一种多功能多试件密封垫片寿命评价试验装置，包括垫片加载与载荷测量系统（５６）与介质给定系统（５１），其特征是所述介质给定系统（５１）的给气端与介质密封系统（５３）的进气端连接，介质密封系统（５３）位于温度控制与测量系统（５４）的内部，冷却隔热系统（５７）置于介质密封系统（５３）上方，泄漏率测量系统（５５）位于温度控制与测量系统（５４）的一侧；介质密封系统（５３）、温度控制与测量系统（５４）与冷却隔热系统（５７）均通过垫片加载与载荷测量系统（５６）的受力螺栓（１４）连接；数据采集与控制系统（５２）分别与介质给定系统（５１）、介质密封系统（５３）、温度控制与测量系统（５４）、泄漏率测量系统（５５）和冷却隔热系统（５７）之间电气连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及密封
，尤其是一种采用新结构和高精度传感器测量垫 片密封性能参数，进行加速寿命试验，并能准确预测其寿命的多功能多试件密 封垫片寿命评价试验装置。
技术介绍
螺栓法兰垫片密封广泛应用于过程工业的设备和管道连接中，垫片是影响 连接密封性能的关键元件。流体的密封是通过法兰和垫片间的相互紧密接触， 依靠垫片的弹塑性变形，减小或堵塞泄漏通道，以增加流动阻力来实现的。尽管已出现不少垫片密封寿命的评价方法，但是这些方法主要集中在力学 理论推导和试件数量很少的试验研究基础上，尚未有与工程实际相吻合的以泄 漏率指标为评判依据，针对垫片密封寿命的随机性建立基于较多试验数据的概 率统计模型以及相应的试验方法和装置。密封垫片通常可分为金属、非金属垫片以及金属一非金属组合式垫片。由 非金属材料制成的垫片以其价格便宜、制造方便、性能越来越好等优点占据着 静密封领域的半壁江山。但是很多非金属材料容易老化，材料力学性能降低直 接会导致密封失效，因此对非金属垫片以及金属一非金属组合式垫片进行寿命 预测，及早采取有效的预防措施，可避免恶性事故的发生，具有重要的工程意义。综上所述，垫片密封的寿命试验研究十分重要。研制功能完善、测试精度 高、试验成本低廉的寿命试验评价装置具有深远意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有垫片密封试验装置功能分散，试件数量少等缺 点，提出一种采用新结构和高精度传感器测量垫片密封性能参数，进行加速寿 命试验，并能准确预测其寿命的多功能多试件密封垫片寿命评价试验装置。 本专利技术的技术方案是一种多功能多试件密封垫片寿命评价试验装置，包括垫片加载与载荷测量系统56与介质给定系统51，其特征是所述介质给定系统51的给气端与介质密 封系统53的进气端连接，介质密封系统5.3位于温度控制与测量系统54的内 部，冷却隔热系统57置于介质密封系统53上方，泄漏率测量系统55位于温 度控制与测量系统54的一侧；介质密封系统53、温度控制与测量系统54与冷 却隔热系统57均通过垫片加载与载荷测量系统56的受力螺栓14连接；数据 采集与控制系统52分别与介质给定系统51、介质密封系统53、温度控制与测 量系统54、泄漏率测量系统55和冷却隔热系统57之间电气连接。所述垫片加载与载荷测量系统56包括加载螺母1、底座7、紧固螺母8、 受力螺栓14、受力环15、拉压传感器17和加力杆19，受力螺栓14依次自下 而上连接紧固螺母8、底座7、受力环15、拉压传感器17和加载螺母1，拉压 传感器17的信号输出端连接数据采集与控制系统52的垫片载荷采集端，加载 螺母l上设有若干孔， 一个或多个孔内设有加力杆19。所述加载螺母1与拉压传感器17之间设有推力球轴承18;受力环15与介质密封系统53之间设有填料密封4，底座7上设有底板隔热座9。所述介质给定系统51包括高压气罐压力传感器20、定值器21、稳压罐压 力传感器22、稳压罐阀门23、密封腔阀门24、给气阀门25、密封腔26、稳压 罐27和高压气罐28，高压气罐28的出气口分别连通连接高压气罐压力传感器 20和定值器21的一端，定值器21的另一端分别连通连接稳压罐压力传感器 22、稳压罐27的进气口以及稳压罐阀门23，稳压罐阀门23的另一端连通连接 密封腔阀门24与给气阀门25，给气阀门25连接介质给定系统51的给气端； 密封腔阀门24的另一端连通连接密封腔26，高压气罐压力传感器20与稳压罐 压力传感器22的信号输出端分别连接数据采集与控制系统52的高压气罐压力采集端和稳压罐压力采集端。所述介质密封系统53包括若干个密封段11、定位套筒13、压盖螺栓29、 填料压盖30、填料31、填料函32，定位套筒13上自上而下依次连接有填料压 盖30、填料31、填料函32和若干个密封段11，填料压盖30上设有压盖螺栓 29，压盖螺栓29与填料函32螺纹连接。所述密封段11包括密封腔26、连接垫片33、上法兰34、试验垫片35: 若干个密封段11依次串联连接，其中至少一个密封段U的下法兰36上设有 介质进气管10，介质进气管10的进气口为介质密封系统53的进气端，至少一 个密封段11的下法兰36上设有介质出气管6，介质出气管6的出气口为介质 密封系统53的出气端；定位套筒13底部设有圆环形突起，圆环形突起与至少 一个下法兰36连接；上法兰34上设有凸台，下法兰36上设有凹台， 一个或 多个下法兰36的凹台上设有介质出气管连接口。所述泄漏率测量系统55包括外压垫片37、测漏腔38、内压垫片39、内压 环40、沉头螺栓41、密封皮42、外压环43、温度传感器44和微压传感器45， 外压垫片37与内压垫片39上设有密封皮42，外压垫片37、内压垫片39与密 封皮42之间的空腔构成测漏腔38;介质密封系统53的出气端设有温度传感器 44和微压传感器45，温度传感器44和微压传感器45的温度信号输出端和微 压信号输出端分别连接数据采集与控制系统52的测漏腔温度采集端与测漏腔 微压采集端。所述温度控制与测量系统54包括热电偶5、电炉12、试验腔46、温度控 制仪47，电炉12为对开式，其内设有试验腔46，试验腔46内设有热电偶5， 热电偶5的信号输出端连接温度控制仪47的信号输入端，温度控制仪47的信 号输出端连接数据采集与控制系统52的环境温度采集端。所述冷却隔热系统57包括通风定距环2、冷却水槽3、受力环隔热板16、 风机48、垫块49和溢流管50，受力环隔热板16位于介质密封系统53上方， 受力环隔热板16上方设有冷却水槽3，冷却水槽3内设有垫块49，冷却水槽3 壁上设有溢流管50;通风定距环2上设有通孔，通风定距环2的通孔旁设有风 机48。所述数据采集与控制系统52包括放大器、A/D转换器、接口设备和存储 器，数据采集与控制系统52的采集控制信号端与计算机58的采集控制信号端 连接。本专利技术的有益效果是本专利技术成功设计了垫片加载与载荷测量系统、介质给定系统、介质密封系 统、泄漏率测量系统、加热与温度控制系统、冷却隔热系统、数据采集系统，实现了垫片试验的多试件的测量与控制。它具有如下优点(1) 多功能。本装置能够对不同工况(温度、载荷、介质压力)下以泄 漏率、蠕变松弛率、压縮回弹率等多种失效指标为评判标准的密封垫片进行寿 命评价，能够同时满足工程测试和理论研究的需要。(2) 多试件测量。以泄漏率为指标时，本装置能够同时对6个垫片进行 常温或高温下的寿命评价试验；以压縮回弹率或蠕变松弛率为指标时，本装置 能够同时对12个垫片进行的寿命评价试验。(3) 高参数。试验温度可达600'C，试验压力可达15MPa。(4) 与工程接近。采用与工程中螺栓法兰连接等效的方式安装试件，试 验过程和结果接近工程实际。(5) 基于泄漏的寿命评价。以指标泄漏率为评判准则评价密封垫片的寿 命，测试方便，评价有效，符合工程要求。-(6) 试验省时、预测准确。采用加速的方式同时对多试件进行寿命试验， 大大縮短了试验时间，不到普通寿命试验时间的10%。采用概率统计的方法实 现对试件的寿命预测，符合实际，准确可靠，能够避免少量试件试验造成的误 差。(7) 试验机整体结构紧凑，占地面积小。零件的结构简单，加工方便， 造价低廉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多功能多试件密封垫片寿命评价试验装置，包括垫片加载与载荷测量系统（５６）与介质给定系统（５１），其特征是所述介质给定系统（５１）的给气端与介质密封系统（５３）的进气端连接，介质密封系统（５３）位于温度控制与测量系统（５４）的内部，冷却隔热系统（５７）置于介质密封系统（５３）上方，泄漏率测量系统（５５）位于温度控制与测量系统（５４）的一侧；介质密封系统（５３）、温度控制与测量系统（５４）与冷却隔热系统（５７）均通过垫片加载与载荷测量系统（５６）的受力螺栓（１４）连接；数据采集与控制系统（５２）分别与介质给定系统（５１）、介质密封系统（５３）、温度控制与测量系统（５４）、泄漏率测量系统（５５）和冷却隔热系统（５７）之间电气连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：顾伯勤，孙振国，李玉艳，陈晔，邵春雷，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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