CN209117275U - 一种快速超高温气体密封实验装置 - Google Patents
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Abstract
一种快速超高温气体密封实验装置,包括装置主体,装置主体内设置有密封腔体,装置主体上还设置供气机构、夹持机构、密封加热机构、冷却机构,夹持机构包括被夹持的法兰,法兰上有密封件,法兰通过螺栓与装置主体固定,夹持机构位于密封腔体内,密封加热机构包括外壳,外壳内设置石英灯、铜电极座、热电偶和控制电路,石英灯围绕被测密封件成周向分布,石英灯安装在铜电极座上,形成一个环向排列的加热阵形,石英灯的电极压接在铜电极座上,外壳的内壁上经过抛光处理。本实用新型具有以下有益效果:在段时间内加热到1200℃或者更高温度状态,应用于密封件的密封实验,结构巧妙,效率高,缩短实验周期。
Description
技术领域
本实用新型属于密封实验装置领域,具体涉及一种快速超高温气体密封实验装置。
背景技术
在常规的密封实验,国家已经制定了相关国标和行标,密封的测试方法多有泄漏空腔增压法、压降法、排水集气法、氦质谱检漏法,实验装置各个高校院所都有开发,现国家和国际上只有针对常温的密封实验装置,针对高温和超高温的密封实验装置暂时空白,并且高温实验中泄漏空腔增压法、压降法、排水集气法这些方法也都无法使用。
但是实际上,在热环境下或者交变温度的工况一直存在,如何分析密封件在高温情况下的失效情况,目前只有高温应力松弛的间接评价办法(GB/T12621管法兰用垫片应力松弛试验方法,测试在高温情况下,密封件表面应力的损失情况的办法),如果密封件在经过一次高温测试后表面应力损失严重,再结合此面压下的常温泄漏率,推算出密封件的泄漏状态。该方法有缺陷,假设材料具有热胀冷缩的性能,高温下才有密封效果,无法观察到高温实时状态下的密封性能。
现有的加热技术,电阻丝加热或者感应加热能够实现的温度大概在300~400度,前者速度慢后者速度快一些。如果要实现更高的温度要采取封闭实验仓一般可达到800~1000度,升温时间大约为2小时或者更久。现有技术对于密封试验无法加热到1200℃或者更高温度状态,无法短时间内的使被测件升温,需要消耗较长的加温时间,拉长试验周期。
发明内容
针对现有技术中的不足,本实用新型提供一种快速超高温气体密封实验装置,来解决现有的密封件密封实验无法达到超高温,无法观察到超高温实时状态下的密封性能。
本实用新型通过以下技术方案实现。
一种快速超高温气体密封实验装置,包括装置主体,所述的装置主体内设置有密封腔体,所述的装置主体上还设置供气机构、夹持机构、密封加热机构、冷却机构,所述的夹持机构包括被夹持的法兰,法兰上有密封件,所述的法兰设置于密封腔体内,所述的夹持机构位于密封腔体内,所述的密封加热机构包括外壳,所述的外壳内设置石英灯、铜电极座、热电偶和控制电路,所述的石英灯围绕被测密封件成周向分布,所述的石英灯安装在铜电极座上,形成一个环向排列的加热阵形,所述的石英灯的电极压接在铜电极座上,所述的外壳的内壁上经过抛光处理,所述的冷却机构包括外壳水冷机构、铜电极水冷机构,石英灯电极冷气机构。把石英灯应用于密封件实验中,并且利用外壳特殊的结构,进行反光处理,把石英灯的热源集中到密封件上。
作为优选,所述的密封腔体通过石英罩环绕围成,所述的石英灯位于石英罩的外侧。形成密封腔体。
作为优选,所述的供气机构包括气源、减压阀、压力表、截止阀、放空阀和管路,气源为氦气。
作为优选,所述的装置主体还连接测试系统,测试系统包括氦质谱仪,通过计算机和氦质谱仪相连。
作为优选,所述的外壳上开设视窗。
作为优选,所述的外壳水冷机构包括多个冷却水管,所述的冷却水管依次水平排列。
作为优选,所述的铜电极水冷机构包括进水口和出水口,所述的进水口和出水口和外壳冷却水管连接。
作为优选,所述的石英灯电极冷气机构,包括冷却气入口和冷却气出口,分别位于石英灯两端的电极上。通过快速流动的冷却气带走石英灯表面的热量,使石英玻璃表面的温度下降到软化温度以下,保证使用寿命,提高辐射能力,不采用水冷方式防止漏电。
与现有技术相比:在段时间内加热到1200℃或者更高温度状态,应用于密封件的密封实验,结构巧妙,效率高,缩短实验周期。
附图说明
图1为本实用新型的实施例1的结构示意图。
图2为本实用新型的实施例2的结构示意图。
具体实施方式
一种快速超高温气体密封实验装置,包括装置主体,所述的装置主体内设置有密封腔体,所述的装置主体上还设置供气机构、夹持机构、密封加热机构、冷却机构,所述的夹持机构包括被夹持的法兰7,法兰7上有密封件,所述的法兰7通过螺栓与装置主体固定,所述的夹持机构位于密封腔体内,所述的密封加热机构包括外壳11,所述的外壳11内设置石英灯10、铜电极座15、热电偶16和控制电路,所述的石英灯10围绕被测密封件成周向分布,所述的石英灯10安装在铜电极座15上,形成一个环向排列的加热阵形,所述的石英灯10的电极压接在铜电极座15上,所述的外壳11的内壁上经过抛光处理,所述的冷却机构包括外壳水冷机构、铜电极水冷机构,石英灯电极冷气机构,所述的密封腔体通过石英罩8环绕围成,所述的石英灯10位于石英罩8的外侧,所述的供气机构包括气源1、减压阀2、压力表4、截止阀3、放空阀5和管路,气源1为氦气,所述的装置主体还连接测试系统,测试系统包括氦质谱仪6,通过计算机和氦质谱仪6相连,所述的外壳11上开设视窗,所述的外壳水冷机构包括多个冷却水管12,所述的冷却水管12依次水平排列,所述的铜电极水冷机构包括进水口和出水口,所述的进水口和出水口和外壳冷却水管12连接,所述的石英灯电极冷气机构,包括冷却气入口14和冷却气出口13,分别位于石英灯两端的电极上。
给法兰7管道周围安装石英灯10,利用石英灯10辐射热量,并通过反射对法兰7进行定向加热,实现快速升温,在加热仓内通入环境介质来模拟实际情况,在法兰内通入氦气,通过氦质谱检漏法测得高温情况下的泄漏率。
外壳采用304不锈钢材质,内壁抛光处理达到反射光源的效果,外壳11的外壁密集排列冷却水管12,保证外壳11快速冷却,冷却水管通过冷水机循环。外壳开有一个视窗,用于观察被测件。
石英灯10围绕被测件成周向分布,石英灯10安装在铜电极座15上,形成一个环向排列的加热阵形,石英灯10的电极压接在铜电极座上,环状铜电极内部有贯通水冷通道,通过冷却水降低石英灯电极的温度,进水口和出水口和外壳冷却水管12连接。
每根石英灯10的一端电极处各有一个冷却气入口,另一端电极处各有一个冷却气出口,通过快速流动的冷却气带走石英灯表面的热量,使石英玻璃表面的温度下降到软化温度以下,保证使用寿命,提高辐射能力,不采用水冷方式以防止漏电。
石英灯10和密封腔有石英灯罩8隔离,防止冷却气带走被测件表面热量,同时隔绝了被测气氛和冷却气。
加热原理:石英灯10通电后向四周辐射红外光线,辐射到外壳内壁上,(补充内壁内的形状和结构),红外线被大量反射,集中到中心轴线上的被测件,可快速加热被测件,合理分布的热电偶可观察被测件温度分布状态。
实施例1:如图1所示,法兰7,法兰7上设置有密封件,所述的法兰7通过螺栓与装置主体固定,密封件是固定状态被加热的进行实验的。
实施例2:如图2所示,法兰7内穿设有转轴,法兰7上设置有密封件,法兰7是通过螺栓与转轴固定的,随着转轴一起转动,在步进电机17的作用下,开始旋转。
加热的控制系统:
a)设置加热温度和升温时间,控制器换算石英灯灯泡的加热功率;
b)温度传感器采集待测物的温度,反馈给控制器;
安全说明:
a)设计高温实验先确保佩戴好防护眼镜、头盔、耐温手套,安装视频监控;
b)升温测试前,先通冷却水、冷却气体;
c)实验温度达到1000℃以上,从壳体的视窗口会射出刺眼的白光,不可直视;
d)被测件内介质待升温到位后缓慢充入,防止气体快速膨胀。
本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式,本实用新型的保护范围以权利要求书为准,任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种快速超高温气体密封实验装置,包括装置主体,其特征在于,所述的装置主体内设置有密封腔体,所述的装置主体上还设置供气机构、夹持机构、密封加热机构、冷却机构,所述的夹持机构包括被夹持的法兰(7),法兰(7)上有密封件,所述的法兰(7)设置于密封腔体内,所述的夹持机构位于密封腔体内,所述的密封加热机构包括外壳(11),所述的外壳(11)内设置石英灯(10)、铜电极座(15)、热电偶(16)和控制电路,所述的石英灯(10)围绕被测密封件成周向分布,所述的石英灯(10)安装在铜电极座(15)上,形成一个环向排列的加热阵形,所述的石英灯(10)的电极压接在铜电极座(15)上,所述的外壳(11)的内壁上经过抛光处理,所述的冷却机构包括外壳水冷机构、铜电极水冷机构,石英灯电极冷气机构。
2.根据权利要求1所述的一种快速超高温气体密封实验装置,其特征在于,所述的密封腔体通过石英罩(8)环绕围成,所述的石英灯(10)位于石英罩(8)的外侧。
3.根据权利要求1所述的一种快速超高温气体密封实验装置,其特征在于,所述的供气机构包括气源(1)、减压阀(2)、压力表(4)、截止阀(3)、放空阀(5)和管路,气源(1)为氦气。
4.根据权利要求3所述的一种快速超高温气体密封实验装置,其特征在于,所述的装置主体还连接测试系统,测试系统包括氦质谱仪(6),通过计算机和氦质谱仪(6)相连。
5.根据权利要求1所述的一种快速超高温气体密封实验装置,其特征在于,所述的外壳(11)上开设视窗。
6.根据权利要求1所述的一种快速超高温气体密封实验装置,其特征在于,所述的外壳水冷机构包括多个冷却水管(12),所述的冷却水管(12)依次水平排列。
7.根据权利要求1所述的一种快速超高温气体密封实验装置,其特征在于,所述的铜电极水冷机构包括进水口和出水口,所述的进水口和出水口和外壳冷却水管(12)连接。
8.根据权利要求1所述的一种快速超高温气体密封实验装置,其特征在于,所述的石英灯电极冷气机构,包括冷却气入口(14)和冷却气出口(13),分别位于石英灯两端的电极上。
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CN201822101289.2U CN209117275U (zh) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 一种快速超高温气体密封实验装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109406064A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-01 | 宁波易天地信远密封技术有限公司 | 一种快速超高温气体密封实验装置 |
CN114636522A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-06-17 | 武汉工程大学 | 一种外加热超高温法兰密封性能检测系统 |
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- 2018-12-14 CN CN201822101289.2U patent/CN209117275U/zh active Active
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