CN113008547A - 一种拆装组合式的往复运动密封圈性能测试装置 - Google Patents

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Abstract

一种拆装组合式的往复运动密封圈性能测试装置，属于仪器仪表技术领域的分析及测量控制技术领域。测试装置左侧为孔用密封圈检测段，右侧为轴用密封圈检测段，检测段下方均设有与其内部腔体连通的泄漏口；测试装置中部外壳上、下方分别设有进油口和泄压口，且中部设有隔板，其内部开设进油和泄压通道，两侧设有开关孔。该测试装置可对不同尺寸、不同个数的密封圈进行测试。本发明能够实现对液压密封恒温下的摩擦力和泄漏量的测量，通过可更换套筒实现密封圈尺寸在较大范围内变换，对同尺寸两种密封形式下密封圈密封性能的对比研究，具有装配简易，功能多样，测量准确，驱动控制方便，经济适用等特点。

Description

一种拆装组合式的往复运动密封圈性能测试装置
技术领域
本发明属于仪器仪表技术领域的分析及测量控制技术领域(G01F)，涉及一种可对密封元器件泄露量进行测量的机械装置，主要用于一般轴用和孔用密封圈的往复运动密封性能测试，其特点在于通过拆装组合可对不同个数和尺寸的密封圈进行测试。
背景技术
现代工业的不断进步源自基础研究的不断深入，往复密封元器件作为现代流体机械设备的关键部件之一，其核心零部件高端密封圈产品主要由国外公司垄断，致使国内相关领域发展进步缓慢，需长期依赖进口，基础研究相对于国外仍处于落后地位，导致验证密封理论和测试高端密封件性能的试验装置开发同样滞后，如想在密封件基础研究方面取得长足进步，必须不断提高密封试验装备的先进性。
传统往复密封件的种类多为O型圈或U型圈，这种传统的密封圈产品在极端工况和长期荷载作用下会产生蠕变、应力松弛、扭转等现象，导致密封接触面周向摩擦力分布不均，密封接触压力降低，从而导致密封失效，故国际上多采用蓄能弹簧密封圈这一高端密封件对设备进行密封。
目前国内针对该类密封圈的密封性能试验研究很少，设计一种测试范围广、低成本、多功能的密封性能测试装置将变得极为重要。通过该平台可进行尺寸效应和密封形式方面的深入研究，可为密封机理认知和密封件截面设计提供便利。本发明专利由大连市科技创新基金项目(项目编号：2018J11CY005)资助。
发明内容
为满足实际需求，本发明提供了一种多功能的密封圈往复密封性能测试装置，可适用于多种直径和不同个数的蓄能弹簧密封圈系统。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种拆装组合式的往复运动密封圈性能测试装置，测试装置中部的中间外壳13上方和下方分别设有进油口和泄压口，进油口与液压泵站连通，泄压口与液压油箱连通；测试装置左侧为孔用密封圈检测段，右侧为轴用密封圈检测段。所述测试装置中部设有一个隔板15，隔板15内部开设进油和泄压通道，隔板15左侧设有左开关孔，隔板15右侧设有右开关孔，开关孔用于打开或闭合左右检测段。所述孔用密封圈检测段下方左侧设有泄漏口，与其内部腔体连通；所述轴用密封圈检测段下方右侧设有泄漏口，与其内部腔体连通。
所述的左侧孔用密封圈检测段包括左传动轴1、左润滑轴承2、左外壳3、孔用吸油棉7、测试孔用密封圈8、标准活动外壳11、左传动轴密封圈12、标准活动内套33、压力腔固定内套32、外壳密封圈34、孔用轴套36、空腔固定内套37。
所述左外壳3和标准活动外壳11在轴向由多个螺钉9固定在中间外壳13之上，并由外壳密封圈34进行密封，防止内部液体沿此处泄露。
所述左外壳3左端面中部设有通孔，用于穿过左传动轴1，左传动轴1右侧位于腔体内部，孔用密封圈检测段由外部动力装置带动左传动轴1进行往复运动，左传动轴1和左外壳3之间安装左润滑轴承2，为左传动轴1提供润滑，避免卡滞。所述左传动轴1上装有孔用轴套36，并通过孔用固定销4和孔用螺母5对其加以固定，防止其绕轴旋转和沿轴滑出；在左传动轴1右端部安装左传动轴密封圈12，防止液体沿传动轴泄露。所述孔用轴套36左侧外端面设有孔用吸油棉7。
所述的左外壳3内部腔体中从内向外依次设有三层空腔固定内套37、三层标准活动内套33和三层压力腔固定内套32，其与孔用轴套36外表面之间的密封性能即为本装置主要测试内容之一；所述空腔固定内套37位于左侧，由空腔固定螺钉6进行固定，空腔固定内套37由固定内套密封圈35进行密封，防止压力腔液体沿此处泄露；所述标准活动内套33位于中部；所述压力腔固定内套32位于右侧，由压力腔固定螺钉14进行固定。所述将测试孔用密封圈8(细节参见图2)安装于标准活动内套33和固定内套32、37之间的卡槽内进行密封性能测试。当压力油通过“进油口”由左开关孔流入左侧压力腔以后，如果孔用轴套36往复运动引起的泄露量微小，可由孔用轴套36上安装的孔用吸油棉7进行收集，如果泄露量较大则泄露出的液体可通过左侧“泄露口”进行收集，通过测量一段时间内孔用吸油棉7和左侧泄露口处收集的液体质量进行泄露量检测，如腔体压力过高可通过中间外壳13的泄压口进行泄压。
所述的轴用密封圈检测段包括右传动轴26、右润滑轴承25、端盖23、测试轴用密封圈17、右润滑轴承25、压力腔轴套31、标准轴套29、空腔固定轴套27。
所述端盖23右端面中部设有通孔，用于穿过右传动轴26，右传动轴26左侧位于压力腔内部，右传动轴26和端盖23之间安装右润滑轴承25，为右传动轴26提供润滑，避免卡滞。所述右传动轴26左端部设有右传动轴密封圈16，防止液体沿轴泄露；左侧从左到右依次设有压力腔轴套31、标准轴套29和空腔固定轴套27，右传动轴26带动空腔固定轴套27、标准轴套29和压力腔轴套31进行往复运动。所述空腔固定轴套27右侧外端面设有轴用吸油棉19。所述空腔固定轴套27右侧设有轴用固定销20和轴用螺母21，用于空腔固定轴套27的限位。所述的轴用密封圈检测段的压力腔内装有三层轴用固定内套28，由轴用螺钉18进行固定，轴用固定内套28之间由轴用密封圈30进行密封，防止液体由此处泄露。所述端盖23通过多个端盖螺钉22固定于中间外壳13之上。所述测试轴用密封圈17(细节参见图3)安装于空腔固定轴套27、标准轴套29和压力腔轴套31之间的卡槽内进行测试：当压力油通过“进油口”由右开关孔流入右侧压力腔以后，如果轴套往复运动引起的泄露量微小，可由空腔固定轴套27上安装的轴用吸油棉19进行收集，如果泄露量较大则泄露出的液体可通过右侧“泄露口”进行收集。
所述往复运动密封圈性能测试装置由左侧固定座10和右侧固定座24固定于地面之上，左侧固定座10设于左外壳3上，右侧固定座24设有端盖33上。如果需要单独进行轴用密封圈和孔用密封圈测试，可在“左开关孔”和“右开关孔”上安装密封螺钉将另一侧进行封闭。
进一步的，本发明专利可对不同尺寸和个数的密封圈进行测试，当需要增加孔用密封圈数量时可通过增加标准活动外壳11和标准活动内套33来实现，如图4左侧所示。如需增加轴用密封圈数量可通过增加标准轴套29来实现，如图4右侧所示。如需逐一增加测试密封圈直径，可逐一去除三层内套28、32、33、37的某一层即可，并同时将孔用轴套36更换为大直径孔用轴套38，如图5左侧所示，或将压力腔轴套31、标准轴套29和空腔固定轴套27更换为相应的大直径压力腔轴套39、大直径标准轴套40和大直径空腔固定轴套41，如图5右侧所示。
本发明的有益成果为：本发明能够实现对液压密封恒温下的摩擦力和泄漏量的测量，通过可更换套筒实现密封圈尺寸在较大范围内变换，对同尺寸两种密封形式下密封圈密封性能的对比研究，具有装配简易，功能多样，测量准确，驱动控制方便，经济适用等特点。
附图说明
图1为往复运动密封圈性能测试装置技术方案图；
图2为孔用测试密封圈局部细节图；
图3为轴用测试密封圈局部细节图；
图4为增加测试密封圈数量技术方案图；
图5为增加测试密封圈直径技术方案图。
图中：1左传动轴；2左润滑轴承；3左外壳；4孔用固定销；5孔用螺母；6空腔固定螺钉；7孔用吸油棉；8测试孔用密封圈；9螺钉；10左侧固定座；11标准活动外壳；12左传动轴密封圈；13中间外壳；14压力腔固定螺钉；15隔板；16右传动轴密封圈；17测试轴用密封圈；18轴用螺钉；19轴用吸油棉；20轴用固定销；21轴用螺母；22端盖螺钉；23端盖；24右侧固定座；25右润滑轴承；26右传动轴；27空腔固定轴套；28轴用固定内套；29标准轴套；30轴用密封圈；31压力腔轴套；32压力腔固定内套；33标准活动内套；34外壳密封圈；35固定内套密封圈；36孔用轴套；37空腔固定内套；38大直径孔用轴套；39大直径压力腔轴套；40大直径标准轴套；41大直径空腔固定轴套。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。
一种拆装组合式的密封圈往复运动泄漏检测装置，如图1所示，主要由左侧孔用密封圈检测段和右侧轴用密封圈检测段组成。其中，孔用密封圈检测段由外部动力装置带动左传动轴1进行往复运动，左传动轴1和左外壳3之间安装左润滑轴承2，为左传动轴1提供润滑，避免卡滞。左传动轴1上装有孔用轴套36，并通过孔用固定销4和孔用螺母5对其加以固定，防止其绕轴旋转和沿轴滑出，在其右端部安装左传动轴密封圈12，防止液体沿传动轴泄露，孔用密封检测段装有三层空腔固定内套37、标准活动内套33和三层压力腔固定内套32，空腔固定内套37由空腔固定螺钉6进行固定，三层压力腔固定内套32由压力腔固定螺钉14进行固定，左外壳3和标准活动外壳11在轴向由多个螺钉9固定在中间外壳13之上，并由外壳密封圈34进行密封，防止内部液体沿此处泄露，空腔固定内套37由固定内套密封圈35进行密封，防止压力腔液体沿此处泄露，将测试孔用密封圈8(细节参见图2)安装于标准活动内套33和固定内套32、37之间的卡槽内进行测试，当压力油通过“进油口”流入压力腔以后，如果轴套往复运动引起的泄露量微小，可由孔用轴套36上安装的孔用吸油棉7进行收集，如果泄露量较大则泄露出的液体可通过左侧“泄露口”进行收集，通过测量一段时间内孔用吸油棉7和左侧泄露口处收集的液体质量进行泄露量检测，如腔体压力过高可通过泄压口进行泄压。
轴用密封圈检测段通过隔板15与左侧分开，右传动轴26带动空腔固定轴套27、标准轴套29和压力腔轴套31进行往复运动。该检测段内装有三层轴用固定内套28，由轴用螺钉18进行固定，轴用固定内套之间由轴用密封圈30进行密封，防止液体由此处泄露。右传动轴26上装有右传动轴密封圈16，防止液体沿轴泄露，并装有轴用固定销20和轴用螺母21，用于空腔固定轴套27的限位，右传动轴26和端盖23之间装有右润滑轴承25。端盖23通过多个端盖螺钉22固定于中间外壳13之上，测试轴用密封圈17(细节参见图3)安装于轴套之间的卡槽内进行测试，当压力油通过“进油口”流入右侧压力腔以后，如果轴套往复运动引起的泄露量微小，可由空腔固定轴套27上安装的轴用吸油棉19进行收集，如果泄露量较大则泄露出的液体可通过右侧“泄露口”进行收集，整个装置由左侧固定座10和右侧固定座24固定于地面之上。如果需要单独进行轴用密封圈和孔用密封圈测试，可在“左开关孔”和“右开关孔”上安装密封螺钉将另一侧进行封闭。
本发明专利可对不同尺寸和个数的密封圈进行测试，当需要增加孔用密封圈数量时可通过增加标准活动外壳11和标准活动内套33来实现，如图4左侧所示。如需增加轴用密封圈数量可通过增加标准轴套29来实现，如图4右侧所示。如需逐一增加测试密封圈直径，可逐一去除三层内套28、32、33、37的某一层即可，并同时将孔用轴套36更换为大直径孔用轴套38，如图5左侧所示，或将压力腔轴套31、标准轴套29和空腔固定轴套27更换为相应的大直径压力腔轴套39、大直径标准轴套40和大直径空腔固定轴套41，如图5右侧所示。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种拆装组合式的往复运动密封圈性能测试装置，其特征在于，所述的测试装置左侧为孔用密封圈检测段，该检测段下方左侧设有泄漏口，与其内部腔体连通；所述的测试装置右侧为轴用密封圈检测段，该检测段下方右侧设有泄漏口，与其内部腔体连通；所述的测试装置中部的中间外壳(13)上方和下方分别设有进油口和泄压口；所述测试装置中部设有一个隔板(15)，隔板(15)内部开设进油和泄压通道，隔板(15)左侧设有左开关孔，隔板(15)右侧设有右开关孔，开关孔用于打开或闭合左右检测段；
所述的左侧孔用密封圈检测段包括左传动轴(1)、左润滑轴承(2)、左外壳(3)、孔用吸油棉(7)、测试孔用密封圈(8)、标准活动外壳(11)、左传动轴密封圈(12)、标准活动内套(33)、压力腔固定内套(32)、外壳密封圈(34)、孔用轴套(36)、空腔固定内套(37)；
所述左外壳(3)和标准活动外壳(11)固定在中间外壳(13)之上，由外壳密封圈(34)进行密封；所述左传动轴(1)穿过左外壳(3)左端面中部通孔，右侧深入腔体内部，孔用密封圈检测段由外部动力装置带动左传动轴(1)往复运动，左传动轴(1)和左外壳(3)之间安装左润滑轴承(2)；所述左传动轴(1)上装有孔用轴套(36)，左传动轴(1)右端部安装左传动轴密封圈(12)；所述孔用轴套(36)左侧外端面设有孔用吸油棉(7)；所述的左外壳(3)内部腔体中依次设有三层空腔固定内套(37)、三层标准活动内套(33)和三层压力腔固定内套(32)，其与孔用轴套(36)外表面之间的密封性能为本装置主要测试内容；所述空腔固定内套(37)固定在左外壳(3)内部腔体左侧，由固定内套密封圈35进行密封，标准活动内套(33)位于中部，压力腔固定内套(32)固定在右侧；将测试孔用密封圈(8)安装于标准活动内套(33)和固定内套(32)、(37)之间的卡槽内进行密封性能测试：当压力油通过“进油口”由左开关孔流入左侧压力腔后，如果孔用轴套(36)往复运动引起的泄露量微小，可由孔用吸油棉(7)收集，如果泄露量较大则泄露出的液体通过左侧“泄露口”进行收集，通过测量一段时间内孔用吸油棉(7)和左侧泄露口处收集的液体质量进行泄露量检测，若腔体压力过高通过中间外壳(13)的泄压口进行泄压
所述的轴用密封圈检测段包括右传动轴(26)、右润滑轴承(25)、端盖(23)、测试轴用密封圈(17)、右润滑轴承(25)、压力腔轴套(31)、标准轴套(29)、空腔固定轴套(27)；
所述右传动轴(26)穿过端盖(23)右端面中部通孔，左侧深入压力腔内部，右传动轴(26)和端盖(23)之间安装右润滑轴承(25)；所述右传动轴(26)左端部设有右传动轴密封圈(16)；在右传动轴(26)上从左到右依次设有压力腔轴套(31)、标准轴套(29)和空腔固定轴套(27)，由右传动轴(26)带动其进行往复运动；所述空腔固定轴套(27)右侧外端面设有轴用吸油棉19；所述空腔固定轴套(27)右侧设有轴用固定销20和轴用螺母21，用于空腔固定轴套(27)的限位；所述的轴用密封圈检测段的压力腔内装有三层轴用固定内套28，轴用固定内套28之间通过轴用密封圈(30)密封，防止液体由此处泄露；所述端盖(23)固定于中间外壳(13)之上；所述测试轴用密封圈(17)安装于空腔固定轴套(27)、标准轴套(29)和压力腔轴套(31)之间的卡槽内进行测试：当压力油通过“进油口”由右开关孔流入右侧压力腔后，如果轴套往复运动引起的泄露量微小，由空腔固定轴套(27)上安装的轴用吸油棉19进行收集，如果泄露量较大则泄露出的液体通过右侧“泄露口”进行收集。
2.根据权利要求1所述的一种拆装组合式的往复运动密封圈性能测试装置，其特征在于，如果需要单独进行轴用密封圈或孔用密封圈测试，可在“左开关孔”和“右开关孔”上安装密封螺钉将另一侧进行封闭。
3.根据权利要求1所述的一种拆装组合式的往复运动密封圈性能测试装置，其特征在于，所述测试装置可对不同尺寸、个数的密封圈进行测试：
当需要增加孔用密封圈数量时，通过增加标准活动外壳(11)和标准活动内套(33)实现；
当需增加轴用密封圈数量时，通过增加标准轴套(29)实现；
当需逐一增加测试密封圈直径时，通过逐一去除三层内套(28)、(32)、(33)、(37)的某一层实行，并同时将孔用轴套(36)更换为大直径孔用轴套(38)；或将压力腔轴套(31)、标准轴套(29)和空腔固定轴套(27)更换为相应的大直径压力腔轴套(39)、大直径标准轴套(40)和大直径空腔固定轴套(41)。
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