[發明專利]一種可在線分析高壓密封用O型圈線徑變化的測試裝置

有效

• 申請號: 202011187808.7
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112345234B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 郭飛;黃毅杰;項沖;夏迎松;柯玉超;張兆想;程甘霖;譚磊;賈曉紅;王玉明
• 申請（專利權）人: 清華大學;安徽中鼎密封件股份有限公司
• 主分類號: G01M13/005
• 分類號: G01M13/005;G01B21/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種可在線分析高壓密封用O型圈線徑變化的測試裝置，包括連通有進氣管和出氣管的高壓筒體，中空活動蓋中下部伸入至高壓筒體內與高壓筒體連接，中空活動蓋下部為錐形結構，高壓筒體相應內側壁為與該錐形結構匹配的錐面結構，測試用O型圈設置于該錐形結構外側壁的環形密封槽中，中空活動蓋通過中部外側壁上凸起的螺旋塊與高壓筒體內側壁的螺旋槽配合實現旋轉。高壓筒體內部密封介質壓力作用使測試用O型圈不斷受到擠壓而導致其線徑發生變化，密封槽和高壓筒體錐面配合間隙發生改變，通過中空活動蓋升降和旋轉，利用角度片進行旋轉角度的記錄，獲得中空活動蓋旋轉角度和測試用O型圈線徑變化的對應關系，實現高壓密封用O型圈線徑變化的在線分析。

技術領域

本發明屬于高壓氣體密封技術領域，特別涉及一種可在線分析高壓密封用O型圈線徑變化的測試裝置。

背景技術

氫能以其來源多種多樣、能量轉化率高、無污染、零排放、可儲存、可再生等優點，已成為重要的能源載體，同時也是連接傳統化石能源向可再生能源或者未來能源過渡的重要橋梁，被譽為新世紀最具發展前景的二次能源。氫能的應用形式靈活多樣，比如氫燃料電池轎車/公交車、固體式發電、或者基站備用電源等典型的氫能應用產品已逐漸邁向商業化的進程，為解決全球能源緊缺和環境污染問題提供重要途徑。然而，氫能的利用是一個龐大的系統工程，包括氫的制取、輸運、儲存、最終應用、氫安全等眾多環節，其中氫的儲存是至關重要的一環，如何經濟、安全、高效地儲存氫氣是氫能利用走向實用化、產業化的關鍵。

目前常用的儲氫方式有高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、金屬氫化物儲氫等。其中，高壓氣態儲氫因儲氫罐結構簡單、充裝速度快、能耗低等優點，成為氫能應用產品中占據主導地位的儲氫方式。而密封部件是高壓儲氫容器不可缺少的重要組成部分，考慮高壓儲氫介質壓力高、儲存氫氣易燃易爆的特點，以及環境溫度波動、壓力波動、氫氣快速泄放等因素可導致容器超壓、疲勞破壞、靜電等情況，密封部件往往又是最薄弱環節，一旦密封部件失效，產生泄漏，將造成火災甚至爆炸等無法估量的嚴重后果。因此，有必要對高壓氫氣密封部件進行研究。

高壓儲氫容器用密封部件中使用最普遍的是橡膠O型圈。使用時，通過橡膠O型圈的彈性變形，填充密封間隙，并在密封副表面產生足夠大的接觸應力以抵抗密封介質的壓力，形成密封。隨著密封介質壓力的增大/波動，橡膠O型圈壓力側不斷受到擠壓而導致其線徑發生變化，并在環境溫度變化以及工作時間增加的影響下，橡膠O型圈線徑變化的程度更為明顯。考慮高壓氫氣環境下，橡膠O形圈會發生吸氫膨脹和鼓泡現象，且擠壓過大存在擠出失效或應力集中裂紋衍生的情況，故其使用過程中線徑大小的變化將影響到密封性能的評價和產品特征尺寸的制定。需要分析高壓環境下分析橡膠O型圈線徑大小的變化，并以此為基礎實現密封圈參數的優化和密封性能的提高。而目前針對高壓環境下橡膠O型圈線徑大小變化分析的測試裝置不夠成熟，難以通過線徑大小變化的分析以進行完整的密封性能評價。

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在線分析高壓密封用O型圈線徑變化的測試裝置，可以分析高壓環境下橡膠O型圈線徑大小的變化。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種可在線分析高壓密封用O型圈線徑變化的測試裝置，包括連通有進氣管14和出氣管9的高壓筒體4，中空活動蓋3中下部伸入至高壓筒體4內與高壓筒體4連接，中空活動蓋3下部為錐形結構，高壓筒體4相應內側壁為與該錐形結構匹配的錐面結構，測試用O型圈6設置于該錐形結構外側壁的環形密封槽中，中空活動蓋3通過中部外側壁上凸起的螺旋塊與高壓筒體4內側壁的螺旋槽配合實現旋轉，所述螺旋塊連接有中空活動蓋角度片，所述螺旋槽連接有高壓筒體角度片。