[发明专利]相同压差下抽气与充气对应密封件气体泄漏量的实验方法

摘要

一种相同压差下抽气与充气对应密封件气体泄漏量的实验方法，属于气体密封泄漏测量领域。该方法利用气体泄漏量测试系统对密封件气体泄漏量进行测量。通过该装置可以测量密封件受到气体压差作用时，抽气实验和充气实验所对应的气体泄漏量，并且根据微通道内的气体流动，得到相同压差作用下，抽气实验和充气实验所对应的气体泄漏量以及两种气体泄漏量的相互关系。利用此关系，可以通过抽气实验测得的气体泄漏量得到充气实验对应的气体泄漏量，反之亦然。本方法操作简单，抽气实验和充气实验所对应的气体泄漏量的相互关系准确可靠。

主权项

1.一种相同压差下抽气与充气对应密封件气体泄漏量的实验方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)搭建实验系统：该系统包括充气装置、密封装置以及抽气装置；所述充气装置包括储气罐(1)、充气端压力控制阀(3)、充气端流量计(4)及充气端压力传感器(5)；所述密封装置包括密封件(8)、密封箱底座(7)、密封箱加载板(6)以及固定底座(9)，所述密封件(8)为异形密封件，且表面附有纤维织物(18)；密封箱加载板(6)与密封件(8)相互挤压接触将密封箱加载板(6)和密封箱底座(7)组合体分隔成一个高压腔(15)和一个低压腔(16)；所述抽气装置包括真空泵(14)、抽气端压力控制阀(13)、抽气端流量计(12)及抽气端压力传感器(11)；2)密封箱加载板(6)压缩密封件(8)时形成一系列的气体泄漏微通道(17)，气体在压差的作用下经过这些微通道(17)，由气压高的一侧流向气压低的一侧；通过这些微通道(17)的气体流量之和即为密封件(8)的气体泄漏量；3)对于微通道(17)内的气体流动，根据下式求得微通道(17)气体泄漏量为：对于一段长度的密封件(8)，得到整段密封件(8)的气体泄漏量，即从密封箱加载板(6)与密封件(8)接触区域的气体泄漏量为：式中，f(a,b,c,μ_vic,T)是关于微通道(17)的形状参数、气体运动粘度系数以及气体温度的函数，μ_vic为气体运动粘度系数，T为气体温度，N为微通道(17)数目，c为微通道(17)截面高度的一半，a为微通道(17)截面宽度的一半，b为微通道(17)截面长度，p_h为高压腔(15 )气体压强，p_l为低压腔(16)气体压强；4)分别通过抽气实验与充气实验两种实验方式测得高压腔(15)与低压腔(16)压强之差Δp＝p_h‑p_l所对应的气体泄漏量；4‑1)对于抽气实验，实验操作如下：a.搭建好实验系统后，将充气端压力控制阀(3)完全打开，高压腔(15)完全与大气连通，此时高压腔(15)的气体压强p_he通过充气端压力传感器(5)读出，再打开真空泵(14)，调节抽气端压力控制阀(13)，使得抽气端压力传感器(11)显示的低压腔(16)气体压强p_le＝p_he‑Δp；b.当充气端压力传感器(5)与抽气端压力传感器(11)的示数保持稳定后，这时充气端流量计(4)与抽气端流量计(12)示数相等，然后读取并记录流量计示数M_e，M_e即为抽气实验气体泄漏量；c.实验结束，关闭真空泵(14)，整理好实验设备供下次实验使用；4‑2)对于充气实验，实验操作如下：a.搭建好实验系统后，将抽气端压力控制阀(13)完全打开，低压腔(16)完全与大气连通，此时低压腔(16)的气体压强p_la通过抽气端压力传感器(11)读出，再打开储气罐(1)，调节充气端压力控制阀(3)，使得充气端压力传感器(5)显示的高压腔(15)气体压强p_ha＝p_la+Δp；b.当充气端压力传感器(5)与抽气端压力传感器(11)的示数保持稳定后，这时充气端流量计(4)与抽气端流量计(12)示数相等，然后读取并记录流量计示数M_a，M_a即为充气实验气体泄漏量；c.实验结束，关闭储气罐(1)，整理好实验设备供下次实验使用；5)高压腔(15)与低压腔(16)压强之差Δp＝p_h‑p_l所对应的抽气实验气体泄漏量为M_e，充气实验气体泄漏量为M_a，根据公式(2)得到：公式(3)，(4)中，f_e(a,b,c,μ_vic,T)与f_a(a,b,c,μ_vic,T)分别是抽气实验与充气实验关于微通道(17)形状参数、气体运动粘度系数以及气体温度的函数，N为密封件的微通道(17)数目；6)抽气实验 和充气实验中，a,b,c,μ_vic,T保持不变，所以f_e(a,b,c,μ_vic,T)＝f_a(a,b,c,μ_vic,T)，并且相同长度密封件的微通道数目N不变；7)联立公式(3)与公式(4)，得到相同压差的情况下，抽气实验与充气实验所对应的气体泄漏量之间的相互换算关系：