一种密封件接触界面气体泄漏率的测量系统及方法
【专利摘要】一种密封件接触界面气体泄漏率的测量系统及方法，属于气体密封测量领域。所述系统包括进气装置、测量装置和排气装置；进气装置包括储气罐、进气端压力控制阀、进气端流量计、进气端压力传感器及进气端开关阀门，并依次通过进气管道相连；所述测量装置包括实验舱体、密封件和支撑底座；排气装置包括真空泵、排气端压力控制阀、排气端流量计、排气端压力传感器及排气端开关阀门，并依次通过排气管道相连；实验时，使实验舱体底部与密封件完全接触，通过多次改变施加在实验舱体上的压力，即可得到不同接触应力下不同方向密封件接触界面气体泄漏率。本系统各部件的连接和拆卸方便，结构简单，测量方法简便，测量结果准确。
【专利说明】-种密封件接触界面气体泄漏率的测量系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及密封接触界面气体泄漏率测试的系统和方法，属于气体密封测量技术 领域。
【背景技术】
[0002] 密封件是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏W及防止外界杂质如灰尘与 水分等侵入机器设备内部的一种重要零部件，广泛应用于航天航空、汽车制造、精密仪器、 水利工程等重要领域，在保证仪器设备正常运转，保护环境等方面起到了重要作用。在密封 系统服役过程中，是否发生泄漏W及密封接触界面上沿不同方向的气体泄漏率，是评价密 封装置密封性的关键因素。
[0003] 现有的密封制品中，存在大量的表面附有织物的密封产品W减小摩擦磨损，延长 使用寿命，如大型飞机舱口密封件。由于织物结构的各向异性，气体在接触界面不同方向上 的泄漏率也不同。传统的气体泄漏方法主要分为两种，一种是针对密封件或密封装置整体 泄漏情况进行检测，该方法无法直接针对接触界面，无法考虑接触界面的方向性；另一种是 针对泄漏点采用超声或失踪气体的方法来检测，该类方法只能对单个泄漏点逐点检测，不 能解决接触密封的测量问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种密封接触界面气体泄漏率的测量系统及方法，用于测量 接触界面不同接触应力下不同方向的气体泄漏率。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是；一种密封件接触界面气体泄漏率的 测量系统，其特征在于；该系统包括进气装置、测量装置和排气装置；所述进气装置包括储 气罐、进气端压力控制阀、进气端流量计、进气端压力传感器W及进气端开关阀口；所述测 量装置包括实验舱体、密封件和支撑底座；密封件放置在支撑底座上，密封件各方向尺寸均 大于实验舱体的底部，使实验舱体的底部与密封件完全接触；所述排气装置包括真空累、排 气端压力控制阀、排气端流量计、排气端压力传感器W及排气端开关阀口；所述进气端压力 控制阀、进气端流量计、进气端压力传感器W及进气端开关阀口依次通过进气管道相连；所 述真空累、排气端压力控制阀、排气端流量计、排气端压力传感器W及排气端开关阀口依次 通过排气管道相连；所述进气管道与所述排气管道分别与所述实验舱体相连接。
[0006] 上述技术方案中，所述储气罐与进气端压力控制阀通过进气软管相连；所述实验 舱体的底部开口为长方形；所述密封件为片状试样。
[0007] 本发明提供的一种密封件接触界面气体泄漏率的方法，其特征在于所述方法包括 如下步骤：
[000引 1)当实验舱体处于正压情况下：
[0009] a.设第一种实验舱体底面开口的长方形长度为bi，宽度为a,实验舱体厚度为1， 将实验舱体放置在片状密封件上，使两者密封接触；
[0010] b.在实验舱体上部施加预定压力，使得接触界面总压力为Fi，接触应力为：
【权利要求】
1. 一种密封件接触界面气体泄漏率的测量系统，其特征在于：该系统包括进气装置、 测量装置和排气装置；所述进气装置包括储气罐（1)、进气端压力控制阀（3)、进气端流量 计（5)、进气端压力传感器（6)以及进气端开关阀门（7);所述测量装置包括实验舱体（8)、 密封件（9)和支撑底座（16);密封件（9)放置在支撑底座（16)上，密封件（9)各方向尺寸 均大于实验舱体（8)的底部，使实验舱体（8)的底部与密封件（9)完全接触；所述排气装置 包括真空泵（15)、排气端压力控制阀（14)、排气端流量计（13)、排气端压力传感器（12)以 及排气端开关阀门（10);所述进气端压力控制阀（3)、进气端流量计（5)、进气端压力传感 器（6)以及进气端开关阀门（7)依次通过进气管道⑷相连；所述真空泵（15)、排气端压 力控制阀（14)、排气端流量计（13)、排气端压力传感器（12)以及排气端开关阀门（10)依 次通过排气管道（11)相连；所述进气管道（4)与所述排气管道（11)分别与所述实验舱体 (8)相连接。
2. 根据权利要求1所述的一种密封件接触界面气体泄漏率的测量系统，其特征在于： 所述储气罐（1)与进气端压力控制阀（3)通过进气软管（2)相连。
3. 根据权利要求1所述的一种密封件接触界面气体泄漏率的测量系统，其特征在于： 所述实验舱体（8)的底部开口为长方形。
4. 根据权利要求1所述的一种密封件接触界面气体泄漏率的测量系统，其特征在于： 所述密封件（9)为片状试样。
5. -种采用权利要求1所述的测量系统的密封件接触界面气体泄漏率的方法，其特征 在于所述方法包括如下步骤： 1)当实验舱体处于正压情况下： a.设第一种实验舱体（8)底面开口的长方形长度为Id1，宽度为a，实验舱体（8)厚度为 1，将实验舱体（8)放置在片状密封件（9)上，使两者密封接触； b?在实验舱体（8)上部施加预定压力，使得接触界面（17)总压力为F1，接触应力为：
c. 关闭排气端开关阀门（10)，连接储气罐（1)，检查并确定实验系统气密性良好后，打 开进气端开关阀门（7)和储气罐（1)阀门，调节进气端压力控制阀（3)，使实验舱体（8)内 压力大于大气压，观察进气端压力传感器（6); d. 当进气端压力传感器（6)示数保持稳定后，记录进气端流量计（5)示数Qal; e. 关闭储气罐（1)，取第二种实验舱体（8)，使其与密封件（9)所围底面的长度为b2， b2#bi，宽度为a长方形，重复步骤b至c,使这时的接触应力与第一种实验时的接触应力
f. 当进气端压力传感器（6)示数保持稳定后，记录进气端流量计（5)示数Qa2; g. 计算密封件（9)在该接触应力下的泄漏率：
上接触界面（17)单位长度泄漏率，qb为长度方向上接触界面（17)的泄漏率，q。为拐角处 泄漏率； 若长度方向尺寸及厚度不发生改变，仅改变宽度方向尺寸，则根据上述方法即得到qa; h.多次改变步骤b中施加在实验舱体（8)上的压力，重复步骤a至g，列出作用在实验 舱体（8)处于正压情况下，受到不同压力时密封件（9)的泄漏率，即可得到不同接触应力下 不同方向接触界面（17)气体泄漏率。 2)当实验舱体处于负压情况下： a.设第一种实验舱体（8)底面开口的长方形长度为Id1，宽度为a，实验舱体（8)厚度为 1，将实验舱体（8)放置在片状密封件（9)上，使两者密封接触； b?在实验舱体（8)上部施加预定压力，使得接触界面（17)总压力为F1，接触应力为：
c. 关闭进气端开关阀门（7)，连接真空泵（15)，检查并确定实验系统气密性良好后，打 开排气端开关阀门（10)和真空泵（15)，调节排气端压力控制阀（14)，使实验舱体（8)内压 力小于大气压，观察排气端压力传感器（12); d. 当排气端压力传感器（12)示数保持稳定后，记录排气端流量计（13)示数Qbl; e. 关闭真空泵（15)，取第二种实验舱体（8)，使其与密封件（9)所围底面为长度为b2，b2#bi，宽度为a的长方形，重复步骤b至c，使此时的接触应力与上述接触应力相同，所以
f. 当排气端压力传感器示数（12)保持稳定后，记录排气端流量计（13)示数Qb2; g. 计算密封件（9)在该接触应力下的泄漏率：
上接触界面（17)单位长度泄漏率，qb为长度方向上接触界面（17)的泄漏率，q。为拐角处 泄漏率； 若长度方向尺寸及厚度不发生改变，仅改变宽度方向尺寸，则根据上述方法同样得到 Qa； h. 多次改变步骤b中施加在实验舱体（8)上的压力，重复步骤a至g，列出作用在实验 舱体（8)处于负压情况下，受到不同压力时密封件（9)的泄漏率，即可得到不同接触应力下 不同方向接触界面（17)气体泄漏率。
【文档编号】G01M3/26GK104502038SQ201410797661
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】姚学锋, 柯玉超, 董弋锋, 杨恒 申请人:清华大学