CN215953319U - 一种用于胶料绝氧老化试验的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于材料老化性能试验技术领域，具体涉及一种用于胶料绝氧老化试验的试验装置，包括试验箱，试验箱上设有气路管道；抽真空装置，包括真空泵，真空泵与换向手阀连通，换向手阀依次连接开关阀和三通接口后与气路管道相连通；充气装置，包括气源和与气源相连通的氮封阀，氮封阀与换向手阀相连接，换向手阀依次连接开关阀和三通接口后与气路管道相连通；微正压监控装置，包括指示微正压的指示压力表，指示压力表安装在三通接口与气路管道之间，并与试验箱相连通。该试验装置通过控温试验箱抽真空，以氮气置换空气，氮封阀确保箱体内保持微正压，实现有压绝氧，测试样品在绝氧条件下的老化性能；该装置简单易操作，试验成本低。

Description

一种用于胶料绝氧老化试验的试验装置

技术领域

本实用新型属于材料老化性能试验技术领域，具体涉及一种用于胶料绝氧老化试验的试验装置。

背景技术

橡胶在热或氧的作用下化学结构遭到破坏，产生老化，热能够促进橡胶氧化，氧本身可促进橡胶降解，并且据文献报道，有氧和绝氧老化对不同硫化体系橡胶性能的影响不同。轮胎在使用过程中，胎体外层接触空气中的氧气，在大气环境下发生热氧自动催化老化；但轮胎由外向内，随着氧气渗透浓度递减，温度逐渐升高，这种差异将导致轮胎内外层老化情况的不同，外层相当于热空气老化，而内层一旦氧气消耗将得不到补充，老化形式更加接近于绝氧老化，从而使得轮胎内部外部性能出现较大差异。

基于老化机理以及轮胎实际老化过程，轮胎由外向内的不同部位应根据区分的不同的老化形式进行考察。其中，轮胎内部胶料除热氧老化性能评价外，应当增加近绝氧老化性能的考察，以更加贴近轮胎内外层实际老化形式，模拟其实际老化过程。目前没有厂家生产绝氧老化设备，有研究人员采用自封袋封装试样后抽真空，再将自封袋转入老化箱中的试验方法实现绝氧性能测试，但是该方法存在很大的缺陷。抽真空后的试验样品处于负压环境，防老剂等小分子物质可能会析出，影响样品绝氧老化的真实性能测试。目前，亟需一种可以用于测试胶料绝氧老化性能的实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决目前没有绝氧老化装置、现有技术通过抽真空进行绝氧性能测试、样品处于负压环境且防老剂等小分子物质析出影响样品真实性能的问题，提出了一种用于胶料绝氧老化试验的试验装置，该装置通过控温试验箱抽真空，以氮气置换空气，氮封阀确保箱体内保持微正压，氮气压力始终保持1标准大气压+1000Pa，实现有压绝氧，进而快速测试并判断橡胶材料在绝氧条件下的老化性能。

本实用新型的技术方案是：

一种用于胶料绝氧老化试验的试验装置，包括：

试验箱，所述试验箱上设有气路管道；

抽真空装置，包括真空泵，所述真空泵与换向手阀连通，所述换向手阀依次连接开关阀和三通接口后，再与所述气路管道相连通；

充气装置，包括气源和与气源相连通的氮封阀，所述氮封阀与换向手阀相连接，所述换向手阀依次连接开关阀和三通接口后，再与所述气路管道相连通；

微正压监控装置，包括指示微正压的指示压力表，所述指示压力表安装在所述三通接口与气路管道之间，并与所述试验箱相连通。

进一步的，所述试验箱内部设有试样架。

进一步的，所述气路管道一端固定安装在所述试验箱上并与箱体内部连通，另一端安装有气路管道外接口；所述试验箱上还安装有温控装置；所述温控装置包括电源开关和温控表。

进一步的，所述换向手阀上设有真空泵接口，所述真空泵与真空泵接口相连接；所述气路管道外接口与三通接口相连接；所述抽真空装置还包括真空压力表和第一气路开关，所述真空压力表和第一气路开关均安装在所述试验箱的箱体上。

进一步的，所述气源与氮封阀之间安装有压力调节阀和第二气路开关；所述氮封阀上设有气体入口和气体出口，所述换向手阀上设有气体接口，所述气源通过压力调节阀、第二气路开关与氮封阀的气体入口相连，所述氮封阀的气体出口与换向手阀的气体接口相连；所述气源为氮气、或与氮气性质相似的其他惰性气体。

进一步的，所述指示压力表通过三通接口和气路管道外接口与试验箱相连，并用于指示试验箱内部的微正压状态。

一种用于胶料绝氧老化试验的试验方法，采用上述试验装置，包括以下步骤：

(1)将气源与压力调节阀、第二气路开关以及氮封阀的气体入口相连，气体出口与换向手阀的气体接口相连；将真空泵与换向手阀的真空泵接口连接；然后将换向手阀依次与开关阀、三通接口、气路管道外接口以及第一气路开关相接；

(2)调节压力调节阀的出口压力，打开第二气路开关检查氮封阀压力表示值，试验过程中第二气路开关一直保持开的状态；

(3)将样品放置于试验箱内的试样架上，关闭试验箱；

(4)打开第一气路开关，将换向手阀设置为真空状态，打开真空泵，将试验箱内部抽真空；

(5)将换向手阀设置为氮气状态，25～35s后关闭真空泵，气源中的氮气依次通过压力调节阀、第二气路开关、氮封阀的气体入口、气体出口、换向手阀的气体接口、开关阀、三通接口、气路管道外接口进入试验箱内部，根据指示压力表示值控制充氮量；

(6)重复步骤(4)和(5)操作，共进行4～6次循环的抽真空和充氮气操作，置换试验箱内的空气，完成绝氧操作；

(7)绝氧状态完成后，断开真空泵与换向手阀的连接，打开电源开关，通过温控表调节所需的实验温度；并按照所需绝氧老化时间监控整个试验过程；

(8)试验结束，关闭压力调节阀、第二气路开关和电源开关，断开气源与氮封阀的连接；取出样品进行相关项目测试。

进一步的，所述步骤(2)中将压力调节阀的出口压力调至0.2MPa，打开第二气路开关检查氮封阀压力表示值小于0.2MPa；所述步骤(4)抽真空至真空压力表示值达到-0.09MPa以下，一次抽真空完成；所述步骤(5)中30s后关闭真空泵以防止真空泵倒吸；当指示压力表示值高于1大气压+1000Pa时，氮气阀自动切断供氮气路，一次充氮完成。

进一步的，采用的气源为纯度99.999％的氮气；所述样品为哑铃试样或粘合力试样，将样品挂置于试样架上，并将试样架放置于试验箱内部，拧紧试验箱锁紧扣。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型所提供的用于胶料绝氧老化试验的试验装置，为一控温试验箱抽真空、氮气置换空气、有压绝氧老化测试装置，氮封阀持续充氮气置换箱体内空气，确保样品检测全过程中箱体内氮气微正压，实现有压绝氧老化测试，保证快速准确的测试橡胶的绝氧老化性能。

(2)该试验装置解决了目前没有厂家生产绝氧老化设备，无法开展绝氧老化性能测试的问题，基于该试验装置建立的有压绝氧老化试验方法，与目前研究人员用自封袋装试样后抽真空装入老化箱进行绝氧性能测试的方法相比，解决了抽真空后样品处于负压环境，防老剂等小分子物质可能会析出，影响样品性能测试的弊端。

(3)本实用新型通过抽真空装置将箱体内抽真空，直至真空度达到-0.09MPa以下，通过充氮装置将纯度99.999％的氮气充入试验箱，进行抽真空、充氮气多次循环实现氮气置换空气，通过微正压指示装置监控试验箱内氮气微正压状态；该试验装置简单易操作，采用氮气取代空气实现有压绝氧老化的试验成本较低，也可以通过其他惰性气体置换空气，在保证成本的前提下实现有压绝氧老化，建立的有压绝氧老化试验方法绝氧状态全程可控。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于胶料绝氧老化试验的试验装置的结构示意图；

上图中，1、试验箱；2、电源开关；3、温控表；4、真空压力表；5、第一气路开关；6、气路管道外接口；7、指示压力表；8、三通接口；9、开关阀；10、换向手阀；11、真空泵接口；12、真空泵；13、气体接口；14、氮封阀；15、气体出口；16、气体入口；17、第二气路开关；18、压力调节阀；19、气源；20、试样架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了进一步理解本实用新型，将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型涉及一种用于胶料绝氧老化试验的试验装置，是一种用于实验室内评价胶料绝氧老化性能的装置，该试验装置包括：

试验箱1，试验箱1的一侧箱体上设有与试验箱1内部相连通的气路管道，试验箱1内部设有用于放置试样的试样架20；

抽真空装置，包括真空压力表4、第一气路开关5、气路管道外接口6、三通接口8、开关阀9、换向手阀10和真空泵12；真空泵12与换向手阀10的真空泵接口11连接，换向手阀10依次与开关阀9、三通接口8、气路管道外接口6连接，第一气路开关5和试验箱1连接；

充气装置，包括气源19、压力调节阀18、第二气路开关17、氮封阀14、换向手阀10、开关阀9、三通接口8、气路管道外接口6、第一气路开关5；气源19通过外接的压力调节阀18、第二气路开关17与氮封阀14的气体入口16相连，氮气通过氮封阀14的气体出口15与换向手阀10的气体接口13相连，换向手阀10依次与开关阀9、三通接口8、气路管道外接口6连接，最后与试验箱1相连；

试验装置还包括微正压监控装置，微正压监控装置包括试验箱1、气路管道外接口6、三通接口8以及指示微正压的指示压力表7构成一个系统，指示压力表7通过三通接口8、气路管道外接口6与试验箱1相连。

上述试验装置，通过抽真空装置将试验箱1内部抽真空，直至真空度达到-0.09MPa以下，通过充气装置将纯度99.999％的氮气及性质类似惰性气体充入试验箱1，重复进行抽真空、充氮气多次循环实现氮气置换箱内空气，氮封阀14确保箱内保持微正压，指示压力表7检测并监控试验箱1内保持微正压的状态，氮气压力始终保持1标准大气压+1000Pa，实现有压绝氧，从而实现在该试验装置内进行样品的绝氧老化性能测试。

可以理解的是，气路管道一端固定安装在试验箱1上并与箱体内部连通，另一端安装有气路管道外接口6，气路管道外接口6与三通接口8相连接；试验箱1上还安装有温控装置；温控装置包括开启加热的电源开关2和用于监控和调节试验箱1内部温度的温控表3。电源开关2、温控表3、真空压力表4以及第一气路开关5均设置在试验箱1箱体的前面板上。

在本具体实施例中，本实用新型采用的气源19为氮气，采用氮气置换取代空气实现有压绝氧老化，本领域技术人员也可以通过采用其他惰性气体置换空气，在保证成本的前提下实现有压绝氧老化。

上述试验装置包括两路气路连接，试验箱1外接气路分为氮气和真空两路。

一种用于胶料绝氧老化试验的试验装置的使用方法，即该试验装置在用于胶料绝氧老化试验时的试验方法，包括以下步骤：

(1)氮气气路的连接：气源19依次连通压力调节阀18、第二气路开关17后与氮封阀14的气体入口16相连，气源19中的氮气通过氮封阀14的气体出口15与换向手阀10的气体接口13相连；换向手阀10依次与开关阀9、三通接口8、气路管道外接口6连接，进而与试验箱1相连通；

(2)真空气路的连接：真空泵12与换向手阀10的真空泵接口11连接，换向手阀10依次与开关阀9、三通接口8、气路管道外接口6、第一气路开关5连接，进而与试验箱1相连；

(3)将实验室氮气管路外接的压力调节阀18出口压力调至0.2MPa，打开第二气路开关17检查氮封阀14压力表示值小于0.2MPa，试验过程中第二气路开关17一直保持开的状态；

(4)将哑铃试样或粘合力试样挂置于试样架20上，并将试样架20放置于试验箱1内部，拧紧试验箱1锁紧扣；

(5)保证试验箱1前面板的第一气路开关5始终处于【开】的位置；将试验箱1侧面的换向手阀10置于【真空】位，打开真空泵12，将试验箱1内部抽真空，直至真空压力表4示值达到-0.09MPa以下，一次抽真空完成；

(6)将试验箱1侧面的换向手阀10置于【N₂】位，30s后关闭真空泵12开关，防止真空泵12倒吸，纯度为99.999％的氮气由气源19出发，通过压力调节阀18、第二气路开关17、氮封阀14的气体入口16、氮封阀14的气体出口15、换向手阀10的气体接口13、开关阀9、三通接口8、气路管道外接口6充入试验箱1内部；当指示微正压的指示压力表7示值高于1大气压+1000Pa时，氮封阀14自动切断供氮气路，一次充氮完成；

(7)重复步骤(5)抽真空操作和步骤(6)充氮气操作，共进行5次循环，置换箱内的空气，完成绝氧状态设置；然后将真空泵12与换向手阀10的真空泵接口11连接的气管断开整理好放置试验箱1一侧，将安装在试验箱1前面板上的用于加热的电源开关2打开，用温控表3调节所需的实验温度；正式开始绝氧老化实验，并按所需绝氧老化时间监控整个试验过程；

(8)实验结束后，关闭实验室氮气管路的压力调节阀18，关闭试验箱1外接第二气路开关17，关闭实验箱前面板的电源开关2，将与氮封阀14的气体入口16相连的气管断开整理气管放置氮封阀14一侧；打开试验箱1箱门，戴隔热手套取出试样架20，取下样品放样品室调节后进行相关项目测试。

上述说明仅为本实用新型的优选实施例，并非是对本实用新型的限制，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改型等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于胶料绝氧老化试验的试验装置，其特征在于，包括：

试验箱，所述试验箱上设有气路管道；

抽真空装置，包括真空泵，所述真空泵与换向手阀连通，所述换向手阀依次连接开关阀和三通接口后与所述气路管道相连通；

充气装置，包括气源和与气源相连通的氮封阀，所述氮封阀与换向手阀相连接，所述换向手阀依次连接开关阀和三通接口后与所述气路管道相连通；

微正压监控装置，包括指示微正压的指示压力表，所述指示压力表安装在所述三通接口与气路管道之间，并与所述试验箱相连通。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述试验箱内部设有试样架。

3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述气路管道一端固定安装在所述试验箱上并与箱体内部连通，另一端安装有气路管道外接口；所述试验箱上还安装有温控装置；所述温控装置包括电源开关和温控表。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述换向手阀上设有真空泵接口，所述真空泵与真空泵接口相连接；所述气路管道外接口与三通接口相连接；所述抽真空装置还包括真空压力表和第一气路开关，所述真空压力表和第一气路开关均安装在所述试验箱的箱体上。

5.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述气源与氮封阀之间安装有压力调节阀和第二气路开关；所述氮封阀上设有气体入口和气体出口，所述换向手阀上设有气体接口，所述气源通过压力调节阀、第二气路开关与氮封阀的气体入口相连，所述氮封阀的气体出口与换向手阀的气体接口相连；所述气源为氮气、或与氮气性质相似的其他惰性气体。

6.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述指示压力表通过三通接口和气路管道外接口与试验箱相连，并用于指示试验箱内部的微正压状态。

Images