一種耐高低溫高壓氫氣環(huán)境的材料試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及材料力學(xué)性能測試設(shè)備，旨在提供一種耐高低溫高壓氫氣環(huán)境的材料試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。該動(dòng)密封結(jié)構(gòu)包括環(huán)境箱，其底部具有向下延伸的管狀部件，內(nèi)部具有貫穿的通孔；在位于通孔兩端的加載桿與環(huán)境箱密封座的間隙柱面上分別設(shè)置導(dǎo)向環(huán)和動(dòng)密封件，使加載桿與環(huán)境箱密封座不直接接觸；在位于導(dǎo)向環(huán)和動(dòng)密封件之間的管狀部件的外側(cè)環(huán)設(shè)控溫夾套。本發(fā)明可控制動(dòng)密封處的溫度，避免環(huán)境箱內(nèi)試驗(yàn)氣體溫度對密封件的影響?？杀苊饧虞d桿與環(huán)境箱密封座間金屬直接接觸，引起磨損。提高密封的可靠性和使用壽命，避免頻繁更換動(dòng)密封件，實(shí)現(xiàn)了不受環(huán)境箱氣體試驗(yàn)溫度限制的高壓氫氣環(huán)境材料試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)密封。
【專利說明】一種耐高低溫高壓氫氣環(huán)境的材料試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料力學(xué)性能測試設(shè)備開發(fā)領(lǐng)域，特別涉及一種耐高低溫高壓氫氣環(huán)境的材料試驗(yàn)機(jī)動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]氫能具有轉(zhuǎn)化效率高、燃燒產(chǎn)物潔凈及用途多樣化等優(yōu)點(diǎn)，是新世紀(jì)重要的二次能源。實(shí)現(xiàn)氫能利用的產(chǎn)業(yè)化需使用大量的高壓設(shè)備，它們長期工作在高壓氫氣環(huán)境下，有可能因氫脆引起材料失效，造成災(zāi)難性后果。而在工作過程中其溫度并非始終保持在常溫，溫度的變化會(huì)使材料的氫脆敏感性產(chǎn)生較大的變化，從而對設(shè)備破壞的可能性產(chǎn)生重大影響。因此，為確保高壓氫系統(tǒng)長期、安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，必須對材料在不同溫度氫氣環(huán)境下的使用耐久性進(jìn)行測試和評價(jià)，以獲得溫度對材料氫脆敏感性的真實(shí)影響。
[0003]為借鑒現(xiàn)有的材料力學(xué)性能測試與評價(jià)方法，高壓氫氣環(huán)境材料耐久性試驗(yàn)設(shè)備多采用在現(xiàn)有試驗(yàn)機(jī)主機(jī)上對接高壓氫環(huán)境箱的形式。然而，該類設(shè)備的開發(fā)面臨一個(gè)共同的難題，就是環(huán)境箱內(nèi)高壓氫氣的泄漏防護(hù)問題，必須采用有效的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。而隨著測試溫度范圍的拓寬，溫度對動(dòng)密封材料的影響增加了動(dòng)密封的困難。低溫會(huì)導(dǎo)致密封材料摩擦系數(shù)的增加，加快動(dòng)密封件的磨損，從而導(dǎo)致泄漏，而高溫則容易引起密封材料的劣化，嚴(yán)重降低動(dòng)密封的可靠性。
[0004]目前，尚無既能耐低溫又能耐高溫同時(shí)耐氫脆性能良好的密封材料。而高壓氫氣環(huán)境材料試驗(yàn)機(jī)耐高低溫動(dòng)密封問題也尚未見有效的解決方案，嚴(yán)重制約了材料試驗(yàn)機(jī)在溫度范圍上的拓寬。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種耐高低溫高壓氫氣環(huán)境的材料試驗(yàn)機(jī)動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。
[0006]為解決技術(shù)問題，本發(fā)明采取以下措施:
[0007]提出一種耐高低溫高壓氫氣環(huán)境的材料試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，包括環(huán)境箱體、環(huán)境箱密封座和加載桿；所述環(huán)境箱密封座的底部具有向下延伸的管狀部件，其內(nèi)部具有貫穿的通孔，加載桿通過該通孔伸入至環(huán)境箱體的內(nèi)部；在位于通孔兩端的加載桿與環(huán)境箱密封座的間隙柱面上分別設(shè)置導(dǎo)向環(huán)和動(dòng)密封件，使加載桿與環(huán)境箱密封座不直接接觸；其中導(dǎo)向環(huán)設(shè)于靠近環(huán)境箱體的一端，動(dòng)密封件設(shè)于遠(yuǎn)離環(huán)境箱體的一端；在位于導(dǎo)向環(huán)和動(dòng)密封件之間的管狀部件的外側(cè)環(huán)設(shè)控溫夾套。
[0008]本發(fā)明中，所述控溫夾套固定安裝在環(huán)境箱密封座的管狀部件上，并通過控溫夾套密封件實(shí)現(xiàn)密封。
[0009]本發(fā)明中，所述環(huán)境箱密封座的上表面具有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，該凸臺(tái)結(jié)構(gòu)與環(huán)境箱體開口端的形狀相配合以實(shí)現(xiàn)環(huán)境箱體的密封。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:
[0011]1、通過將動(dòng)密封件的位置的外移、遠(yuǎn)離環(huán)境箱體，在環(huán)境箱密封座上設(shè)置控溫夾套且處于動(dòng)密封件與環(huán)境箱體之間，可控制動(dòng)密封處的溫度，避免環(huán)境箱內(nèi)試驗(yàn)氣體溫度對密封件的影響。
[0012]2、導(dǎo)向環(huán)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對加載桿的導(dǎo)向功能，同時(shí)可避免加載桿與環(huán)境箱密封座間金屬直接接觸，引起磨損。
[0013]3、通過對加載桿、環(huán)境箱密封座、控溫夾套、動(dòng)密封件的合理設(shè)計(jì)，提高密封的可靠性和使用壽命，避免頻繁更換動(dòng)密封件，實(shí)現(xiàn)了不受環(huán)境箱氣體試驗(yàn)溫度限制的高壓氫氣環(huán)境材料試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)密封。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明動(dòng)密封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中的附圖標(biāo)記為:試樣1、試樣夾具2、環(huán)境箱體3、環(huán)境箱密封座4、控溫夾套5、加載桿6、控溫夾套密封件7、導(dǎo)向環(huán)8、動(dòng)密封件9。

【具體實(shí)施方式】
[0017]本實(shí)施例中的耐高低溫高壓氫氣環(huán)境的材料試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，包括環(huán)境箱體3、環(huán)境箱密封座4和加載桿6，環(huán)境箱密封座4的上表面具有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，該凸臺(tái)結(jié)構(gòu)與環(huán)境箱體3開口端的形狀相配合以實(shí)現(xiàn)環(huán)境箱體3的密封。
[0018]環(huán)境箱密封座4的底部具有向下延伸的管狀部件，其內(nèi)部具有貫穿的通孔，加載桿6通過該通孔伸入至環(huán)境箱體3的內(nèi)部；在位于通孔兩端的加載桿6與環(huán)境箱密封座4的間隙柱面上，分別設(shè)置導(dǎo)向環(huán)8和動(dòng)密封件9 ;導(dǎo)向環(huán)8和動(dòng)密封件9的運(yùn)用使得加載桿6與環(huán)境箱密封座4不直接接觸；其中導(dǎo)向環(huán)8設(shè)于靠近環(huán)境箱體3的一端，動(dòng)密封件9設(shè)于遠(yuǎn)離環(huán)境箱體3的一端。
[0019]在位于導(dǎo)向環(huán)8和動(dòng)密封件9之間環(huán)境箱密封座的管狀部件的外側(cè)環(huán)設(shè)控溫夾套5，控溫夾套5是固定安裝在管狀部件上的，并通過控溫夾套密封件7實(shí)現(xiàn)密封。
[0020]本實(shí)施例的使用方法:
[0021]環(huán)境箱體3與環(huán)境箱密封座4內(nèi)部充氣加壓形成密閉高壓氣體空間，加載桿6傳遞下部試驗(yàn)機(jī)載荷，可產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)，將載荷傳遞到環(huán)境箱內(nèi)部高壓氣體空間中的試樣加載部分，通過試樣夾具2傳遞到試樣I。導(dǎo)向環(huán)8對加載桿6進(jìn)行導(dǎo)向，同時(shí)避免加載桿6與環(huán)境箱密封座4間金屬直接接觸，引起磨損。環(huán)境箱內(nèi)部的高溫(或低溫)高壓氣體在通過加載桿6、環(huán)境箱密封座4之間間隙向動(dòng)密封件9傳輸?shù)耐局袝?huì)經(jīng)過控溫夾套5控制的區(qū)域，此時(shí)高溫(或低溫)高壓氣體與控溫夾套5中的導(dǎo)熱介質(zhì)發(fā)生熱交換，從而使動(dòng)密封件工作溫度保持在常溫狀態(tài)，不受環(huán)境箱內(nèi)高溫(或低溫)高壓氣體的溫度影響，實(shí)現(xiàn)了高壓氫氣環(huán)境材料試驗(yàn)機(jī)的耐高低溫動(dòng)密封設(shè)計(jì)。
[0022]以上所述，僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施案例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施案例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的結(jié)構(gòu)及技術(shù)內(nèi)容做出某些更動(dòng)或修改而成為等同變化的等效實(shí)施案例。
[0023]例如，本發(fā)明并不限定箱體內(nèi)的介質(zhì)為高壓氫氣，同樣適用于硫化氫氣體、二氧化碳?xì)怏w、高壓天然氣、高壓氫氣和天然氣混合氣體、高壓氮?dú)?、高壓氦氣、高壓氬氣等環(huán)境下材料的耐久性試驗(yàn)。
[0024]凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施案例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.耐高低溫高壓氫氣環(huán)境的材料試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，包括環(huán)境箱體、環(huán)境箱密封座和加載桿；其特征在于，所述環(huán)境箱密封座的底部具有向下延伸的管狀部件，其內(nèi)部具有貫穿的通孔，加載桿通過該通孔伸入至環(huán)境箱體的內(nèi)部；在位于通孔兩端的加載桿與環(huán)境箱密封座的間隙柱面上分別設(shè)置導(dǎo)向環(huán)和動(dòng)密封件，使加載桿與環(huán)境箱密封座不直接接觸；其中導(dǎo)向環(huán)設(shè)于靠近環(huán)境箱體的一端，動(dòng)密封件設(shè)于遠(yuǎn)離環(huán)境箱體的一端；在位于導(dǎo)向環(huán)和動(dòng)密封件之間的管狀部件的外側(cè)環(huán)設(shè)控溫夾套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述控溫夾套固定安裝在環(huán)境箱密封座的管狀部件上，并通過控溫夾套密封件實(shí)現(xiàn)密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述環(huán)境箱密封座的上表面具有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，該凸臺(tái)結(jié)構(gòu)與環(huán)境箱體開口端的形狀相配合以實(shí)現(xiàn)環(huán)境箱體的密封。
【文檔編號】G01N3/02GK104458405SQ201410727942
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】顧超華, 趙永志, 周池樓, 張鑫, 鄭津洋, 孫國有 申請人:浙江大學(xué)