本发明专利技术所述密封组件适用于管式和片式样品，由夹具(1)和夹具(2)构成，其中夹具(1)单独用于管式样品的密封，而夹具(1)和(2)组合后用于片式样品。密封操作过程中，完全避免了对样品的扭力和剪切力。无论是管式还是片式样品，该密封组件都对样品尺寸有很强的适应性，减少了对密封组件的数量需求。密封组件的活动夹板上没有管线连接，进出料口位于整个测试组件的侧面或背面，既方便操作又节省了空间。针对高压测试，本发明专利技术所述密封组件无需对夹具过度施加压力就能达到好的密封效果，提高了密封操作安全性。该密封组件设计紧凑，在进行气体和液体测试时，可以很容易地将气体和液体导出，避免对操作人员和环境的损害。
A dual-purpose sealing component and its operation method
【技术实现步骤摘要】
一种两用型密封组件及操作方法
本专利技术涉及管式和片式材料的密封领域，特别涉及气体或液体透过性检测时所需的快捷密封组件及操作方法。
技术介绍
膜分离已成为解决能源、资源、环境问题的重要手段，其核心是高性能的膜材料，如高分子膜、陶瓷膜、金属膜、分子筛膜等，它们又可分为微滤、超滤、纳滤、反渗透等类型。在工业应用过程中，需要将膜材料密封并形成膜组件以方便膜的安装。对于软性膜材料，通常使用粘接剂将膜材料密封并固定于刚性材料上，然后安装于膜壳内。对于陶瓷类刚性但易脆裂的膜材料，通常通过软性密封材料密封并安装于膜壳内。对于金属膜材料而言，由于金属的可焊接性，其密封和安装更加容易。膜材料的科研开发与生产质量控制都需要进行各种性能测试，国内外都制定了许多测试标准，规定了一系列性能指标(例如：气通量、液通量、纯水通量、截留率、截留分子量、最大孔径、平均孔径、气密性、完整性、强度、稳定性)的检测方法，这些测试都需要合适的测试组件，能够对膜材料进行密封、提供测试介质流道，并与仪器设备相适配。测试组件的设计必须针对膜材料样品，其尺寸往往大小不一，而在实验室分析时则小样品居多。在测试过程中，膜组件一般都需要重复使用，满足样品的频繁拆、装操作，样品密封安装后能够尽快投入测试，提高测试效率。在工业应用过程中，膜壳本身就能够实现膜材料的安装和检测，各种工业膜壳的设计专利与文献报道很多，在此不一一赘述。工业过滤与分离器的膜面积往往比较大，为降低膜壳成本以及生产和维修的方便，膜壳和膜材料尺寸都会尽量标准化，特定的膜壳与特定的膜材料规格相匹配，膜材料也不可能频繁地从膜壳内拆卸和安装，甚至在一些情况下，膜壳和膜材料都属一次性使用。因此，工业膜壳和膜材料测试组件的设计思路有根本的不同。虽然市面上膜材料各有不同，但是大部分都是管式和片式形状，因此本专利所述密封组件主要针对这两种类型的膜样品。本专利专利技术人黄彦在2006年发表的论文[Y.Huang，R.Dittmeyer.Preparationandcharacterizationofcompositepalladiummembranesonsinter-metalsupportswithaceramicbarrieragainstintermetallicdiffusion.J.Membr.Sci.，2006，282(1-2)：296-310.]中报道了一种管式膜样品测试组件，它由上、下两块夹板和两根带有螺丝的立柱构成，密封时可以通过立柱上的螺丝将样品两端压紧。该组件操作起来耗时费力，组件容易产生扭曲。我们2016年申请的专利[杨佳辉，黄彦.管式膜测试组件.ZL201620026105.9.]公开了一种设计更好的管式膜测试组件，它由夹板、导杆、螺杆、密封垫组成，通过导杆避免了测试组件的扭曲，同时利用螺杆拖动夹板，方便了样品的装卸。但是，该组件仅适用于管式样品，性能仍需进一步提高。市面上现有片式样品的测试组件往往存在操作麻烦、样品容易损坏、密封效果难以保证等问题，尤其是在高压测试时问题突出。片式样品一般采用法兰方式进行边缘压紧(通过螺丝或卡箍施加压力)，存在操作不便、易泄露等问题。也有人把测试组件设计成螺帽-螺栓式，通过旋转“螺帽”或“螺栓”的方式来压紧样品，从而实现样品的密封；虽然这样设计简单、操作也更简便，但是密封过程中产生的扭力或剪切力容易将样品碾皱、碾破。另外，已报道的测试组件对样品尺寸的适应灵活性往往较差，甚至一个测试组件仅能适用于一种尺寸的样品，那么在测试多种尺寸的样品时就需要加工多个测试组件，增加了测试成本。因此，人们迫切需要一种对管式和片式样品都适用，而且对样品尺寸有灵活适应性的更紧凑、简便、可靠的测试组件，该种组件尚未有报道。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术设计开发了一种两用型密封组件及其操作方法，既适用于管式也适用于片式样品，该组件小巧、轻便、密封可靠性好、操作方便。本专利技术通过以下技术方案实现：如图1所示的一种两用型密封组件，主要用于测试管式和片式样品的透气、透液性能，例如渗透率、完整性、孔径分布、气密性、耐压强度、稳定性等。该密封组件由夹具(1)和夹具(2)构成。其中夹具(1)单独用于管式样品测试，夹具(1)和(2)组合后用于片式样品测试。如图2所示，夹具(1)主要包括底座(101)、立柱(102)、活动夹板(103)、顶梁(104)、丝杠螺母(110)、丝杠(105)、下密封垫(106)和上密封垫(108)。底座(101)顶面和活动夹板(103)的底面都有定位凹槽，凹槽内分别放置上密封垫(108)和下密封垫(106)。底座(101)、顶梁(104)与立柱(102)固定在一起，活动夹板(103)位于底座(101)和顶梁(104)之间，可沿立柱(102)滑动但始终平行于底座(101)和顶梁(104)。立柱(102)数量为2-4支，穿过活动夹板(103)上的滑动导轨孔，活动夹板(103)的倾斜度控制在1°以内。顶梁(104)中心含有丝杠螺母(110)，丝杠(105)垂直穿过丝杠螺母(110)并与活动夹板(103)顶面中心位置的锁定器(109)连接。锁定器(109)内含有轴承，不仅使丝杠(105)与活动夹板(103)牢固连接，同时丝杠(105)可以转动自如。丝杠(105)并不穿透活动夹板(103)，以免影响后者底面的平整性。丝杠(105)末端有转动手柄，转动丝杠(105)时就可以带动活动夹板(103)的升降。用普通螺杆、螺母代替丝杠也可以实现同样功能，但是丝杠效果更好。丝杠一般有梯形、矩形、滚珠型等，均可用于本专利。底座(101)、顶梁(104)和活动夹板(103)的投影形状相同，优选矩形、方形和圆形。底座(101)厚度为5-40mm，从其一个侧面向中心位置水平打孔，并从顶面中心向下开孔，直到两孔相通。孔径为3-25mm，具体孔径大小取决于气体或液体的流速。底座(101)的侧面孔为气体或液体入口，孔口设有管路连接卡套，从而可以从底座(101)通气体或液体。当测试压力低于1MPa时，可选择塑料管线与塑料快速接头，否则应采用金属管线或耐高压型软管连接。底座(101)的顶面与活动夹板(103)的底面都有密封垫，其中上密封垫(108)不开孔，下密封垫(106)中部开孔，孔径不小于底座(101)表面孔，从而保持底座(101)管路畅通。如图3所示，夹具(2)包括样品池(201)、下密封垫(202)、片式样品(203)、多孔金属支撑片(204)、上密封垫(205)和封盖(206)。样品池底的中心位置有孔，孔径5-30mm，当夹具(2)与夹具(1)组合在一起时，该孔与夹具(1)底座(101)的顶面孔相通。下密封垫(202)和上密封垫(205)相同，二者均中心开孔，孔径不小于样品池底的开孔孔径，通过改变密封垫的孔径就可以很容易地控制样品测试面积。另外，密封垫(202、205)的开孔可以是圆形、方形、三角形或其他形状(如图4所示)，从而通过密封垫(202、205)的开孔大小和形状来控制样品的测试区域。多孔金属支撑片可以为易变形或非刚性的样品提供机械支本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种两用型密封组件，由夹具(1)和夹具(2)构成，其中夹具(1)单独用于管式样品的密封，夹具(1)和(2)组合后用于片式样品的密封。/n
【技术特征摘要】
1.一种两用型密封组件，由夹具(1)和夹具(2)构成，其中夹具(1)单独用于管式样品的密封，夹具(1)和(2)组合后用于片式样品的密封。
2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，夹具(1)主要包括底座(101)、立柱(102)、活动夹板(103)、顶梁(104)、丝杠(105)、下密封垫(106)和上密封垫(108)，底座(101)顶面和活动夹板(103)的底面都设有定位凹槽，凹槽内分别放置上密封垫(106)和下密封垫(108)；底座(101)、顶梁(104)与立柱(102)相互固定，活动夹板(103)位于底座(101)和顶梁(104)之间，可沿立柱(102)滑动但始终平行于底座(101)和顶梁(104)，倾斜度控制在1°以内；立柱(102)为2-4支，穿过活动夹板(103)上的滑动导轨孔；顶梁(104)中心含有丝杠螺母(110)，丝杠(105)垂直穿过丝杠螺母(110)并与活动夹板(103)顶面中心位置的锁定器(109)连接；锁定器(109)内含有轴承，使丝杠(105)与活动夹板(103)牢固连接，同时丝杠(105)转动自如，丝杠(105)并不穿透活动夹板(103)；丝杠(105)末端有转动手柄，转动丝杠(105)可以带动活动夹板(103)的升降；底座(101)厚度为5-40mm，侧面有孔通向顶面中心，孔径为3-25mm，为气体或液体入口；底座(101)的顶面与活动夹板(103)的底面凹槽内都有密封垫，其中上密封垫(108)不开孔，下密封垫(106)中部开孔，孔径不小于底座(101)顶面孔。
3.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，夹具(2)主要包括样品池(201)、下密封垫(202)、片式样品(203)、多孔金属支撑片(204)、上密封垫(205)和封盖(206)；样品池(201)底的中心位置有孔，孔径5-40mm，当夹具(2)与夹具(1)组合在一起时，该孔与夹具(1)底座(101)顶面孔相通。下密封垫(202)和上密封垫(205)相同，二者均中心开孔，孔径不小于样品池(201)底孔径；封盖(206)由柱塞和柱帽构成，柱塞底面有孔通向柱帽侧面，孔径与样品池(201)底相等；柱帽侧面孔为气体或液体出口，在孔口设置管路连接卡套可以将气体或液体导出。
4.根据权利要求2所述的夹具(1)，其特征在于，当测试压力低于1MPa时，底座(101)侧面的气体或液体入口可配快速接头与塑料管线，否则应采用金属管线或耐高压型软管连接。
5.根据权利要求3所述的夹具(2)，其特征在于，通过密封垫(202和205)中心的开孔控制样品测试区域，开孔可以是圆形、方形、三角形或其他形状。
6.根据权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄彦，高鹏林，
申请(专利权)人：南京工业大学，南京高谦功能材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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