一种平面密封性能测试装置

摘要

本发明涉及一种平面密封性能测试装置，包括一端开口的底座(2)和封闭该底座(2)开口端的上盖(1)；还包括所述底座(2)开口端与上盖(1)的接触面上设置的用于纳置环形密封件(3)的环形密封槽(5)；所述上盖(1)外沿和所述密封槽(5)外侧分别设有多个一一对应的用于安装螺栓(4)的通孔(9)。通过分别测量不同数量的安装螺栓(4)和不同材质环形密封件(3)的装置气密性，即可获知其平面密封性能。本发明提供的测试装置，结构简单、操作方便，且可有效测试平面密封装置的密封性能，并可采集一系列对于平面密封设计有价值的数据，为提高密封设计准确性提供依据。

权利要求

1.一种平面密封性能测试装置，其特征在于，所述测试装置包括一端开口的底座(2)和封闭该底座(2)开口端的上盖(1)，所述底座(2)为筒形件，所述底座(2)中部形成浅槽(6)，所述上盖(1)为透明件；所述底座(2)开口端与上盖(1)的接触面上设置的用于纳置环形密封件(3)的环形密封槽(5)；所述上盖(1)外沿和所述密封槽(5)外侧分别设有多个一一对应的用于安装螺栓(4)的通孔(9)，所述底座(2)与上盖(1)之间一一对应的通孔(9)处装有螺栓(4)，所述螺栓(4)上套设有多个刚性垫片(8)，所述多个刚性垫片(8)位于底座(2)和上盖(1)之间。

2.据权利要求1所述平面密封性能测试装置，其特征在于，所述环形密封槽(5)设置在底座(2)开口端端面上。

3.根据权利要求1所述平面密封性能测试装置，其特征在于，所述环形密封件(3)为弹性元件，所述环形密封件(3)高度大于密封槽(5)的深度，所述环形密封件(3)宽度略小于所述密封槽(5)的宽度。

4.一种平面密封性能测试装置，用于测试环形密封件(3)的轴向平面密封性能，其特征在于，所述测试装置包括一端开口的底座(2)和封闭该底座(2)开口端的上盖(1)，所述底座(2)为筒形件，所述底座(2)中部形成浅槽(6)，所述上盖(1)为透明件；所述底座(2)开口端设有水平向外延伸的延伸部(7)且所述底座(2)开口端端面内侧设有用于纳置环形密封件(3)且环绕底座(2)开口端的密封槽(5)；所述上盖(1)外沿和所述延伸部(7)分别设有多个一一对应的用于安装螺栓(4)的通孔(9)；所述底座(2)与上盖(1)之间一一对应的通孔(9)处装有螺栓(4)，所述螺栓(4)上套设有多个刚性垫片(8)，所述多个刚性垫片(8)位于底座(2)和上盖(1)之间。

5.根据权利要求4所述的平面密封性能测试装置，其特征在于，所述延伸部(7)为多个分别带有通孔(9)的突出外缘。

6.根据权利要求4所述的平面密封性能测试装置，其特征在于，所述延伸部(7)为环形外沿，所述通孔(9)设置在环形外沿上。

7.根据权利要求5或6所述平面密封性能测试装置，其特征在于，所述环形密封件(3)为弹性元件，所述环形密封件(3)的高度大于密封槽(5)的深度，所述环形密封件(3)的宽度小于所述密封槽(5)的宽度。

说明书

一种平面密封性能测试装置

技术领域

[0001] 本发明涉及密封性能测试技术，尤其涉及一种平面密封性能测试装置。

背景技术

[0002] 环形密封圈的轴向平面密封又叫端面密封，与径向密封相对应。影响平面密封的因素是多方面的。主要有：环形密封件性能、螺栓布置等。环形密封件是构成平面密封的重要元件，适当的压缩率和回弹能力是形成密封的必要条件。而螺栓布置的合理性是影响密封的另一个重要因素，要达到良好的密封，必须使预紧力均匀地作用于环形密封件。因此，当材料刚度一定时，增加螺栓个数，对密封是有利的。但是螺栓使用过多不仅造成浪费，也容易影响到部件力学性能。实际生产中针对具体情况的平面密封需要使用多少螺栓、使用什么型号的环形密封件没有简单易行的理论依据，往往要靠设计人员根据长期设计的经验来估计。

[0003] 长期以来，人们主要靠经验和计算并用的方式进行平面密封设计。而鲜有通过试验获取最佳设计数据的途径。经验依赖于设计人员的长期积累，而计算是一个繁琐的过程，并且容易出错，出错后也难发现。通过检索相关文献，现有密封测试装置中没有专用于平面密封测试的，且现有的密封测试装置大多结构复杂，成本高企。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的的技术问题在于，针对上述平面密封的设计过程没有简单可行手段的不足，提供一种结构简单、操作方便，且可以有效测试平面密封性能测试装置。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种平面密封性能测试装置，所述测试装置包括一端开口的底座和封闭该底座开口端的上盖；还包括所述底座开口端与上盖的接触面上设置的用于纳置环形密封件的环形密封槽；所述上盖外沿和所述密封槽外侧分别设有多个一一对应的用于安装螺栓的通孔。

[0006] 在本发明所述平面密封性能测试装置中，所述环形密封件为弹性元件，所述环形密封件的高度大于密封槽的深度，所述环形密封件的宽度小于所述密封槽的宽度。

[0007] 在本发明所述平面密封性能测试装置中，所述底座与上盖之间一一对应的通孔处装有螺栓，所述螺栓上套设有刚性垫片，所述刚性垫片位于底座和上盖之间。

[0008] 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案，还提供了另一种平面密封性能测试装置，用于测试环形密封件的轴向平面密封性能，所述测试装置包括一端开口的底座和封闭该底座开口端的上盖；所述底座开口端设有水平向外延伸的延伸部且所述底座开口端端面内侧设有用于纳置环形密封件且环绕底座开口端的密封槽；所述上盖外沿和所述延伸部分别设有多个一一对应的用于安装螺栓的通孔。

[0009] 在本发明上述平面密封性能测试装置中，所述环形密封槽设置在底座开口端端面上。

[0010] 在本发明上述平面密封性能测试装置中，所述延伸部为多个分别带有通孔的突出外缘。

[0011] 在本发明上述平面密封性能测试装置中，所述延伸部为环形外沿，所述通孔设置在环形外沿上。

[0012] 在本发明上述平面密封性能测试装置中，所述环形密封件为弹性元件，所述环形密封件的高度大于密封槽的深度，所述环形密封件的宽度小于所述密封槽的宽度。

[0013] 在本发明上述平面密封性能测试装置中，所述底座与上盖之间一一对应的通孔处装有螺栓，所述螺栓上套设有刚性垫片，所述刚性垫片位于底座和上盖之间。

[0014] 在本发明上述平面密封性能测试装置中，所述上盖为透明件。

[0015] 实施本发明提供的平面密封测试装置，结构简单、操作方便，且可有效测试环形密封件的密封性能，并可得到一系列具有长期指导价值的密封数据，有效提高密封设计的准确性，减少泄露，提高客户满意度，降低企业对专业密封设计人员的依赖。

附图说明

[0016] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0017] 图1为本发明平面密封性能测试装置实施例一的平面图；

[0018] 图2为图1中沿A-A线的剖面视图；

[0019] 图3为图2的局部放大示意图；

[0020] 图4为本发明平面密封性能测试装置实施例三的剖视图；

[0021] 图5为本发明的平面密封性能测试装置最佳螺栓间距测试实施例的示意图。

具体实施方式

[0022] 实施例1

[0023] 如图1和2所示，在本发明平面密封性能测试装置的实施例1中，包括底座2和上盖1；底座2为一端开口的筒形件，中部形成浅槽6，所述底座2开口端端面与上盖1的接触面上设置的用于纳置环形密封件3的环形密封槽(5)，并在底座2开口端设有水平向外延伸的延伸部7。在延伸部7和上盖1外沿上设有多个一一对应的用于安装螺栓4的通孔9。

[0024] 其中，所述环形密封槽(5)设置在底座(2)开口端端面上。

[0025] 环形密封件3为弹性元件，其高度大于密封槽5的深度，宽度略小于密封槽5的宽度。环形密封件3放入密封槽5时并不会完全占满密封槽5，密封槽5因此形成的空余部51，空余部51用于纳置所述环形密封件3在受到外部压力时所产生的形变部分。

[0026] 在安装螺栓4时，可在螺栓4上装刚性材质的垫片8，每个螺栓4上垫片8的使用数量最小值可取为0，其位于所述底座2的延伸部7与上盖1之间一一对应的通孔9处，且刚性垫片8的孔与底座2的延伸部7与上盖1之间一一对应的通孔9同轴，如图3所示。

[0027] 所述延伸部7可以为一整圈带通孔的环形外沿或者多个带通孔的突出外缘。

[0028] 下面结合上述实施例，具体说明该平面密封性能测试装置如何实现平面密封性能测试的。

[0029] 本实施例选用密封材料为50度和60度的三元乙丙橡胶环形密封件，现通过测试装置测试寻找最佳螺栓间距，环形密封件最佳压缩率和适宜的硬度。在每次的装配与测试过程中，利用上盖的透明性可观察到环形密封件的安装情况和出现泄露的地方。

[0030] 1.最佳螺栓间距测试

[0031] 对密封装置，螺栓间距越小，密封效果越好，在很多情况下，密封效果的要求并没有很高，而过于密集的螺栓会增加成本。最佳的螺栓间距即为：把一切外界条件降低到最差标准的情况下，仍然能够刚好满足密封性能要求的临界螺栓间距。因此，最佳螺栓间距的选取与实际密封性能要求有关。

[0032] 如图5所示，两螺栓4之间的距离为X，在底座2与上盖1之间没有放垫片8的情况下，在螺栓位置处间隙是0，在螺栓4紧固的条件下，上盖1的边缘被固定住，而环形密封件3的高度大于密封槽5的高度，此时环形密封件3被底座2和上盖1挤压。由于环形密封件3弹力作用，而上盖1的边缘被固定住，上盖1就会出现变形，理论上在中间位置会出现最大变形Y。对于不同的密封装置，最大变形Y的取值范围可根据实际密封要求计算得到。在一定的螺栓间距下，只要最大变形Y不超出取值范围，即为较佳螺栓间距。所述最佳螺栓间距测试包括以下步骤：

[0033] S1：在密封槽5里放入环形密封件3，拧紧螺栓4，测量相邻螺栓4之间的间距X；

[0034] S2：测量上盖1与底座2的延伸部7上表面之间的最大间隙Y；

[0035] S3：通过取不同的X值获得相应的Y值；

[0036] S4：通过一定的数据处理方法，便可找出一个较佳的螺栓间距。

[0037] 2.环形密封件最佳压缩率测试

[0038] 对密封装置而言，密封件的压缩率关系到产品的寿命和密封性能。压缩率越大，产品的寿命越短。因此，最佳压缩率即为在满足产品密封性能的前提下取最小压缩率以保证产品的使用寿命。

[0039] 如图3所示，通过在底座2与上盖1之间增减垫片8，从而改变环形密封件的压缩量。本例环形密封件截面高度为8mm，没有垫片时压缩率为30％，增加一个0.4mm的垫片，压缩率变为25％，增加两个垫片时压缩率变为20％，以此类推还可得到15％、10％、5％的压缩率，通过测试装置测试可得到各种压缩率下的密封效果，通过一定的分析判断方法便可得到最佳的压缩率。环形密封件最佳压缩率测试包括以下步骤：

[0040] S1：测量没有使用垫片8时，环形密封件3的压缩率；

[0041] S2：测量垫片8厚度和环形密封件3的高度，并根据S1测量结果推算出使用不少于1个垫片8时，环形密封件3的压缩率；

[0042] S3：测试使用不同数量垫片8时，环形密封件3的密封性能；

[0043] S4：根据S3测试结果并结合S1、S2测量数据，通过一定的处理方法便可得到环形密封件最佳压缩率。

[0044] 3.最佳环形密封件材料硬度测试

[0045] 在本发明提供的测试装置里，先后装入50度和60度的三元乙丙橡胶密封圈，在一定的螺栓间距下，得出在相同压缩率下的密封效果对比表，对测试结果进行一定的分析处理便可找出最佳的环形密封件材料硬度。最佳环形密封件材料硬度测试包括以下步骤：

[0046] S1：取材质硬度不同的环形密封件3；

[0047] S2：在一定的螺栓间距下，测试相同压缩率下的不同材质环形密封件3的密封效果；

[0048] S3：对测试结果进行一定的分析判断便可找出最佳的环形密封件材料硬度。

[0049] 实施例2

[0050] 如图4所示，实施例3所提供的平面密封性能检测装置包括底座2和上盖1；底座2为一端开口的筒形件，中部形成浅槽6；所述底座2开口端端面与上盖1的接触面上设置的用于纳置环形密封件3的环形密封槽(5)；底座2开口端端面上密封槽5外侧有多个通孔9，上盖1的外沿上设有多个与底座2一一对应的用于安装螺栓4的通孔。

[0051] 实施例2的使用方法同实施例1。

[0052] 上述各实施例中，最佳螺栓间距、最佳环形密封件材质、最佳环形密封件压缩率均可根据具体使用情况测试得出，且三者之间互为制约条件。实际使用时要结合性能需求和成本具体分析。

[0053] 上述实施例中的垫片不是必需的，上盖和底座的形状也不局限于本实施例所述形状，只要能达到相同目的的都适用。上盖也并不一定要选取透明材质材料制作，只要是具有一定弹性，且便于观察到其变形的结构或材质都适用。

[0054] 上述实施例中的延伸部也不是必须的，当底座壁厚足够大时，可直接在底座开口端端面设置通孔和密封槽(实施例2)。当底座壁厚不足以同时设置密封槽和通孔时，需在底座开口端外侧设置延伸部，所述延伸部的形状不限，只要满足通孔的位置和尺寸需求即可。所述延伸部既可以是带通孔的突出外缘，也可以是带有通孔的环形外沿(实施例1)。

[0055] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。