CN115752947A - 一种高压动密封测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压动密封测试装置及其测试方法，属于动密封测试技术领域，包括测试箱和分别与测试箱连通设置的高压充气装置和运动装置，并利用紧固件将高压动密封件固定在测试箱内，同时通过漏气测试装置检测高压动密封件在不同气压、不同运动速度下的密封性。本发明中的高压动密封测试装置及其测试方法，其结构简单，装配方便，能够有效在高压、运动条件下实现对密封件的密封性的测试，其测试过程简单方便有效、测试速度快、可靠性高，可广泛应用于不同压力、不同直线运动条件下密封件的密封性测试以及寿命测试，具有较好的应用前景。

Description

一种高压动密封测试装置及其测试方法

技术领域

本发明属于动密封测试技术领域，具体涉及一种高压动密封测试装置及其测试方法。

背景技术

密封件是防止气体、液体或者流体等进入或流出密闭空间，起到密封作用，其广泛应用于工业、农业、国防和人们的日常生活中。随着各种技术的迅速发展，对设备的密封性要求越来越高，对密封件的要求也越来越高。

根据密封件使用环境的不同，密封件的形式和类型存在一定的差异，需要满足的性能也各不相同。其中，在某些存在高压、往复运动工况的使用环境下，对密封件的密封性能，尤其是动态情况下的密封性能，有着极高的要求。因此，在实际使用时，需要对高压动密封状态下密封件的密封性能进行检测。

然而，在现有的密封件检测领域，通常采用的是静态常压或静态低气压条件对密封件进行密封测试，这虽然能够满足常规密封件的性能检测需求，但是却无法准确评判密封件在高压、运动工况下的密封性能，导致密封件的密封性能无法得到准确判断，影响密封件的正常使用和寿命判定，存在一定的应用局限性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种高压动密封测试装置及其测试方法，能够分别在静态和动态高压下对密封件进行密封测试，满足高压动密封件性能测试和寿命测试的需求。

为实现上述目的，本发明提供一种高压动密封测试装置，包括测试箱、高压充气装置、运动装置和漏气测试组件；

所述测试箱为一侧开口的箱体结构，其内部形成有用于放置高压动密封件的容纳槽，并在其开口侧设置有用于将所述开口封闭的盖板；且所述箱体中可拆卸设置有紧固件，用于将所述高压动密封件压紧在所述容纳槽内；

所述高压充气装置与所述测试箱密封连通，用于向所述测试箱内充入高压气体；

所述运动装置包括连接杆和驱动件，并对应所述连接杆在所述测试箱上开设有连通所述容纳槽的运动孔，使得所述连接杆的一端依次穿过该运动孔和嵌设于所述容纳槽中的各高压动密封件后伸入所述测试箱内；所述驱动件与所述连接杆的另一端连接，用于驱动该连接杆进行直线往复运动；

所述漏气测试组件固定安装在所述测试箱开设有运动孔的位置，用于检测经由所述运动孔泄露的高压气体，以此判断所述高压动密封件的密封能力。

作为本发明的进一步改进，所述容纳槽内径小于所述空腔内径，使得所述空腔与所述容纳槽在所述测试箱内形成T型腔体结构。

作为本发明的进一步改进，在所述紧固件和所述高压动密封件之间还设置有传力件。

作为本发明的进一步改进，在所述传力件和所述紧固件之间还设置有弹性件；

在所述传力件相对所述紧固件的一端设置有凹槽，并将所述弹性件一端嵌设在所述凹槽中。

作为本发明的进一步改进，在所述容纳槽中设置有多个高压动密封件，且所述多个高压动密封件之间还设置有传力件。

作为本发明的进一步改进，还包括管接头，所述管接头为两端开口的套筒结构；

所述高压充气装置和所述测试箱通过所述管接头连通安装。

作为本发明的进一步改进，在所述管接头和所述测试箱之间设置有密封件，用于两者连接后的密封。

作为本发明的进一步改进，所述测试箱与所述驱动件固定设置在同一安装件上，以防止连接杆运动时所述测试箱与所述驱动件之间发生相对移动。

作为本发明的另一个方面，提供一种高压动密封测试方法，其利用上述高压动密封测试装置来实现，包括如下步骤：

(1)将高压充气装置、运动装置、高压动密封件、紧固件和漏气测试组件装配在测试箱上的对应位置；

(2)打开高压充气装置的出气开关，向测试箱内充入高压气体；

(3)通过漏气测试组件检测静态高压下高压动密封件的密封性；

(4)打开运动装置，使连接杆沿测试箱持续做直线往复运动；

(5)通过漏气测试组件检测动态高压下高压动密封件的密封性。

作为本发明的进一步改进，步骤(1)中各装置的具体安装过程包括如下部分：

(1.1)将高压动密封件放置在容纳槽中；

(1.2)将连接杆的一端依次穿过运动孔和高压动密封件，进入测试箱空腔内，并将连接杆的另一端与驱动件连接；

(1.3)将紧固件安装在测试箱内并拧紧，将盖板安装在测试箱开口处对该开口进行密封；

(1.4)将管接头与测试箱密封连通，并将高压充气装置与管接头的连通。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本发明的高压动密封测试装置及其测试方法，其通过将测试箱分别与高压充气装置和运动装置连通，为高压动密封件的测试提供所需测试环境；通过紧固件的紧固作用将高压动密封件紧密抵接在测试箱内壁上，防止测试时高压动密封件随连接杆发生移动；通过设置在高压动密封件对应密封处的漏气测试组件检测高压动密封件的密封性。

(2)本发明的高压动密封测试装置及其测试方法，其通过将连接杆在驱动件的驱动下相对测试箱持续作直线往复运动，并可通过设置驱动件的频率，调节连接杆的运动频率，满足不同测试环境下对高压动密封件密封性的测试。

(3)本发明的高压动密封测试装置及其测试方法，其通过在两者之间设置弹性件，利用弹性件的回弹作用维持紧固件给定的压力，保持紧固件与高压动密封件的之间的作用力；同时，通过在弹性件和高压动密封件之间以及密封件与密封件之间设置传力件，使得紧固件的作用力能够更好的传递至每个密封件，以保证各密封件受力相对均衡。

(4)本发明的高压动密封测试装置及其测试方法，结构简单，装配方便，能够有效在高压、运动条件下实现对密封件的密封性的测试，其测试过程简单方便有效、测试速度快、可靠性高，可广泛应用于不同压力、不同直线运动条件下密封件的密封性测试以及寿命测试，具有较好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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是本发明实施例中高压动密封测试装置的结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1、第一密封件；2、盖板；3、连接杆；4、紧固件；5、第二密封件；6、测试箱；7、管接头；8、弹性件；9、第一传力件；10、第二传力件；11、高压动密封件；12、漏气测试组件；13、高压充气装置；14、驱动件；15、安装板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1，本发明优选实施例中的高压动密封测试装置及其测试方法，包括测试箱6、高压充气装置13、运动装置和漏气测试组件12。其中，高压充气装置13和运动装置分别与测试箱6连接，并在测试箱6内放置有高压动密封件11，同时通过漏气测试组件12测量运动装置在静止和运动状态下高压动密封件11的密封效果。

具体而言，优选实施例中的测试箱6为一侧开口的箱体结构，为高压动密封件11提供安装和测试空间。相应地，在测试箱6内部形成有用于放置高压动密封件11的容纳槽，并在测试箱6开口侧设置有用于将该开口封闭的盖板2。实际操作时，将高压动密封件11嵌设在容纳槽并安装完成后，将盖板2与测试箱6开口处连接密封。

如图1中所示，优选实施例中的容纳槽的内径小于测试箱6箱体内径，使得在测试箱6箱体内形成T型空腔，以便于高压动密封件11的安装。

优选地，在盖板2和测试箱6之间还设置有第一密封件1，以进一步对开口进行密封，防止测试箱6中的高压气体从开口处泄露，进而影响高压动密封件11的测试结果。进一步优选地，对应第一密封件1的安装，在盖板2的一侧对应设置有凹槽，并优选凹槽的深度不大于第一密封件1的厚度，使得第一密封件1放置在凹槽中后突出于盖板2的表面，并通过连接件完成对第一开口的进一步挤压密封。

进一步地，优选实施例中的紧固件4为可拆卸连接设置在测试箱6内，用于将高压动密封件11压紧固定在容纳槽内，并在测试完成后对其进行拆卸，使得高压动密封件11可从测试箱6中取出。如图1中所示，优选实施例中的紧固件4为中部设置有通孔的螺帽，其外侧壁上设置有螺纹，并在测试箱6对应位置处的内壁面上设置有螺纹，通过螺纹将螺帽固定连接在测试箱6的上，并通过旋拧螺帽将高压动密封件11压紧固定在容纳槽内。

如图1所示的优选实施例中，高压动密封件11为柔性石墨环，在紧固件4和柔性石墨环之间设置有第一传力件9，以提高两者之间的传力效率。优选实施例中的第一传力件9为T型金属环，以便于应对T型空腔进行安装。

优选地，在紧固件4和第一传力件9之间还设置有弹性件8，通过弹性件8的压缩回弹维持紧固件4对柔性石墨环的压力。如图1所示的优选实施例中，弹性件8为碟簧，通过碟簧保持紧固件4与柔性石墨环之间的作用力，防止柔性石墨环因作用力不够导致其在容纳槽内发生松动，进而影响其密封效果。

同时，对应弹性件8的安装，在第一传力件9背离柔性石墨环的一端设置凹槽，并将弹性件8一端嵌设在凹槽内，以缩小安装空间，且优选将该凹槽的深度设置为小于弹性件8压缩形变后的厚度，确保不影响弹性件8的压缩形变。

如图1所示的优选实施例中，在容纳槽中设置有多个高压动密封件11对其进行密封，并在多个高压动密封件11之间还设置有第二传力件10，以提高高压动密封件11的传力效率，使得各层高压动密封件11之间的受力相对均衡，防止因受力不匀导致部分高压动密封件11发生松动或破损，影响其密封效果。

实际设置时，为了减小紧固件4、弹性件8和第一传力件9的设置对高压动密封件11密封性测试结果的影响，可分别在紧固件4、弹性件8和第一传力件9上沿轴向设置通孔，以保证高压气体能够到达高压动密封件11所在位置。

进一步地，优选实施例中的高压充气装置13与测试箱6的内部密封连通，并在高压充气装置13设置有出气单元和泄气单元，并对应设置有“出气”开关和“泄气”开关，用于向测试箱6腔体内充入高压气体，并在测试完成后对测试箱6内的高压气体进行泄气处理。

优选地，为了使高压充气装置13中的高压气体能够更好输送至测试箱6内，还设置有管接头7，如图1中所示，其为两端开口的套筒结构，并将其一端与测试箱6内腔连通，另一端与高压充气装置13连通，进而实现高压充气装置13和测试箱6的连通。

优选地，对应管接头7的匹配安装，在测试箱6的侧壁上设置有连通内腔的通孔，并优选该通孔为阶梯孔，且相对测试箱6外侧壁一侧孔的内径与管接头7一端的外部直径相匹配，优选地，在该侧孔的内壁上设置有螺纹，并在管接头7对应一端的外侧壁上匹配设置有螺纹，使得测试箱6与管接头7之间通过螺纹匹配连接。

优选地，为了保证管接头7和该阶梯孔之间连接的密封性，在管接头7和测试箱6之间设置有第二密封件5。如图1所示的优选实施例中，相对测试箱6外侧壁一侧的孔内径大于另一侧的孔内径，并在背离外侧壁一侧形成环形台阶，并将第二密封件5抵接在环形台阶上，实现管接头7和测试箱6之间的密封。

相应地，管接头7的另一端与高压充气装置13连接，使得高压气体通过管接头7内通孔进入测试箱6。实际试验时，可根据实际需求调节高压充气装置13输出气体的压力值，使测试箱6内达到试验所需高压环境。

进一步地，优选实施例中的运动装置包括连接杆3和驱动件14，并对应连接杆3的安装，在测试箱6侧壁上开设有与容纳槽连通设置的运动孔，使得连接杆3的一端可依次穿过运动孔和嵌设于容纳槽中的各高压动密封件11后，并伸入测试箱6内，进一步优选该运动孔与容纳槽同轴设置。同时连接杆3的另一端与驱动件14连接，使得连接杆3可在驱动件14的驱动下沿运动孔进行直线往复运动，以测试连接杆3往复运动时高压动密封件11的密封效果。

如图1所示的优选实施例中，连接杆3和驱动件14通过销钉进行连接，当然两者也可以通过螺纹匹配连接、铆接、焊接等其他连接方式进行连接。

优选地，连接杆3的一端依次穿过运动孔、高压动密封件11、传力件、弹性件8和紧固件4，并优选传力件、弹性件8和紧固件4的内径大于连接杆3的内径，以保证其与连接杆3之间不具有密封性，减少对测试结果的影响。

实际设置时，运动孔的内径优选大于连接杆3的直径，使得测试时若容纳槽中有高压气体泄漏时，该高压气体能够顺利从运动孔中泄出。

进一步地，为了保证连接杆3在驱动件14地驱动下与测试箱6之间相对运动地可靠性，将测试箱6和驱动件14设置在同一个安装件上。如图1所示的优选实施例中，测试箱和驱动件14通过安装板15进行连接，将测试箱6和驱动件14分别固定安装在安装板15的两端，以防止连接杆3进行往复运动时，因连接杆3与高压动密封件11之间的摩擦，导致测试箱6与驱动件14之间发生相对移动，进而导致连接杆3一端在测试箱6内的运动位置发生变化。

进一步地，为了测量高压动密封件11的密封效果，在测试箱6开设有运动孔的位置设置有漏气测试组件12，可通过检测运动孔内气体的压力值，以判断是否有高压气体泄漏，确定高压动密封件11的密封能力。如图1所示的优选实施例中，漏气测试组件12设置在测试箱6开设运动孔所在位置的侧壁面上，其中部设置有通道，用于连接杆3安装时，连接杆3可穿过漏气测试组件12并进行相应的安装。

进一步地，对于优选实施例中的高压动密封测试装置而言，其测试方法优选包括如下步骤：

(1)将高压充气装置13、运动装置、高压动密封件11和漏气测试组件12装配安装在测试箱6上的对应位置；

优选实施例中的各装置的具体安装过程包括如下部分：

(1.1)将高压动密封件11放置在容纳槽中；

优选实施例中先在容纳槽中放置第二传力件10，再放置高压动密封件11，并在设置有多个高压动密封件11时，在多个高压动密封件11之间还设置有第二传力件10，优选实施例中为每两个高压动密封件11之间放置一个第二传力件10。

(1.2)将连接杆3的一端依次穿过运动孔和高压动密封件11，进入测试箱6内，并将连接杆3的另一端与驱动件14连接；

(1.3)将紧固件4安装在测试箱6内并拧紧，将盖板2安装在测试箱6开口处对该开口进行密封；

优选实施例中还设置有第一传力件9和弹性件8，将第一传力件9和弹性件8套设在连接杆3的一端，再安装紧固件4并拧紧。

(1.4)将管接头7与测试箱6密封连通，并将高压充气装置13与管接头7的连通。

(2)打开高压充气装置13的出气开关，向测试箱6内充入所需高压气体；

实际测试时，可以根据所需的测试环境要求，将高压充气装置13输出气体调整至所需压力值，并在测试时保持高压气体的持续稳定输出；当然，也可以将测试箱6充满一定压力值的高压气体后，关闭高压充气装置13的出气开关。

(3)通过漏气测试组件12检测静态高压下高压动密封件11的密封性能，确保高压动密封件11的静态密封性良好。

(4)打开运动装置，使连接杆3沿测试箱6持续做直线往复运动。

实际测量时，可以利用驱动件14驱动连接杆3做直线往复运动，同时，还可以根据检测需求，通过设置驱动件14的驱动频率调节连接杆3的往复运动频率。

(5)通过漏气测试组件12检测动态高压下高压动密封件11的密封性。

通过漏气测试组件12检测高压动密封件11对应密封处的气体泄漏情况，确定高压动密封件11在不同气压、不同直线运动频率条件下，高压动密封件11的密封性。同时，在实际测试时，还可根据不同测试时间下高压动密封件11密封效果的变化，确定高压动密封件11的密封寿命等指标。

优选实施例中，高压充气装置13为一直持续稳定的输出高压气体，测试完成后，先关闭高压充气装置13的出气开关，之后打开高压充气装置13的泄气开关；关闭驱动件14开关。

本发明中的高压动密封测试装置及其测试方法，其结构简单，装配方便，能够有效在高压、运动条件下实现对密封件的密封性的测试，其测试过程简单方便有效、测试速度快、可靠性高，可广泛应用于不同压力、不同直线运动条件下密封件的密封性测试以及寿命测试，具有较好的应用前景。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压动密封测试装置，其特征在于，包括测试箱、高压充气装置、运动装置和漏气测试组件；

所述测试箱为一侧开口的箱体结构，其内部形成有用于放置高压动密封件的容纳槽，并在其开口侧设置有用于将所述开口封闭的盖板；且所述箱体中可拆卸设置有紧固件，用于将所述高压动密封件压紧在所述容纳槽内；

所述高压充气装置与所述测试箱密封连通，用于向所述测试箱内充入高压气体；

所述运动装置包括连接杆和驱动件，并对应所述连接杆在所述测试箱上开设有连通所述容纳槽的运动孔，使得所述连接杆的一端依次穿过该运动孔和嵌设于所述容纳槽中的各高压动密封件后伸入所述测试箱内；所述驱动件与所述连接杆的另一端连接，用于驱动该连接杆进行直线往复运动；

所述漏气测试组件固定安装在所述测试箱开设有运动孔的位置，用于检测经由所述运动孔泄露的高压气体，以此判断所述高压动密封件的密封能力。

2.根据权利要求1所述的高压动密封测试装置，其特征在于，所述容纳槽内径小于所述箱体内径，使得在所述箱体内部形成T型空腔。

3.根据权利要求1所述的高压动密封测试装置，其特征在于，在所述紧固件和所述高压动密封件之间还设置有传力件。

4.根据权利要求3所述的高压动密封测试装置，其特征在于，在所述传力件和所述紧固件之间还设置有弹性件；

在所述传力件相对所述紧固件的一端设置有凹槽，并将所述弹性件一端嵌设在所述凹槽中。

5.根据权利要求4所述的高压动密封测试装置，其特征在于，在所述容纳槽中设置有多个高压动密封件，且所述多个高压动密封件之间还设置有传力件。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的高压动密封测试装置，其特征在于，还包括管接头，所述管接头为两端开口的套筒结构；

所述高压充气装置和所述测试箱通过所述管接头连通安装。

7.根据权利要求6所述的高压动密封测试装置，其特征在于，在所述管接头和所述测试箱之间设置有密封件，用于两者连接后的密封。

8.根据权利要求1～5、7中任一项所述的高压动密封测试装置，其特征在于，所述测试箱与所述驱动件固定设置在同一安装件上，以防止连接杆运动时所述测试箱与所述驱动件之间发生相对移动。

9.一种高压动密封测试方法，其利用权利要求1～8中任一项所述的高压动密封测试装置来实现，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将高压充气装置、运动装置、高压动密封件、紧固件和漏气测试组件装配在测试箱上的对应位置；

(2)打开高压充气装置的出气开关，向测试箱内充入高压气体；

(3)通过漏气测试组件检测静态高压下高压动密封件的密封性；

(4)打开运动装置，使连接杆沿测试箱持续做直线往复运动；

(5)通过漏气测试组件检测动态高压下高压动密封件的密封性。

10.根据权利要求9所述的高压动密封测试方法，其特征在于，步骤(1)中各装置的具体安装过程包括如下部分：

(1.1)将高压动密封件放置在容纳槽中；

(1.2)将连接杆的一端依次穿过运动孔和高压动密封件，进入测试箱空腔内，并将连接杆的另一端与驱动件连接；

(1.3)将紧固件安装在测试箱内并拧紧，将盖板安装在测试箱开口处对该开口进行密封；

(1.4)将管接头与测试箱密封连通，并将高压充气装置与管接头的连通。

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