密封环密封性能的检测装置的制作方法

本申请涉及密封技术领域，特别是涉及一种在高温或/和高压环境下对密封环的密封性能进行检测的检测装置。

背景技术：

密封环是工业产品中普遍使用的一种密封件，密封环一般采用橡胶类材料制成。各领域对密封环可承受的压力和温度的要求不同，为了测定密封环是否符合要求，需要对密封环进行检测。例如在石油行业中，采油使用的胶筒也可以视为密封环的一种，若胶筒无法承受采油要求的压力和温度，则会导致胶筒密封失效，严重影响采油产量。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种对密封环的密封性能进行检测的技术，来预先对密封环的密封性能进行检测，减少密封环在实际使用过程中出现的泄漏问题。

根据本申请的一个方面，提供一种密封环密封性能的检测装置，包括：

在竖直方向设置的内缸套；

在竖直方向设置的外缸套，与所述内缸套同轴设置且套设于所述内缸套的外部；所述内缸套和所述外缸套之间形成有环形的间隙，所述间隙的大小设置为，允许所述密封环套设在所述内缸套的外表面并置于所述间隙内，并在所述密封环受预定大小的轴向压力作用而致所述密封环被轴向的压缩时，所述密封环进行径向的向外凸起和径向的向内凸起来分别与所述外缸套和所述内缸套密封；

正向施压件，用于提供所述轴向压力；

套管，具有沿所述套管的轴向方向延伸的中空部、下端受力部、上端受力部以及在所述套管的外表面凸起的导向块；其中，所述下端受力部因所述中空部而为环形，所述导向块靠近所述下端受力部，环形的所述下端受力部连同所述导向块能插入环形的所述间隙内；在所述密封环被压缩过程中，所述下端受力部直接与所述密封环相抵触来直接向所述密封环施加所述轴向压力，所述上端受力部与所述正向施压件相抵触来向所述下端受力部传递所述轴向压力，并且所述上端受力部插入所述中空部来防止所述内缸套与所述套管相抵触；在所述密封环被压缩过程中，若所述套管在竖直方向发生倾斜，所述导向块首先与所述外缸套的内壁相抵触，来阻止所述套管进一步倾斜；

限位环，凸出地设置在所述内缸套的外表面上并位于所述间隙内，用于防止套设在所述内缸套的外表面的所述密封环在压缩前以及压缩后下滑；

检漏件，在所述密封环被压缩后与所述间隙连通，并在所述密封环被压缩后向所述密封环施加高压的气体或液体来检测被压缩后的所述密封环是否有泄漏。

优选地，环形的所述下端受力部连同所述导向块插入环形的所述间隙内时，所述导向块与所述外缸套的内表面之间的水平距离不大于1.2mm。

优选地，所述导向块与下端的所述下端受力部的竖直距离不大于10mm，以防止所述密封环产生的肩突与所述导向块相抵触。

优选地，所述套管的上端部的外表面设置的套管凸起，所述套管凸起具有开口向向下的凹槽；

所述外缸套下端部的外表面设置在所述套管的径向方向延伸的外缸套下凸起，所述外缸套下凸起具有开口向上的凹槽。

优选地，所述套管的上端部设置有套管贯通孔，所述套管贯通孔在所述套管的径向方向延伸；

所述外缸套下端部的外表面设置有在所述套管的径向方向延伸的外缸套下凸起，所述外缸套下凸起具有开口向上的凹槽。

优选地，所述外缸套上端部的外表面设置有在所述套管的径向方向延伸的外缸套上凸起，所述外缸套上凸起的数量至少为两个，且至少两个所述外缸套上凸起以所述外缸套对称设置。

优选地，内固定组件，包括一个长形的在所述内缸套的径向方向延伸的固定杆和一个处于所述外缸套和内缸套之间的内侧挡板，所述内侧挡板具有容纳所述固定杆的卡槽；所述固定杆连接于所述内缸套下端部的外表面，所述内侧挡板的底端固定连接于将所述外缸套底部密封的底座上；所述内侧挡板开设有供所述固定杆进入的竖向通槽，所述内侧挡板的底部开设有与所述竖向通槽相通的水平通槽；

所述内侧挡板的外表面焊接有外侧挡板，所述外侧挡板位于所述外缸套内且底端固定连接于所述底座上。

优选地，所述外侧挡板与所述外缸套的内表面之间具有环形的空隙。

优选地，所述外缸套具有开孔，所述检漏件通过所述开孔与所述空隙连通。

优选地，所述底座具有螺纹口，所述内缸套下端开有螺纹，所述内缸套通过所述螺纹与所述底座的所述螺纹口连接。

根据本申请的技术方案，由于导向块与外缸套的内壁之间的距离更小，所以在密封环被压缩过程中，若套管在竖直方向发生倾斜，导向块会首先与外缸套的内壁相抵触，来阻止套管进一步倾斜，保证了密封环始终受到竖直方向的压力，保证了检测装置的可靠性。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。下文中叙述的竖直方向、径向方向是以图2作为基准叙述的。附图中：

图1是本申请一个实施例密封环密封性能检测装置的结构示意图；

图2是图1所示检测装置的剖视图；

图3是图2所示检测装置的A向示意图；

图4是压缩时密封环与套管的位置关系图；

图5是本申请一个实施例的内固定组件与内缸套、外缸套的位置关系示意图；

图6是本申请一个实施例外缸套与套管的位置关系示意图；

图7是图6的剖视图；

图8是本申请一个实施例套管的结构示意图；

图9是本申请一个实施例外缸套的结构示意图；

图10是本申请一个实施例外缸套、底座、内侧挡板、外侧挡板的位置关系示意图；

图11是图10的俯视图。

图中的附图标记如下：

1-外缸套，101-外缸套上凸起，102-外缸套下凸起；

2-底座，3-内缸套，

4-套管，41-下端受力部，42-上端受力部，43-导向块，44-套管贯通孔，45-中空部；

5-挡片，6-水活塞，7-法兰，8-螺母，

9-内固定组件，91-固定杆，92-内侧挡板，93-竖向通槽，94-水平通槽，95-外侧挡板；

10-密封环；

11-间隙，110-空隙；

12-限位环；

13-固定臂；

F-轴向压力。

具体实施方式

如图1-图4所示，一种对密封环10的密封性能进行检测的检测装置，包括内缸套3、外缸套1、提供轴向压力F的正向施压件、套管4、限位环12及检漏件。

其中，内缸套3与外缸套1均在竖直方向且同轴设置。如图2和图7所示，外缸套1套设于内缸套3的外部。在内缸套3和外缸套1之间形成有环形的间隙11，密封环10套设在内缸套3的外表面并置于间隙11内，并在密封环10受预定大小的轴向压力作用而致密封环10被轴向的压缩时，密封环10进行径向的向外凸起和径向的向内凸起来分别与外缸套1的内表面和内缸套3的外表面密封。

其中，如图7和图8所示，套管4具有沿套管4的轴向方向延伸的中空部45、下端受力部41、上端受力部42以及在套管4的外表面凸起的导向块43。下端受力部41因中空部45而为环形，导向块43靠近下端受力部41，环形的下端受力部41连同导向块43能插入环形的间隙11内。在密封环10被压缩过程中，下端受力部41直接与密封环10相抵触来直接向密封环10施加轴向压力，上端受力部42与正向施压件相抵触来向下端受力部41传递轴向压力，并且上端受力部42插入中空部45来防止内缸套3与套管4相抵触。

其中，如图7所示，限位环12凸出地设置在内缸套3的外表面上并位于间隙11内，限位环12用于防止套设在内缸套3的外表面的密封环10在压缩前以及压缩后下滑。在图2中，限位环12位于内缸套3的下半部分，并且间隙11与空隙110基本以限位环12作空间分割。

其中，检漏件在密封环10被压缩后与间隙11连通，并在密封环10被压缩后向密封环10施加高压的气体或液体来检测被压缩后的密封环10是否有泄漏。以图2为例，检漏件提供高压的液体通入图2所示的空隙110内，通过观察密封环10上表面与外缸套1和内缸套3的接触处是否有液体泄漏以及漏液多少，可以检测出密封环10是否密封及密封是否严密。

若密封环10受到的压力与轴向方向偏差较大，则密封环10因该倾斜的压力会导致密封环10的上表面受力不均，外缸套1的内表面和内缸套3的外表面受到密封环10的压力会增大或减小，当减小时会引起密封失效，这与实际工作中密封环10的上表面均匀地受到轴向方向压力的情况不符，故而在对密封环10做密封检测时需要确保密封环10受到的压力始终处于轴向方向或者与轴向方向的偏离在可接受范围之内。在本申请中，导向块43靠近下端受力部41，当下端受力部41对密封环10施加轴向压力F时，导向块43跟随下端受力部41进入内缸套3和外缸套1之间的间隙11内。由于导向块43与外缸套1的内壁之间的距离更小，所以在密封环10被压缩过程中，若套管4在竖直方向发生倾斜，导向块43首先与外缸套1的内壁相抵触，来阻止套管4进一步倾斜，保证了密封环10始终受到竖直方向的压力，保证了检测装置的可靠性。

通过本申请将密封环10限定于竖直方向，在轴向压力F的作用下，密封环10只能在外缸套1和内缸套3限定的间隙11内发生形变，此时使用检漏仪向密封环10施加高压的气体或液体就能检测出被压缩后的密封环10是否有泄漏。通过本申请的检测装置，能在密封环10被使用前来预先对密封环10的密封性能进行检测，只有达到密封要求的同一批次的密封环才能视为合格产品，减少密封环10在实际使用过程中出现的泄漏问题。

关于上述的间隙11：由于内外缸套3、1需要对密封环10的内外表面分别进行密封，所以需要在内缸套3和外缸套1之间需要设置间隙11，该间隙11应与密封环10的形状相适应，即应该为圆环形。密封环10在被压缩前能自上而下的放置于间隙11内，并在密封环10受预定大小的轴向压力F作用而致密封环10被轴向压缩时，密封环10在进行径向的向外凸起和径向的向内凸起来分别与外缸套1和内缸套3贴合。所以，间隙11的大小与轴向压力F的大小和密封环10的形变能力都具有关系，也就是说可以设置恒定大小的间隙11，通过调整轴向压力F的大小来使得不同形变能力的密封环10能起到密封作用，以作检测。

如图1所示实施例的正向施压件，包括上固定板7、固定臂13和为水活塞6的伸缩件。固定臂13的上端与上固定板7连接而下端与设置于外缸套1底部的底座2连接，水活塞6的上端与上固定板7相抵触从而能对密封环10施加轴向压力。上固定板7与固定臂13通过螺栓8连接，底座2与固定臂13也通过螺栓连接，这样的设计能方便地将固定臂13安装和拆卸。

观察图8，下端受力部41为环形，下端受力部41的壁厚设置为，当套管4承受轴向压力F时，包含下端受力部41在内的套管4的至少一部分尤其是靠下的部分能被压入至间隙11内。可以看出，当下端受力部41的壁厚较小时，能够较为容易地插入间隙11内，若如此，则在压缩时密封环10的上表面处将承受较大的压强，容易造成密封环10的压溃。所以若仅考虑压溃问题，经过试验，下端受力部41的壁厚与间隙11宽度之差小于等于3毫米为宜。考虑到导向块43凸起于套管4的外表面，环形的下端受力部41连同导向块43插入环形的间隙11内时，导向块43与外缸套1的内表面之间的水平距离不大于1.2mm，这样导向块43既能较容易地插入环形的间隙11内，又能保证密封环10的上表面相对均匀地受到轴向方向压力。另外，在套管4压缩密封环10时，密封环10的上表面会产生肩突，若在额定的轴向压力作用下肩突发生破裂则密封环10不合格。当导向块43与肩突抵触时会影响肩突继续胀大，所以导向块43应与下端受力部41保持一定的距离，以免影响检测。经过试验分析，当导向块43与下端受力部41的竖直距离不大于10mm时，可以防止密封环10产生的肩突与导向块43相抵触，保证了检测效果的准确性。

关于挡片5，挡片5作为一个独立的部件，堵住了中空部45上端的开孔。水活塞6对套管4施加轴向压力F时，挡片5不但能起到起到缓冲作用，而且在挡片5被压溃后还容易更换。挡片5可以具有中央设置的凹槽，相应地，水活塞6的下端设置有与该凹槽相配的凸起，以方便水活塞6与挡片5对准。

外侧挡板95与外缸套1的内表面之间具有环形的空隙110。外缸套1具有开孔，检漏件通过开孔与空隙110连通。底座2分别与外侧挡板95和外缸套1密封连接，连同被压缩的密封环10能够形成一个密闭空间，方便检漏仪向空隙110通入高压的气体或液体来对密封环10检测。

为了检测密封环10能否承受住高温高压，在本申请的一个实施例中，检测装置包括加热件，加热件对密封环10直接地或间接地进行加热来使密封环10达到预定温度。在一个间接加热的实施例中，加热件包覆在外缸套1的外表面上。在密封环10被压缩后，加热件通过自发热来间接通过外缸套1对密封环10加热，例如加热件可以与密封环10高度相同且在水平方向平齐设置。在一个示意性的实施例中，加热件可以为加热电阻。在一个直接加热的实施例中，加热件外置于外缸套1且与空隙110连通，加热件能向空隙110内通入高温的气体或液体，该高温的气体或液体直接地作用于密封环10。进一步优选地，加热件本身可以充当检漏件。例如，当通入的为高温饱和蒸汽时，会对密封环10同时产生高温和高压的作用。

如图5和图11所示，内固定组件9包括一个长形的在内缸套3的径向方向延伸的固定杆91和处于外缸套1和内缸套3之间的内侧挡板92。内侧挡板92开设有供固定杆91进入的竖向通槽93，固定杆91连接于内缸套3下端部的外表面，内侧挡板92的底端固定连接于将外缸套1底部密封的底座2上。内侧挡板92开设有供固定杆91进入的竖向通槽93，内侧挡板92的底部开设有与竖向通槽93相通的水平通槽94。当固定杆91自上而下穿过竖向通槽93后，转动内缸套3，带动固定杆91相对于内侧挡板92转动，固定杆91容纳于水平通槽94内，以防止内缸套3在轴向方向发生位移。并且，内侧挡板92的整体形状与内缸套3的形状或者说内缸套3的底端的形状相同，均为圆环形。这样，内缸套3能很好的嵌入内侧挡板92所围成的圆环中，起到了对内缸套3一定的定位作用。内侧挡板92的外表面焊接有外侧挡板95，外侧挡板95位于外缸套1内且底端固定连接于底座2上。外侧挡板95的这种设计能够防止内缸套3在受到轴向压力作用时造成的内侧挡板92变形。

在一个实施例中，底座2具有螺纹口，内缸套3下端开有螺纹，内缸套3通过螺纹与底座2的螺纹口连接。同时结合固定杆91和水平通槽94的设计，能够确保在检测时内外缸套3、1连接的牢固性。

对密封环10检测前，需要将外缸套1移入上固定板7、左右固定臂13和底座2限定的空间内。为此，如图6、图9和图10所示，外缸套1上端部的外表面设置有在套管4的径向方向延伸的外缸套上凸起101，外缸套上凸起101的数量至少为两个，且至少两个外缸套上凸起101以外缸套1对称设置。可以手握外缸套上凸起101将外缸套1移动或者在中空的外缸套上凸起101插入铁条抬起移动，也可以将外缸套上凸起101置于液压叉车的上臂，通过操纵液压叉车将外缸套1移动。

对密封环10检测后，需要将内缸套3连同密封环10一起从外缸套1内取出。由于压缩后的密封环10紧密地贴合于内外缸套3、1，所以需要较大的轴向拉力才能将内缸套3取出。如图6、图7和图8所示，套管4的上端部设置有套管贯通孔44，套管贯通孔44在套管4的径向方向延伸。如图6、图9和图10所示，外缸套1下端部的外表面设置有在套管4的径向方向延伸的外缸套下凸起102。这样可以在套管贯通孔44内插入钢条并置于液压叉车的上臂，将外缸套下凸起102置于液压叉车的下臂，通过上臂向上移动来将内缸套3连同密封环10一起从外缸套1内取出。若液压叉车两个下臂之间的距离恒定而致外缸套下凸起102无法固定于液压叉车的下臂时，可以准备两条结为环状的钢索，并将钢索套入外缸套下凸起102开口向上的凹槽内和液压叉车的下臂。

在另外的实施例中，可以将套管贯通孔44替换为在套管4的上端部的外表面设置的套管凸起，将套管凸起置于液压叉车的上臂，将外缸套下凸起102置于液压叉车的下臂，同样可以通过上臂向上移动来将内缸套3连同密封环10一起从外缸套1内取出。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本申请的多个示例性实施例，但是，在不脱离本申请精神和范围的情况下，仍可根据本申请公开的内容直接确定或推导出符合本申请原理的许多其他变型或修改。因此，本申请的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。