[发明专利]一种可分析O型圈截面直径对高压密封性能影响的内倾斜角测试装置

说明书

一种可分析O型圈截面直径对高压密封性能影响的内倾斜角测试装置，包括筒体，活动盖的中下部伸入筒体与筒体连接，活动盖的下部为锥形结构，测试用O型圈设置于该锥形结构外侧壁的环形密封槽中，活动盖通过中部外侧壁上凸起的螺旋块与筒体内侧壁的螺旋槽配合实现旋转，筒体底部连通进气管路和出气管路，活动盖的中部为环形凸起，螺旋块设置在环形凸起外的底侧位置，螺旋面带有内倾斜角，相应地，筒体内部均布有螺旋槽，且螺旋槽特征角与螺旋块相关特征角匹配。本发明通过活动盖底部密封槽和筒体锥面配合间隙的改变，实现测试用O型圈截面直径的控制，通过压力检测表以及阀门配合实现测试装置的气体回收、超压溢流和压力波动下卸荷。

技术领域

本发明属于高压气体密封技术领域，特别涉及一种可分析O型圈截面直径对高压密封性能影响的内倾斜角测试装置。

背景技术

密封部件是高压储氢容器不可缺少的重要组成部分，其往往又是最薄弱环节，尤其在高压氢气环境下，其使用条件更加苛刻。高压氢气密封技术是确保高压储氢容器安全可靠使用必不可少的关键技术，密封效果的好坏，直接影响到高压储氢容器能否维持所需的内部压力以及发生氢气泄漏的可能性，进而影响到相关操作人员的生命安全和设备的财产安全。因此，有必要对高压氢气密封部件进行研究。

高压储氢容器用密封部件中使用最普遍的是橡胶O型圈，其工作原理在于：通过装配时过盈预紧使O型圈发生形变产生接触应力；工作状态时，高压介质进入密封沟槽产生压力，将O型圈挤入沟槽一侧，表面接触应力进一步增大；当O型圈表面接触应力大于介质压力时，O型圈起到应有的密封作用；此外，还需避免O型圈在工作过程中发生挤出失效或者因应力集中过大而产生裂纹引起失效。

在密封圈截面形状不变(“O”型)的情况下，密封接触应力和应力分布将与密封圈截面直径密切相关，特别是密封圈截面直径亦直接关乎密封沟槽处应力集中对其整体的影响程度，选取合适的密封圈截面直径可在保证橡胶O型圈密封性能的同时有效地避免其挤出失效。需要分析橡胶O型圈截面直径对高压密封性能影响，比较不同截面直径橡胶O型圈所能达到的最高密封介质压力，并以此为基础实现密封圈参数的优化和密封性能的提高。而目前的测试装置主要实现了不同橡胶O形圈线径变化影响的分析，针对O型圈截面直径对高压密封性能影响的测试装置不够成熟，导致对于不同截面直径橡胶O型圈所能达到的最高密封介质压力的分析难以进行，为高压氢气用橡胶O形圈截面直径的选取增加了困难。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可分析O型圈截面直径对高压密封性能影响的内倾斜角测试装置，可以分析不同截面直径橡胶O型圈所能达到的最高密封介质压力，且测量更为准确。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可分析O型圈截面直径对高压密封性能影响的内倾斜角测试装置，其特征在于，包括筒体5，活动盖4的中下部伸入筒体5与筒体5连接，活动盖4的下部为锥形结构，筒体5相应内侧壁为与该锥形结构匹配的锥面结构，测试用O型圈7设置于该锥形结构外侧壁的环形密封槽中，活动盖4通过中部外侧壁上凸起的螺旋块与筒体5内侧壁的螺旋槽配合实现旋转，所述筒体5的底部通过气管13连通进气管路和出气管路，所述进气管路上沿进气方向依次设置有气瓶24、增压箱23、进气管路控制阀22和压力检测表21，所述出气管路上并联设置有出气管路溢流阀17、出气管路控制阀18和出气管路电磁阀20，出气管路末端连接气体回收瓶19，其中，所述活动盖4的中部为环形凸起，螺旋块设置在环形凸起外的底侧位置，螺旋角为θ，螺旋面带有内倾斜角α，相应地，筒体5内部设置有与螺旋块数量一致的螺旋槽，且螺旋槽特征角与螺旋块相关特征角匹配。

所述活动盖4的顶部通过压紧螺钉1安装有压顶环2和启闭杆3，利用启闭杆3逆时针或顺时针的旋转，带动活动盖4逆时针或顺时针的旋转，通过螺旋块和螺旋槽对应螺旋面的配合实现活动盖4垂直方向即轴向的升降，进而通过环形密封槽和筒体5锥面配合间隙的改变，实现测试用O型圈7截面直径的控制。