[发明专利]一种用于测量胶泥缓冲性能的高压密封测试装置

说明书

技术领域

 本发明涉及胶泥测试装置，涉及一种用于测量胶泥缓冲性能的高压密封测试装置。

背景技术

弹性胶泥材料是一种介于固体和液体之间的高分子化合物混熔体，有高弹性、可压缩性和粘稠流动性，其物理性能在－80℃～250℃范围内具有较高的稳定性、抗老化性、无臭、无毒，对环境和人员无污染。弹性胶泥集固、液两种属性于一体，具有存储、耗散机械能量等功能，以及其它液体不可比拟的可压缩性和高弹性。

将弹性胶泥材料引入缓冲、减振设备,主要是利用其弹性功能可在无复原弹簧条件下，实现缓冲器的复原回程；利用其可压缩性实现缓冲器的压缩行程；利用其粘稠流动性可以实现缓冲器密封难的问题。

以胶泥材料为介质的缓冲器种类繁多，但专门用来测量胶泥材料缓冲性能装置还是一片空白。为了对胶泥的缓冲性能进行测试，有必要研制一种测试装置。

发明内容

 本发明的目的是为了提供一种用于测量胶泥缓冲性能的高压密封测试装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于测量胶泥缓冲性能的高压密封测试装置，包括缸筒，缸筒内设置有活塞和活塞杆，缸筒的顶端为缸盖，底部为单向阀；其中活塞杆贯穿缸盖，缸盖内设置有四道密封结构，所述的四道密封结构包括两组O型密封圈和U型密封圈，分别安装在缸盖的两端，O型密封圈嵌在U型密封圈中，U型密封圈的唇口紧贴活塞杆，在缸盖内侧还固定有密封环；所述的单向阀和钢珠、档杆装配成一个具有单向阀的通道，安装到缸筒末端，旋转挡杆可以锁死，单向阀和档杆之间设有弹性垫片。

本测试装置缸盖内为四道密封结构，缸盖内采用了四道密封装置，O型密封圈组合和U型密封圈成两对，分别安装在缸盖的两头，利用缸盖密封环对其进行固定，在高压作用下，嵌在U型密封圈中的O型密封圈膨胀，迫使两个开口向里U型密封圈的唇口张开，死死抱住活塞杆，起到密封作用，另外，两个O型密封圈起着防尘和密封的作用；缸筒底部采用了三道密封结构，其中，挡杆和钢珠、单向阀装配后构成了一个具有单向阀通道，装配到缸筒后旋转挡杆一个角度，可以锁死，弹性垫片和具有自锁功能的注胶泥单向阀，在向测试装置里灌注胶泥的压力下，会处于紧紧锁死状态，解决了高压下该测试装置的密封问题；试验结束，旋转挡杆的角度，使挡杆对齐缸筒底部的凹槽，旋下单向阀，将本测试装置竖立静置，胶泥便可从卸压孔完全流出，从而实现重复灌注胶泥的功能，使测试装置可以重复使用，节约成本。

本发明测试装置的工作原理为，通过注胶泥的单向阀将弹性胶泥装入缸筒中，缸盖利用四道密封对其进行密封，缸筒底部利用三道密封对其进行密封，在万能压力机上对活塞杆进行加载，胶泥被压缩，体积缩小，在这一过程中胶泥接收部分外力动能并转化为胶泥的弹性性能；同时在外力作用下胶泥通过活塞与缸筒之间的摩擦间隙产生流动时发生摩擦以及胶泥的分子运动、分子链段和分子链的移动都要消耗部分外力动能并转化为热能；当外力减小或撤销后，胶泥自行体积膨胀，将活塞推向或推回原位。

进一步地，所述的活塞和活塞杆为一体结构，将活塞杆与活塞直接加工成一体化结构，在加工过程采用一次装卡、一次加工成型，避免了做成活塞杆、活塞再通过螺纹连接成一体，造成的两个零件积累误差，装配误差及装配后同心度误差。解决了活塞在运动过程中对缸筒的刮蹭现象，保证摩擦间隙均匀、测量的试验数据更准确。

所述的缸筒直径固定，活塞直径可变，这样，通过加工一系列直径不同的活塞，就可以获得一系列的活塞和缸筒之间的摩擦间隙，可以实现测量胶泥缓冲性能与不同摩擦间隙的关系。

所述的缸筒容积固定，活塞杆长度可变、活塞厚度可变，这样，通过制作一系列不同长度的活塞杆，不同厚度的活塞，随着活塞杆行程的不同，实现测量胶泥缓冲性能与不同体积压缩率的关系。

所述的活塞上设有回流孔，随着回流孔数量的不同，在外力减小或撤销后，实现回程过程中胶泥材料回弹速度不同，解决了测量胶泥缓冲性能与不同胶泥运动粘度的关系。

本测试装置是在高压状态下进行测试工作，属于高压密封装置，试验过程中腔内压强可达120MPa，缸盖内采用了四道密封；缸筒底部采用了三道密封装置，实现了高压密封。制作时，只需加工一系列的直径不同、厚度不同的活塞和长度不同的活塞杆，各个零部件可以重复使用，可以实现对胶泥材料在不同摩擦间隙（0.2mm-2mm）、不同的体积压缩率（5%-25%）、不同运动粘度下（1×107CST-2×107CST）缓冲性能的测量。