[發明專利]一種可分析O型圈線徑對高壓密封性能影響的測試裝置

有效

• 申請號: 202011183546.7
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112304595B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 郭飛;黃毅杰;項沖;張兆想;程甘霖;譚磊;賈曉紅;王玉明
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01M13/005
• 分類號: G01M13/005;G01M3/26
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種可分析O型圈線徑對高壓密封性能影響的測試裝置，包括缸體，缸體的側壁連通有進氣管和出氣管，承接蓋、壓緊墊、中心錐形蓋、大錐形蓋通過螺紋壓蓋安裝于缸體頂部，環繞中心錐形蓋的外壁開有位于不同高度的若干設置有小線徑O型圈的條環形密封槽一，環繞大錐形蓋的外壁開有位于不同高度的若干條設置有大線徑O型圈的環形密封槽二。本發明利用中心錐形蓋側面凸起和大錐形蓋的配合，以及大錐形蓋和缸體的配合，分別實現小線徑和大線徑橡膠O型圈的線徑控制。并通過外、內三角墊的交替使用，以及缸蓋密封三角墊、環形墊組合密封結構，保證小線徑和大線徑O型圈測試過程中泄漏通道的唯一性，實現不同密封介質壓力下泄漏率與O型圈線徑關系的分析。

技術領域

本發明屬于高壓氣體密封技術領域，特別涉及一種可分析O型圈線徑對高壓密封性能影響的測試裝置。

背景技術

氫能系統是一個龐大而復雜的能源系統，其中氫的制備技術是源頭、氫的儲輸技術是關鍵、氫的高效利用是核心。尤其是氫氣在標準狀態下的密度很低，僅為0.0899kg/m³，因此，如何經濟、安全、高效地儲輸氫氣是氫能利用走向實用化、產業化的關鍵。目前常見的儲氫方式主要是高壓儲氫。氣態氫的密度隨壓力的升高而增加，高壓氣態儲氫正式通過提高儲存壓力來達到增加儲氫密度的目的。與其他儲氫方式相比，高壓儲氫以其充放速度快、儲氫設備結構簡單、壓縮氫氣制備能耗低等優點，成為目前最易實現產業化、也是現階段占絕對主導地位的氫能運輸、加注方式。

密封部件是高壓儲氫容器不可缺少的重要組成部分。密封效果的好壞，將直接影響到高壓儲氫容器能否維持所需的內部壓力以及發生氫氣泄漏的可能性。而高壓儲氫容器用密封部件中使用最普遍的是橡膠O型圈，其基本工作原理是通過橡膠O型圈的彈性變形，使得密封接觸面上產生接觸應力，使其緊貼在密封面上并擠入密封面所有微觀凹陷，形成封閉的阻斷密封帶；密封面上的接觸應力大于密封介質的壓力，泄漏無法形成，反之密封介質會進入密封件和密封面之間的間隙并導致因表面分離引起的泄漏。橡膠O型圈的彈性可通過不同材料或同種材料不同成型工藝進行提高，除此之外，還需關注O型圈的線徑大小，線徑過大，易增加泄漏點；線徑過小，導致密封溝槽加工困難。特別是在高壓氫氣環境下，橡膠O形圈會發生吸氫膨脹和鼓泡現象，故其線徑大小對于密封性能的影響較正常工況更為嚴峻。需要分析橡膠O型圈線徑對高壓密封性能影響，比較不同密封介質壓力下泄漏率與線徑大小的關系，并以此為基礎實現密封圈參數的優化和密封性能的提高。而目前的測試裝置雖然能實現不同橡膠O形圈線徑，但無法控制具體的線徑大小，導致泄漏率隨線徑變化的分析難以進行，為高壓氫氣用橡膠O形圈線徑大小的選取增加了困難。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種可分析O型圈線徑對高壓密封性能影響的測試裝置，可以比較不同密封介質壓力下泄漏率與橡膠O型圈線徑大小的關系。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種可分析O型圈線徑對高壓密封性能影響的測試裝置，包括帶有螺紋壓蓋2的缸體3，所述缸體3的側壁連通有進氣管13和出氣管8，所述壓蓋2下方有承接蓋15，承接蓋15底部中心有倒錐形的中心錐形蓋22，中心錐形蓋22與大錐形蓋23匹配安裝，其中承接蓋15底面與中心錐形蓋22的頂面之間設置有壓緊墊14，缸體3的內壁與承接蓋15的外壁密切接觸且設置有缸蓋密封O型圈24和缸蓋密封三角墊25，環繞中心錐形蓋22的外壁開有位于不同高度的若干條環形密封槽一，各環形密封槽一中分別設置有小線徑O型圈，環繞大錐形蓋23的外壁開有位于不同高度的若干條環形密封槽二，各環形密封槽二中分別設置有大線徑O型圈。