所述的测试密封性能用高压密封气罐；所述测试密封性能用高压密封气罐设置于所述可控高低温箱内，所述高压气泵的出气端与所述进气口连通，所述检漏仪器用于检测密封副的漏气量，所述控制器与加载装置电连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供了一种测试密封性能用高压密封气罐和测试装置，其中，加载装置用于给堵头施加一预紧力，以便于工作人员测试使用不同材料制成的密封副在不同的预紧力下的密封性能，且本装置中的加载装置设置于罐体内，因此，本发明提供的方案充分的利用了罐体内闲置的空腔，减小了整体装置所占用的空间。
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为实施例一提供的测试密封性能用高压密封气罐中的加载装置的结构示意图；
图2为图1的爆炸图；
图3为实施例一提供的测试密封性能用高压密封气罐中的罐体本体的结构示意图；
图4为图3的正视图；
图5为图3的侧视图；
图6为图3的俯视图；
图7为实施例一提供的测试密封性能用高压密封气罐中的出气端端盖以及其上组件的爆炸图；
图8为实施例一提供的测试密封性能用高压密封气罐中的进气端端盖以及其上组件的爆炸图；
图9为实施例一提供的测试密封性能用高压密封气罐的爆炸图；
图10为实施例二提供的测试装置的结构示意图。
图中：1-加载装置、2-底座、3-电机、4-周向定位件、5-连接杆、6-丝杆、7-连接滑块、8-导轨、9-位移传感器、10-堵头、11-压力传感器、12-联轴器、13-罐体本体、14-出气端法兰盘、15-轨道、16-出气端端盖、17-密封板、18-堵口、19-密封垫、20-出气口、21-进气端端盖、22-进气通道、23-航插插座、24-进气端法兰盘、25-轴向定位件、26-八角垫片、27-高压密封气罐、28-检漏仪器、29-可控高低温箱、30-控制器、31-高压气泵。
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。
本发明的目的是提供一种测试密封性能用高压密封气罐，以解决现有技术存在的问题，以减小装置所占用的空间。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
本实施例提供了一种测试密封性能用高压密封气罐27，如图1～9所示，包括：罐体、密封副和加载装置1；制作密封副的材料可根据需要选定，罐体上设置有进气通道22和出气通道，加载装置1设置于罐体内；密封副包括堵头10和堵口18，堵头10设置于加载装置1的自由端，堵口18设置于出气通道中，堵口18呈套筒状，加载装置1能够驱动堵头10运动，堵头10能够将堵口18密封，堵头10插入堵口18内对堵口18进行密封，堵口18即出气口20，即堵头10用于将出气口20密封，密封后采用相应的装置来检测漏气量；
其中，加载装置1用于给堵头10施加一预紧力，动态加载频率可以设定，这样该加载装置1就可以实现不同预紧力的加载，以便于工作人员测试使用不同材料制成的密封副在不同的预紧力下的密封性能，且本装置中的加载装置1设置于罐体内，因此，本发明提供的方案充分的利用了罐体内闲置的空腔，减小了整体装置所占用的空间。
进一步的，加载装置1的自由端与堵头10之间设置有一压力传感器11，压力传感器11的两端分别设置于加载装置1的自由端和堵头10上，压力传感器11用于测量堵头10所受到的拉力或压力的大小，且压力传感器11与罐体外的控制器30电连接，压力传感器11将检测到的压力值传输至控制系统进行储存和后续分析，压力传感器11优选为直线式拉压力力传感器。
进一步的，还包括一位移传感器9，位移传感器9设置于罐体内，位移传感器9用于检测堵头10的位移量，位移传感器9也与控制器30电连接，位移传感器9优选为LVDT位移传感器。
进一步的，加载装置1包括底座2、电机3、连接滑块7、丝杆6和连接杆5，底座2沿罐体的长度方向固定设置于罐体内，电机3固定设置，丝杆6的一端连接于电机3的输出轴上，通过联轴器12连接，丝杆6转动连接于底座2上，连接滑块7螺纹连接于丝杆6上且连接滑块7沿着底座2的长度方向滑动连接于底座2上，连接杆5平行于丝杆6且固定设置于连接滑块7上，压力传感器11设置于连接杆5远离连接滑块7的一端，电机3优选为直线步进电机，底座2的底部沿自身的长度方向设置有导轨8，所述罐体内壁上设置有与导轨8向匹配的轨道15，所述底座2通过螺栓固定连接于轨道15上，电机3驱动丝杆6转动，丝杆6转动的同时连接滑块7做直线运动，连接滑块7带动连接杆5做直线运动进而带动堵头10朝向或远离堵口18移动。
进一步的，还包括若干个周向定位件4，周向定位件4固定设置于底座2上，周向定位件4上设置有若干个定位部，各定位部的弧度均与罐体内壁的弧度相匹配，定位部顶紧于罐体的内壁上，周向定位件4呈现半环状，周向定位件4的中部固定设置于底座2上，周向定位件4的两端呈与罐体内壁向匹配的弧形，形成两个定位部。
进一步的，还包括轴向定位件25，两个轴向定位件25分别位于底座2的两端且与底座2接触，且两个轴向定位件25均固定设置于罐体上，两个轴向定位件25分别通过螺栓固定于轨道15的两端，两个轴向定位件25呈L形，底座2被限制固定于两个轴向定位件25之间。
进一步的，罐体包括罐体本体13和设置于罐体本体13两端的进气端端盖21和出气端端盖16；罐体本体13两端敞口，罐体本体13的两端分别设置有进气端法兰盘24和出气端法兰盘14，进气端端盖21通过若干个螺栓固定设置于进气端法兰盘24，优选为8个，出气端端盖16通过若干个螺栓固定设置于出气端法兰盘14上，优选为8个，进气端端盖21与进气端法兰盘24之间以及出气端端盖16与出气端法兰盘14之间均夹设有一八角垫片26，八角垫片26用于密封端盖与法兰盘之间的间隙防止气体从除密封副以外的其他位置泄露，影响测试结果；具体地，端盖和法兰盘相对的端面上分别开凹槽，八角垫片26位于两个凹槽内，加载装置1固定设置于罐体本体13内。
进一步的，为了防止罐体内的气体从密封副与出气通道之间的间隙漏出，还包括密封板17和密封垫19，出气通道朝外的一端为小口，朝向罐体本体13的一端为大口，堵口18从大口的一端插设于出气通道内，密封垫19设置于堵口18朝外的一端，密封垫19设置于堵口18与小口之间，密封板17位于堵口18的另一端并将堵口18和密封垫19压紧固定于出气通道中，密封垫19是环形的金属缠绕垫片，以便于实现密封堵口18与出气通道之间间隙的效果。
进一步的，为了便于罐体外的控制器30控制罐体内的加载装置1，在进气端盖上设置有航插插座23，航插插座23与加载装置1电连接。
实施例二
本实施例提供一种密封性能测试装置，如图10所示，包括：可控高低温箱29、高压气泵31、检漏仪器28和实施例一中的测试密封性能用高压密封气罐27；测试密封性能用高压密封气罐27设置于可控高低温箱29内，高压气泵31的出气端与进气通道22连通，检漏仪器28用于检测密封副的漏气量，置于可控高低温箱29内的罐体的工作温度可以调节，使其模拟航天环境下的高低温恶劣环境，罐体内的气体从密封副中漏出，其泄露出来的气体由检漏仪器28接收，最终分析得出密封副密封效果与加载力、工作压力以及温度等因素的关系。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种测试密封性能用高压密封气罐，其特征在于：包括：罐体、密封副和加载装置；所述罐体上设置有进气通道和出气通道，所述加载装置设置于所述罐体内；
所述密封副包括堵头和堵口，所述堵头设置于所述加载装置的自由端，所述堵口设置于所述出气通道中，所述堵口呈套筒状，所述加载装置能够驱动所述堵头运动，所述堵头能够将所述堵口密封；所述加载装置的自由端与所述堵头之间设置有一压力传感器，所述压力传感器的两端分别设置于所述加载装置的自由端和所述堵头上；所述加载装置包括底座、电机、连接滑块、丝杆和连接杆，所述底座沿所述罐体的长度方向固定设置于所述罐体内，所述电机固定设置，所述丝杆的一端连接于所述电机的输出轴上，所述连接滑块螺纹连接于所述丝杆上且所述连接滑块沿着所述底座的长度方向滑动连接于所述底座上，所述连接杆平行于所述丝杆且固定设置于所述连接滑块上，所述压力传感器设置于所述连接杆远离所述连接滑块的一端；
还包括若干个周向定位件，所述周向定位件固定设置于所述底座上，所述周向定位件上设置有若干个定位部，各所述定位部的弧度均与所述罐体内壁的弧度相匹配；
还包括轴向定位件，两个所述轴向定位件分别位于所述底座的两端且与所述底座接触，且两个所述轴向定位件均固定设置于所述罐体上。
2.根据权利要求1所述的测试密封性能用高压密封气罐，其特征在于：还包括一位移传感器，所述位移传感器设置于所述罐体内，所述位移传感器用于检测所述堵头的位移量。
3.根据权利要求1所述的测试密封性能用高压密封气罐，其特征在于：所述罐体包括罐体本体和设置于所述罐体本体两端的进气端端盖和出气端端盖；所述罐体本体的两端分别设置有进气端法兰盘和出气端法兰盘，所述进气端端盖通过若干个螺栓固定设置于所述进气端法兰盘，所述出气端端盖通过若干个螺栓固定设置于所述出气端法兰盘上，所述进气端端盖与所述进气端法兰盘之间以及所述出气端端盖与所述出气端法兰盘之间均夹设有一八角垫片。
4.根据权利要求1所述的测试密封性能用高压密封气罐，其特征在于：还包括密封板和密封垫，所述堵口插设于所述出气通道内，所述密封垫设置于所述堵口朝外的一端，所述密封板位于所述堵口的另一端并将所述堵口和密封垫压紧固定于所述出气通道中。
5.根据权利要求3所述的测试密封性能用高压密封气罐，其特征在于：所述进气端盖上设置有航插插座。
6.一种密封性能测试装置，其特征在于：包括：可控高低温箱、高压气泵、控制器、检漏仪器和权利要求1～5任意一项所述的测试密封性能用高压密封气罐；所述测试密封性能用高压密封气罐设置于所述可控高低温箱内，所述高压气泵的出气端与所述进气通道连通，所述检漏仪器用于检测密封副的漏气量，所述控制器与加载装置电连接。
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