一种高压往复密封性能测试系统及其测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高压往复密封性能测试系统及方法，包括缸体、活塞A、活塞B、活塞杆、控温装置、补气装置、漏气收集装置和驱动装置；通过控温装置控制缸体内部温度；活塞A和活塞B通过三段式活塞杆安装在缸体内；活塞杆与驱动装置相连，驱动装置驱动活塞杆、活塞A和活塞B在缸体内做往复运动；活塞A和活塞B结构相同，均为圆柱结构，在圆柱结构的圆柱面上开有一道以上密封圈可拆的密封槽，活塞A、活塞B和缸体形成三个腔体，中间腔体为密封加压空腔，两端腔体为密封非加压空腔；所述的补气装置通过管子与所述的密封加压空腔连通，所述漏气收集装置通过管子与密封非加压空腔连通。

A high pressure reciprocating seal performance test system and its test method

【技术实现步骤摘要】
一种高压往复密封性能测试系统及其测试方法
本专利技术涉及高压动密封及检测
，尤其涉及一种高压往复密封性能测试系统及其测试方法。
技术介绍
密封技术在现代工业中发挥着重要作用。随着化工、医药、农药等行业的市场竞争愈发激烈，企业追求产品品质和利润最大化的要求不断提升，使得容器的规格、压力、温度等工艺参数越来越高，特别是在超临界流体萃取、氧化反应、放热反应等领域，不仅需要高可靠性的静密封，也需要各种类型高可靠性的动密封，否则一旦在高压下发生泄漏将对人身安全、机械设备、企业、环境带来不可估量的损失。现有对密封圈密封性能的测试方法有很多，但尚无检测密封圈在高压环境尤其是含固体颗粒高压环境下往复动密封性能的测试装置。当密封圈工作环境为高压往复密封时，密封圈需要长时间稳定保持密封状态，所以当选择一种密封圈材料后，如何检测该种材料是否适用于高压往复密封的环境，以便对后续对密封圈材料的选择或改进，成为了本领域技术人员面临的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有密封测试系统存在的缺陷，提供了一种高压往复密封性能测试系统及其测试方法，通过该系统及方法可以完成密封圈在高压往复运动条件下的密封性能测试。本专利技术采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供了一种高压往复密封性能测试系统，包括缸体、活塞、活塞杆、控温装置、补气装置、漏气收集装置和驱动装置；所述的控温装置控制缸体内部温度；所述的活塞至少包括活塞A和活塞B；所述的活塞A和活塞B通过三段式活塞杆安装在缸体内，活塞A和活塞B与三段式活塞杆的两端段活塞杆的一端和中间段活塞杆的两端通过螺纹固定连接；两端段活塞杆之一的另一端与驱动装置相连，驱动装置驱动活塞杆、活塞A和活塞B在缸体内做往复运动；活塞A和活塞B结构相同，均为圆柱结构，在圆柱结构的圆柱面上开有一道以上密封圈可拆的密封槽，活塞A、活塞B和缸体形成三个腔体，中间腔体为密封加压空腔，两端腔体为密封非加压空腔；所述的补气装置通过管子与所述的密封加压空腔连通，所述漏气收集装置通过管子与密封非加压空腔连通。作为进一步的技术方案，所述的缸体由缸筒、缸盖、密封圈构成，缸筒为带底的圆筒，在缸筒上相应位置设有补充气体入口、泄漏气体出口，在缸筒底部和缸盖结合处设有密封圈，在缸筒底部和缸盖的轴心开有装配活塞杆的安装孔。作为进一步的技术方案，所述的补气装置包括一个气瓶，所述的气瓶通过管子与所述的补充气体入口相连。更进一步的，在所述的管子上安装有加气阀、排空阀和压力表。作为进一步的技术方案，所述的漏气收集装置由一个水槽和一个量筒构成，所述的量筒通过管子与所述的泄漏气体出口相连。作为进一步的技术方案，所述的活塞杆为三段式圆柱杆结构，分别是第一段活塞杆(即非曲柄端端段活塞杆)、第二段活塞杆(即中间段活塞杆)和第三段活塞杆(即曲柄端端段活塞杆)，其中第一段活塞杆、第三段活塞杆一端具有与活塞螺纹孔相匹配的螺纹段，第二段活塞杆的两端具有与活塞螺纹孔相匹配的螺纹段。更进一步的，所述的活塞A安装于第一段活塞杆和第二段活塞杆之间，活塞A的一端的螺纹孔旋在第一段活塞杆的螺纹段上并固定，活塞A的另一端的螺纹孔旋在第二段活塞杆的一端螺纹段上并固定；所述的活塞B安装于第二段活塞杆和第三段活塞杆之间，活塞B的一端的螺纹孔旋在第三段活塞杆上并固定，活塞B的另一端的螺纹孔旋在第二段活塞杆另一端螺纹段上并固定。作为进一步的技术方案，所述的控温装置包括控温水套、控温水箱，所述的缸体安装在控温水套内，控制水箱与控温水套形成一个水循环系统，进而控制缸体温度。更进一步的，所述的控温水套为可拆卸的不规则套筒，由水套、水套盖和水套连接法兰组成，在控温水套相应位置设有控温水入口、控温水出口、排水口和温度表。第二方面，基于上述高压往复密封性能测试系统，本专利技术还提供了一种测试方法，步骤如下：(1)确定被测密封件种类、数量及其他结构，安装好密封性能测试系统；(2)关闭排水阀，通过加热器将控温水箱加热至设定温度并保持恒定，打开泵；(3)关闭排空阀，打开加气阀，向缸体中间密封加压空腔内充气，待压力达到设定压力并稳定后关闭加气阀；(4)打开电机，通过曲柄连杆带动活塞杆和活塞做往复运动，在往复运动过程中，观察量筒内液位的变化，待示数稳定后记录当前量筒液位，与初始液位的差值即为当前密封条件下密封性能测试系统的泄漏量；(5)试验完毕后，关闭电机，关闭泵，关闭加热器，打开排空阀，排出缸体中间密封加压空腔内的气体，打开排水阀，排出控温水套中的水；(6)改变密封条件，重复测试方法(1)～(5)步。本专利技术的有益效果如下：利用补气装置向密封加压空腔中充气，形成一个高压密封空腔，通过活塞做往复运动，两个密封非加压空腔通过管子连接以保持等压，试验过程中从密封加压空腔中泄漏的气体通过管子进入漏气收集装置，测定结果准确可靠；由于结构简单，体积小，缸盖与缸筒通过螺纹连接，便于拆卸，活塞与密封圈组合多样化，可选择性较强，可测多种密封圈的密封性能；试验介质采用气体或者加有固体颗粒的气体，试验压力采用高压密封，通常与超临界流体的压力一致，由于试验装置重量轻，体积小，便于携带进行现场操作使用。附图说明图1为一种高压往复密封性能测试系统示意图；图2为图1中洁净状态时活塞及被测密封件的结构示意图；图3为图1中模拟工况时活塞及被测密封件的结构示意图。附图标记：1、气瓶，2、缸体，2-1、缸筒，2-2、可拆缸盖，2-3、密封圈，2-4、泄漏气体出口A，2-5、补充气体入口，2-6、泄漏气体出口B，3-A、活塞A，3-B、活塞B，4、活塞杆，4-1、第一段活塞杆，4-2、第二段活塞杆，4-3、第三段活塞杆，4-4、活塞杆密封圈，5、控温水套，5-1、控温水入口，5-2、控温水出口，5-3、排水口，5-4、水套盖，5-5、连接法兰，6、被测密封件，6-1、密封圈，6-2、挡粉圈，7、电机，8、曲柄，9、连杆，10、轴承，11、泵，12、控温水箱，12-1、控温水箱出口，12-2、控温水箱入口，13、加热器，14、水槽，15、量筒，16-A、支架A，16-B、支架B，K1、加气阀，K2、排空阀，K3、排水阀，P1、压力表，T1、温度表。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压往复密封性能测试系统，其特征在于，包括缸体、活塞、活塞杆、控温装置、补气装置、漏气收集装置和驱动装置；/n所述的活塞至少包括活塞A和活塞B；所述的控温装置控制缸体内部温度；所述的活塞A和活塞B通过活塞杆安装在缸体内，活塞A和活塞B在活塞杆上位置固定；活塞杆与驱动装置相连，驱动装置驱动活塞杆、活塞A和活塞B在缸体内做往复运动；/n活塞A和活塞B结构相同，均为圆柱结构，在圆柱结构的圆柱面上开有一道以上密封圈可拆的密封槽，活塞A、活塞B和缸体形成三个腔体，中间腔体为密封加压空腔，两端腔体为密封非加压空腔；所述的补气装置通过管子与所述的密封加压空腔连通，所述漏气收集装置通过管子与密封非加压空腔连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压往复密封性能测试系统，其特征在于，包括缸体、活塞、活塞杆、控温装置、补气装置、漏气收集装置和驱动装置；
所述的活塞至少包括活塞A和活塞B；所述的控温装置控制缸体内部温度；所述的活塞A和活塞B通过活塞杆安装在缸体内，活塞A和活塞B在活塞杆上位置固定；活塞杆与驱动装置相连，驱动装置驱动活塞杆、活塞A和活塞B在缸体内做往复运动；
活塞A和活塞B结构相同，均为圆柱结构，在圆柱结构的圆柱面上开有一道以上密封圈可拆的密封槽，活塞A、活塞B和缸体形成三个腔体，中间腔体为密封加压空腔，两端腔体为密封非加压空腔；所述的补气装置通过管子与所述的密封加压空腔连通，所述漏气收集装置通过管子与密封非加压空腔连通。


2.如权利要求1所述的高压往复密封性能测试系统，其特征在于，所述的缸体由缸筒、缸盖、密封圈构成，缸筒为带底的圆筒，在缸筒上相应位置设有补充气体入口、泄漏气体出口，在缸筒底部和缸盖结合处设有密封圈，在缸筒底部和缸盖的轴心开有装配活塞杆的安装孔。


3.如权利要求2所述的高压往复密封性能测试系统，其特征在于，所述的补气装置包括一个气瓶，所述的气瓶通过管子与所述的补充气体入口相连。


4.如权利要求3所述的高压往复密封性能测试系统，其特征在于，在所述的管子上安装有加气阀、排空阀和压力表。


5.如权利要求1所述的高压往复密封性能测试系统，其特征在于，所述的漏气收集装置由一个水槽和一个量筒构成，量筒通过管子与所述的泄漏气体出口相连。


6.如权利要求1所述的高压往复密封性能测试系统，其特征在于，所述的活塞杆为三段式圆柱杆结构，分别是第一段活塞杆、第二段活塞杆和第三段活塞杆，其中第一段活塞杆、第三段活塞杆一端具有与活塞螺纹孔相匹配的螺纹段，第二段活...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建章，王烨尘，李飞，王威强，
申请(专利权)人：青岛科技大学，山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37