[發明專利]一種用于測量膠泥緩沖性能的高壓密封測試裝置

有效

• 申請號: 201210334721.7
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN102967533A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 蘇鐵熊;仝志輝;高建峰;彭彬彬
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;F16J15/16
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

?本發明涉及膠泥測試裝置，涉及一種用于測量膠泥緩沖性能的高壓密封測試裝置。

背景技術

彈性膠泥材料是一種介于固體和液體之間的高分子化合物混熔體，有高彈性、可壓縮性和粘稠流動性，其物理性能在－80℃～250℃范圍內具有較高的穩定性、抗老化性、無臭、無毒，對環境和人員無污染。彈性膠泥集固、液兩種屬性于一體，具有存儲、耗散機械能量等功能，以及其它液體不可比擬的可壓縮性和高彈性。

將彈性膠泥材料引入緩沖、減振設備,主要是利用其彈性功能可在無復原彈簧條件下，實現緩沖器的復原回程；利用其可壓縮性實現緩沖器的壓縮行程；利用其粘稠流動性可以實現緩沖器密封難的問題。

以膠泥材料為介質的緩沖器種類繁多，但專門用來測量膠泥材料緩沖性能裝置還是一片空白。為了對膠泥的緩沖性能進行測試，有必要研制一種測試裝置。

發明內容

?本發明的目的是為了提供一種用于測量膠泥緩沖性能的高壓密封測試裝置。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種用于測量膠泥緩沖性能的高壓密封測試裝置，包括缸筒，缸筒內設置有活塞和活塞桿，缸筒的頂端為缸蓋，底部為單向閥；其中活塞桿貫穿缸蓋，缸蓋內設置有四道密封結構，所述的四道密封結構包括兩組O型密封圈和U型密封圈，分別安裝在缸蓋的兩端，O型密封圈嵌在U型密封圈中，U型密封圈的唇口緊貼活塞桿，在缸蓋內側還固定有密封環；所述的單向閥和鋼珠、檔桿裝配成一個具有單向閥的通道，安裝到缸筒末端，旋轉擋桿可以鎖死，單向閥和檔桿之間設有彈性墊片。

本測試裝置缸蓋內為四道密封結構，缸蓋內采用了四道密封裝置，O型密封圈組合和U型密封圈成兩對，分別安裝在缸蓋的兩頭，利用缸蓋密封環對其進行固定，在高壓作用下，嵌在U型密封圈中的O型密封圈膨脹，迫使兩個開口向里U型密封圈的唇口張開，死死抱住活塞桿，起到密封作用，另外，兩個O型密封圈起著防塵和密封的作用；缸筒底部采用了三道密封結構，其中，擋桿和鋼珠、單向閥裝配后構成了一個具有單向閥通道，裝配到缸筒后旋轉擋桿一個角度，可以鎖死，彈性墊片和具有自鎖功能的注膠泥單向閥，在向測試裝置里灌注膠泥的壓力下，會處于緊緊鎖死狀態，解決了高壓下該測試裝置的密封問題；試驗結束，旋轉擋桿的角度，使擋桿對齊缸筒底部的凹槽，旋下單向閥，將本測試裝置豎立靜置，膠泥便可從卸壓孔完全流出，從而實現重復灌注膠泥的功能，使測試裝置可以重復使用，節約成本。

本發明測試裝置的工作原理為，通過注膠泥的單向閥將彈性膠泥裝入缸筒中，缸蓋利用四道密封對其進行密封，缸筒底部利用三道密封對其進行密封，在萬能壓力機上對活塞桿進行加載，膠泥被壓縮，體積縮小，在這一過程中膠泥接收部分外力動能并轉化為膠泥的彈性性能；同時在外力作用下膠泥通過活塞與缸筒之間的摩擦間隙產生流動時發生摩擦以及膠泥的分子運動、分子鏈段和分子鏈的移動都要消耗部分外力動能并轉化為熱能；當外力減小或撤銷后，膠泥自行體積膨脹，將活塞推向或推回原位。

進一步地，所述的活塞和活塞桿為一體結構，將活塞桿與活塞直接加工成一體化結構，在加工過程采用一次裝卡、一次加工成型，避免了做成活塞桿、活塞再通過螺紋連接成一體，造成的兩個零件積累誤差，裝配誤差及裝配后同心度誤差。解決了活塞在運動過程中對缸筒的刮蹭現象，保證摩擦間隙均勻、測量的試驗數據更準確。

所述的缸筒直徑固定，活塞直徑可變，這樣，通過加工一系列直徑不同的活塞，就可以獲得一系列的活塞和缸筒之間的摩擦間隙，可以實現測量膠泥緩沖性能與不同摩擦間隙的關系。

所述的缸筒容積固定，活塞桿長度可變、活塞厚度可變，這樣，通過制作一系列不同長度的活塞桿，不同厚度的活塞，隨著活塞桿行程的不同，實現測量膠泥緩沖性能與不同體積壓縮率的關系。

所述的活塞上設有回流孔，隨著回流孔數量的不同，在外力減小或撤銷后，實現回程過程中膠泥材料回彈速度不同，解決了測量膠泥緩沖性能與不同膠泥運動粘度的關系。

本測試裝置是在高壓狀態下進行測試工作，屬于高壓密封裝置，試驗過程中腔內壓強可達120MPa，缸蓋內采用了四道密封；缸筒底部采用了三道密封裝置，實現了高壓密封。制作時，只需加工一系列的直徑不同、厚度不同的活塞和長度不同的活塞桿，各個零部件可以重復使用，可以實現對膠泥材料在不同摩擦間隙（0.2mm-2mm）、不同的體積壓縮率（5%-25%）、不同運動粘度下（1×107CST-2×107CST）緩沖性能的測量。