CN112857690A

CN112857690A - 一种活塞密封性能检测方法

Info

Publication number: CN112857690A
Application number: CN202110279718.9A
Authority: CN
Inventors: 刘文广; 王宏刚; 高贵; 陈生圣; 赵更锐; 任俊芳; 马小录; 冯要飞
Original assignee: No705 Research Institute Of China Shipbuilding Industry Corp; Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Current assignee: No705 Research Institute Of China Shipbuilding Industry Corp; Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority date: 2021-03-16
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2021-05-28

Abstract

本发明涉及一种活塞密封性能检测方法，该方法包括以下步骤：a预先对被密封介质与使用的酸碱度pH检测试剂的颜色变化进行试验，记录备用；b将被密封介质注入活塞密封系统中筒体内活塞的左侧腔体，关闭第一开关阀，保证该腔体严格密封；c将酸碱度pH检测试剂注入筒体的活塞的右侧腔体，保证试剂液面淹没所有密封面；d施加外力驱动活塞挤压被密封介质，通过压力表观测被密封介质的腔体压力直至达到要求压力等级后保压；e密封性能检测：观察酸碱度pH检测试剂颜色变化直接判定活塞密封件处是否有泄漏发生，若有泄露，则确认率先发生泄漏的具体位置。本发明利用被密封介质酸碱度特性，操作简单，可以直观且准确地判定。

Description

一种活塞密封性能检测方法

技术领域

本发明涉及密封性能检测技术领域，尤其涉及一种活塞密封性能检测方法。

背景技术

活塞密封系统由活塞、密封件、筒体、两侧端盖等组成，活塞及密封件用以隔绝其两侧的液体介质，常用于特殊燃料介质储存或者推挤任务，活塞及密封件相对于筒体可能静止或往复运动，但均需要保证严格密封。而特殊燃料介质往往具有强腐蚀性、强酸碱性等特性，会引起密封件性能降低或失效，导致燃料泄露，设备无法正常运行，造成环境污染，甚至引起火灾爆炸等危险发生，因此对活塞密封系统的密封性能检测至关重要。

目前针对储存特殊燃料介质的活塞密封系统的密封性能检测方法较少，常见的密封性能检测方法有以下几种：

⑴依靠检测密闭腔体内压力变化来判定被测试件密封性能。

基于检测密闭腔体内压力变化判定密封性能的方法，检测方便，但引起密闭腔体压力变化的因素往往较多。即便被测试密封件密封性能良好，但是密闭腔体其他部位发生泄漏，同样会导致检测压力变化，这会导致对被测试密封件密封性能的误判，如发明专利（公开号CN105675231A）一种负压密封检测装置中所描述的方法，通过检测密封腔内压力变化以判断被测试连接器的密封性能，但其围成密封腔体的筒体和左右端盖之间多处设置有密封，如果这些地方密封发生泄漏，将会导致对被测试连接器的密封性能的误判，存在一定缺陷。

⑵依靠检测密封介质浓度来判定被测试件密封性能。

基于检测密闭腔体内介质浓度判定密封性能的方法，同样会存在上述对被测试件密封性能的误判问题。如发明专利（公开号CN103364145A）一种密封性能检测方法所描述的方法，若密封容器多处设置有密封，检测密封腔体内部水蒸气时即使浓度变化，只能确定密封腔体是否发生泄露，但是否由目标密封件的密封性能导致，将无法判断。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用被密封介质酸碱度特性、可以直观且准确判定的活塞密封性能检测方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种活塞密封性能检测方法，包括以下步骤：

a预先对被密封介质与使用的酸碱度pH检测试剂的颜色变化进行试验，记录备用；

b将所述被密封介质注入活塞密封系统中筒体内活塞的左侧腔体，关闭第一开关阀，保证该腔体严格密封；

c将所述酸碱度pH检测试剂注入所述筒体的活塞的右侧腔体，保证试剂液面淹没所有密封面；

d施加外力驱动所述活塞挤压所述被密封介质，通过压力表观测所述被密封介质的腔体压力直至达到要求压力等级后保压；

e密封性能检测：观察所述酸碱度pH检测试剂颜色变化直接判定活塞密封件处是否有泄漏发生，若有泄露，则确认率先发生泄漏的具体位置。

所述步骤a中被密封介质自身具有酸碱度特性。

所述步骤a中酸碱度pH检测试剂在未与所述被密封介质反应前为无色透明液体或浅色液体。

所述步骤b中活塞密封系统包括筒体和活塞；所述筒体的两侧与第一端盖和第二端盖固定连接；所述筒体与所述第一端盖和所述第二端盖的连接处分别设有第一密封件和第二密封件；所述筒体的内部安装有所述活塞，该活塞与活塞杆固定连接；所述活塞与所述筒体的内壁面之间的间隙分别设有活塞密封件、第一导向环和第二导向环；所述活塞密封件与所述活塞将所述筒体与所述第一端盖和所述第二端盖组成的内部腔体分割为左右两个腔体，该左侧腔体用于储存所述被密封介质，右侧腔体用于容纳所述酸碱度pH检测试剂；所述筒体的左右两端各开设一个接口，该接口上分别设有第一开关阀和第二开关阀；所述第一端盖上设有压力表。

所述第二端盖由透明钢化塑料材质制成，或所述第二端盖上设有透明观察孔。

所述压力表为可反馈压力信号压力表。

所述第一导向环和所述第二导向环分别设在所述活塞密封件的两侧。

所述第一密封件和所述第二密封件均为O形圈。

所述步骤d中施加外力是指采用液压缸或直线电机，且可用所述压力表反馈信号进行所述被密封介质的腔体压力的闭环保压控制。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过被密封介质酸碱度特性与酸碱度pH试剂的反应颜色变化进行密封性能判定，便于直观准确定位被测试活塞密封件密封失效具体位置和泄漏程度，被测试密封件附近率先发生颜色反应的位置即泄漏位置，尤其对于大尺寸的密封件密封性能检测，可精准定位被测试密封件泄漏发生位置；固定时间段内，酸碱度pH试剂颜色变化跨度越大，泄漏越严重，活塞密封件密封性能越差；若无颜色变化则证明密封性能良好，没有发生泄漏。

2、本发明直观明了，操作简单，有效避免了基于检测压力或介质浓度变化来判定密封性能方法过程中，非被测试活塞密封件处发生渗漏导致的压力变化引起的对活塞密封件密封性能的误判。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的活塞密封系统示意图。

图中：1—第一端盖；2—第一密封件；3—压力表；4—第一开关阀；5—筒体；6—第二开关阀；7—第二密封件；8—第二端盖；9—第一导向环；10—活塞密封件；11—第二导向环；12—活塞；13-活塞杆。

具体实施方式

如图1所示，一种活塞密封性能检测方法，包括以下步骤：

a预先对被密封介质与使用的酸碱度pH检测试剂的颜色变化进行试验，记录备用；被密封介质自身具有酸碱度特性，比如：碳酸钠水溶液、高氯酸羟胺水溶液、氢氧化钠水溶液等。酸碱度pH检测试剂可以是酚酞、百里酚酞、甲基橙等。酸碱度pH检测试剂在未与被密封介质反应前为无色透明液体或浅色液体。

b将被密封介质注入活塞密封系统中筒体5内活塞12的左侧腔体，关闭第一开关阀4，保证该腔体严格密封。

其中：活塞密封系统包括筒体5和活塞12（如图2所示）。筒体5的两侧与第一端盖1和第二端盖8固定连接；第二端盖8由透明钢化塑料材质制成，或第二端盖8上设有便于观察的透明观察孔。筒体5与第一端盖1和第二端盖8的连接处分别设有第一密封件2和第二密封件7；第一密封件2和第二密封件7均为O形圈。筒体5的内部安装有活塞12，该活塞12与活塞杆13固定连接；活塞12与筒体5的内壁面之间的间隙分别设有活塞密封件10、第一导向环9和第二导向环1，第一导向环9和第二导向环11分别设在活塞密封件10的两侧；活塞密封件10为任意密封形式，比如格莱圈或弹簧蓄能密封圈的组合密封形式。活塞密封件10与活塞12将筒体5与第一端盖1和第二端盖8组成的内部腔体分割为左右两个腔体，该左侧腔体用于储存被密封介质，右侧腔体用于容纳酸碱度pH检测试剂；筒体5的左右两端各开设一个接口，该接口上分别设有第一开关阀4和第二开关阀6；第一端盖1上设有压力表3，压力表3为可反馈压力信号压力表。

c将酸碱度pH检测试剂注入筒体5的活塞12的右侧腔体，保证试剂液面淹没所有密封面。

d施加外力驱动活塞12挤压被密封介质，通过压力表3观测被密封介质的腔体压力直至达到要求压力等级后保压。施加外力是指采用液压缸或直线电机，且可用压力表3反馈信号进行被密封介质的腔体压力的闭环保压控制。

e密封性能检测：观察酸碱度pH检测试剂颜色变化直接判定活塞密封件10处是否有泄漏发生，若有泄露，则确认率先发生泄漏的具体位置。

实施例一种活塞密封性能检测方法，包括以下步骤：

a将本身为碱性的被密封介质——碳酸钠水溶液，令其与酸碱度pH检测试剂——酚酞混合反应，记录酚酞试剂在加入碳酸钠水溶液后发生的颜色变化规律：未加入碳酸钠水溶液以前，酚酞试剂呈现无色透明状态，碳酸钠水溶液加入酚酞试剂后，酚酞试剂由无色透明变为红色，所加入碳酸钠水溶液的量越大，酚酞试剂越红。

b将碳酸钠水溶液通过第一开关阀4注入并充满活塞密封系统中筒体5内活塞12的左侧腔体，然后关闭第一开关阀4，第一密封件2保证筒体5和第一端盖1之间严格密封无泄漏，压力表3用以检测该腔体压力，与该腔体连接处严格密封无泄漏。

c将酚酞试剂通过第二开关阀6注入并充满筒体5的活塞12的右侧腔体，保证试剂液面淹没所有密封面，第二开关阀6保持打开状态。

d施加外力驱动活塞12挤压碳酸钠水溶液，通过压力表3观测被密封介质的腔体压力直至达到要求压力等级后保压。具体过程如下：

将液压油缸与活塞杆13连接，驱动活塞12运动，挤压碳酸钠水溶液腔体，由于液体具有不可压缩性，该腔体内压力增加至密封压力等级要求的4MPa，然后持续保压，该过程中可将压力表3采集的压力信号反馈至液压油缸控制信号形成闭环控制，保证发生泄漏后该腔体压力下降时，液压缸继续驱动活塞12挤压碳酸钠水溶液以保证该腔体压力为4MPa。

e密封性能检测：

通过透明钢化塑料材质的第二端盖8，可以直接观察活塞12与筒体5之间密封间隙处酚酞试剂的变色情况，若密封间隙附近酚酞试剂颜色依旧为无色透明，则说明活塞密封件10密封性能良好，未发生泄漏；若密封间隙附近酚酞试剂颜色变红，则说明活塞密封件10密封性能不好，发生了泄漏，率先变色的部位则判定为首先发生泄漏的位置，酚酞试剂颜色变红的速度和程度可表征泄漏量大小，实现活塞密封件10的密封性能直观定性检测，且可有效排除现有检测压力变化来判定密封性能方法过程中第一密封件2、第一开关阀4以及压力表3等可能的泄漏点导致的压力变化引起的对活塞密封件10的密封性能误判。

Claims

1.一种活塞密封性能检测方法，包括以下步骤：

b将所述被密封介质注入活塞密封系统中筒体（5）内活塞（12）的左侧腔体，关闭第一开关阀（4），保证该腔体严格密封；

c将所述酸碱度pH检测试剂注入所述筒体（5）的活塞（12）的右侧腔体，保证试剂液面淹没所有密封面；

d施加外力驱动所述活塞（12）挤压所述被密封介质，通过压力表（3）观测所述被密封介质的腔体压力直至达到要求压力等级后保压；

e密封性能检测：观察所述酸碱度pH检测试剂颜色变化直接判定活塞密封件（10）处是否有泄漏发生，若有泄露，则确认率先发生泄漏的具体位置。

2.如权利要求1所述的一种活塞密封性能检测方法，其特征在于：所述步骤a中被密封介质自身具有酸碱度特性。

3.如权利要求1所述的一种活塞密封性能检测方法，其特征在于：所述步骤a中酸碱度pH检测试剂在未与所述被密封介质反应前为无色透明液体或浅色液体。

4.如权利要求1所述的一种活塞密封性能检测方法，其特征在于：所述步骤b中活塞密封系统包括筒体（5）和活塞（12）；所述筒体（5）的两侧与第一端盖（1）和第二端盖（8）固定连接；所述筒体（5）与所述第一端盖（1）和所述第二端盖（8）的连接处分别设有第一密封件（2）和第二密封件（7）；所述筒体（5）的内部安装有所述活塞（12），该活塞（12）与活塞杆（13）固定连接；所述活塞（12）与所述筒体（5）的内壁面之间的间隙分别设有活塞密封件（10）、第一导向环（9）和第二导向环（11）；所述活塞密封件（10）与所述活塞（12）将所述筒体（5）与所述第一端盖（1）和所述第二端盖（8）组成的内部腔体分割为左右两个腔体，该左侧腔体用于储存所述被密封介质，右侧腔体用于容纳所述酸碱度pH检测试剂；所述筒体（5）的左右两端各开设一个接口，该接口上分别设有第一开关阀（4）和第二开关阀（6）；所述第一端盖（1）上设有压力表（3）。

5.如权利要求4所述的一种活塞密封性能检测方法，其特征在于：所述第二端盖（8）由透明钢化塑料材质制成，或所述第二端盖（8）上设有透明观察孔。

6.如权利要求4所述的一种活塞密封性能检测方法，其特征在于：所述压力表（3）为可反馈压力信号压力表。

7.如权利要求4所述的一种活塞密封性能检测方法，其特征在于：所述第一导向环（9）和所述第二导向环（11）分别设在所述活塞密封件（10）的两侧。

8.如权利要求4所述的一种活塞密封性能检测方法，其特征在于：所述第一密封件（2）和所述第二密封件（7）均为O形圈。

9.如权利要求1所述的一种活塞密封性能检测方法，其特征在于：所述步骤d中施加外力是指采用液压缸或直线电机，且可用所述压力表（3）反馈信号进行所述被密封介质的腔体压力的闭环保压控制。