一種密封件接觸界面氣體泄漏率的測量系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種密封件接觸界面氣體泄漏率的測量系統(tǒng)及方法，屬于氣體密封測量領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括進(jìn)氣裝置、測量裝置和排氣裝置；進(jìn)氣裝置包括儲(chǔ)氣罐、進(jìn)氣端壓力控制閥、進(jìn)氣端流量計(jì)、進(jìn)氣端壓力傳感器及進(jìn)氣端開關(guān)閥門，并依次通過進(jìn)氣管道相連；所述測量裝置包括實(shí)驗(yàn)艙體、密封件和支撐底座；排氣裝置包括真空泵、排氣端壓力控制閥、排氣端流量計(jì)、排氣端壓力傳感器及排氣端開關(guān)閥門，并依次通過排氣管道相連；實(shí)驗(yàn)時(shí)，使實(shí)驗(yàn)艙體底部與密封件完全接觸，通過多次改變施加在實(shí)驗(yàn)艙體上的壓力，即可得到不同接觸應(yīng)力下不同方向密封件接觸界面氣體泄漏率。本系統(tǒng)各部件的連接和拆卸方便，結(jié)構(gòu)簡單，測量方法簡便，測量結(jié)果準(zhǔn)確。
【專利說明】-種密封件接觸界面氣體泄漏率的測量系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及密封接觸界面氣體泄漏率測試的系統(tǒng)和方法，屬于氣體密封測量技術(shù) 領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 密封件是防止流體或固體微粒從相鄰結(jié)合面間泄漏W及防止外界雜質(zhì)如灰塵與 水分等侵入機(jī)器設(shè)備內(nèi)部的一種重要零部件，廣泛應(yīng)用于航天航空、汽車制造、精密儀器、 水利工程等重要領(lǐng)域，在保證儀器設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)環(huán)境等方面起到了重要作用。在密封 系統(tǒng)服役過程中，是否發(fā)生泄漏W及密封接觸界面上沿不同方向的氣體泄漏率，是評(píng)價(jià)密 封裝置密封性的關(guān)鍵因素。
[0003] 現(xiàn)有的密封制品中，存在大量的表面附有織物的密封產(chǎn)品W減小摩擦磨損，延長 使用壽命，如大型飛機(jī)艙口密封件。由于織物結(jié)構(gòu)的各向異性，氣體在接觸界面不同方向上 的泄漏率也不同。傳統(tǒng)的氣體泄漏方法主要分為兩種，一種是針對(duì)密封件或密封裝置整體 泄漏情況進(jìn)行檢測，該方法無法直接針對(duì)接觸界面，無法考慮接觸界面的方向性；另一種是 針對(duì)泄漏點(diǎn)采用超聲或失蹤氣體的方法來檢測，該類方法只能對(duì)單個(gè)泄漏點(diǎn)逐點(diǎn)檢測，不 能解決接觸密封的測量問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種密封接觸界面氣體泄漏率的測量系統(tǒng)及方法，用于測量 接觸界面不同接觸應(yīng)力下不同方向的氣體泄漏率。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是；一種密封件接觸界面氣體泄漏率的 測量系統(tǒng)，其特征在于；該系統(tǒng)包括進(jìn)氣裝置、測量裝置和排氣裝置；所述進(jìn)氣裝置包括儲(chǔ) 氣罐、進(jìn)氣端壓力控制閥、進(jìn)氣端流量計(jì)、進(jìn)氣端壓力傳感器W及進(jìn)氣端開關(guān)閥口；所述測 量裝置包括實(shí)驗(yàn)艙體、密封件和支撐底座；密封件放置在支撐底座上，密封件各方向尺寸均 大于實(shí)驗(yàn)艙體的底部，使實(shí)驗(yàn)艙體的底部與密封件完全接觸；所述排氣裝置包括真空累、排 氣端壓力控制閥、排氣端流量計(jì)、排氣端壓力傳感器W及排氣端開關(guān)閥口；所述進(jìn)氣端壓力 控制閥、進(jìn)氣端流量計(jì)、進(jìn)氣端壓力傳感器W及進(jìn)氣端開關(guān)閥口依次通過進(jìn)氣管道相連；所 述真空累、排氣端壓力控制閥、排氣端流量計(jì)、排氣端壓力傳感器W及排氣端開關(guān)閥口依次 通過排氣管道相連；所述進(jìn)氣管道與所述排氣管道分別與所述實(shí)驗(yàn)艙體相連接。
[0006] 上述技術(shù)方案中，所述儲(chǔ)氣罐與進(jìn)氣端壓力控制閥通過進(jìn)氣軟管相連；所述實(shí)驗(yàn) 艙體的底部開口為長方形；所述密封件為片狀試樣。
[0007] 本發(fā)明提供的一種密封件接觸界面氣體泄漏率的方法，其特征在于所述方法包括 如下步驟：
[000引 1)當(dāng)實(shí)驗(yàn)艙體處于正壓情況下：
[0009] a.設(shè)第一種實(shí)驗(yàn)艙體底面開口的長方形長度為bi，寬度為a,實(shí)驗(yàn)艙體厚度為1， 將實(shí)驗(yàn)艙體放置在片狀密封件上，使兩者密封接觸；
[0010] b.在實(shí)驗(yàn)艙體上部施加預(yù)定壓力，使得接觸界面總壓力為Fi，接觸應(yīng)力為：

【權(quán)利要求】
1. 一種密封件接觸界面氣體泄漏率的測量系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括進(jìn)氣裝置、 測量裝置和排氣裝置；所述進(jìn)氣裝置包括儲(chǔ)氣罐（1)、進(jìn)氣端壓力控制閥（3)、進(jìn)氣端流量 計(jì)（5)、進(jìn)氣端壓力傳感器（6)以及進(jìn)氣端開關(guān)閥門（7);所述測量裝置包括實(shí)驗(yàn)艙體（8)、 密封件（9)和支撐底座（16);密封件（9)放置在支撐底座（16)上，密封件（9)各方向尺寸 均大于實(shí)驗(yàn)艙體（8)的底部，使實(shí)驗(yàn)艙體（8)的底部與密封件（9)完全接觸；所述排氣裝置 包括真空泵（15)、排氣端壓力控制閥（14)、排氣端流量計(jì)（13)、排氣端壓力傳感器（12)以 及排氣端開關(guān)閥門（10);所述進(jìn)氣端壓力控制閥（3)、進(jìn)氣端流量計(jì)（5)、進(jìn)氣端壓力傳感 器（6)以及進(jìn)氣端開關(guān)閥門（7)依次通過進(jìn)氣管道⑷相連；所述真空泵（15)、排氣端壓 力控制閥（14)、排氣端流量計(jì)（13)、排氣端壓力傳感器（12)以及排氣端開關(guān)閥門（10)依 次通過排氣管道（11)相連；所述進(jìn)氣管道（4)與所述排氣管道（11)分別與所述實(shí)驗(yàn)艙體 (8)相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密封件接觸界面氣體泄漏率的測量系統(tǒng)，其特征在于： 所述儲(chǔ)氣罐（1)與進(jìn)氣端壓力控制閥（3)通過進(jìn)氣軟管（2)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密封件接觸界面氣體泄漏率的測量系統(tǒng)，其特征在于： 所述實(shí)驗(yàn)艙體（8)的底部開口為長方形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密封件接觸界面氣體泄漏率的測量系統(tǒng)，其特征在于： 所述密封件（9)為片狀試樣。
5. -種采用權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)的密封件接觸界面氣體泄漏率的方法，其特征 在于所述方法包括如下步驟： 1)當(dāng)實(shí)驗(yàn)艙體處于正壓情況下： a.設(shè)第一種實(shí)驗(yàn)艙體（8)底面開口的長方形長度為Id1，寬度為a，實(shí)驗(yàn)艙體（8)厚度為 1，將實(shí)驗(yàn)艙體（8)放置在片狀密封件（9)上，使兩者密封接觸； b?在實(shí)驗(yàn)艙體（8)上部施加預(yù)定壓力，使得接觸界面（17)總壓力為F1，接觸應(yīng)力為：
c. 關(guān)閉排氣端開關(guān)閥門（10)，連接儲(chǔ)氣罐（1)，檢查并確定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)氣密性良好后，打 開進(jìn)氣端開關(guān)閥門（7)和儲(chǔ)氣罐（1)閥門，調(diào)節(jié)進(jìn)氣端壓力控制閥（3)，使實(shí)驗(yàn)艙體（8)內(nèi) 壓力大于大氣壓，觀察進(jìn)氣端壓力傳感器（6); d. 當(dāng)進(jìn)氣端壓力傳感器（6)示數(shù)保持穩(wěn)定后，記錄進(jìn)氣端流量計(jì)（5)示數(shù)Qal; e. 關(guān)閉儲(chǔ)氣罐（1)，取第二種實(shí)驗(yàn)艙體（8)，使其與密封件（9)所圍底面的長度為b2， b2#bi，寬度為a長方形，重復(fù)步驟b至c,使這時(shí)的接觸應(yīng)力與第一種實(shí)驗(yàn)時(shí)的接觸應(yīng)力
f. 當(dāng)進(jìn)氣端壓力傳感器（6)示數(shù)保持穩(wěn)定后，記錄進(jìn)氣端流量計(jì)（5)示數(shù)Qa2; g. 計(jì)算密封件（9)在該接觸應(yīng)力下的泄漏率：
上接觸界面（17)單位長度泄漏率，qb為長度方向上接觸界面（17)的泄漏率，q。為拐角處 泄漏率； 若長度方向尺寸及厚度不發(fā)生改變，僅改變寬度方向尺寸，則根據(jù)上述方法即得到qa; h.多次改變步驟b中施加在實(shí)驗(yàn)艙體（8)上的壓力，重復(fù)步驟a至g，列出作用在實(shí)驗(yàn) 艙體（8)處于正壓情況下，受到不同壓力時(shí)密封件（9)的泄漏率，即可得到不同接觸應(yīng)力下 不同方向接觸界面（17)氣體泄漏率。 2)當(dāng)實(shí)驗(yàn)艙體處于負(fù)壓情況下： a.設(shè)第一種實(shí)驗(yàn)艙體（8)底面開口的長方形長度為Id1，寬度為a，實(shí)驗(yàn)艙體（8)厚度為 1，將實(shí)驗(yàn)艙體（8)放置在片狀密封件（9)上，使兩者密封接觸； b?在實(shí)驗(yàn)艙體（8)上部施加預(yù)定壓力，使得接觸界面（17)總壓力為F1，接觸應(yīng)力為：
c. 關(guān)閉進(jìn)氣端開關(guān)閥門（7)，連接真空泵（15)，檢查并確定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)氣密性良好后，打 開排氣端開關(guān)閥門（10)和真空泵（15)，調(diào)節(jié)排氣端壓力控制閥（14)，使實(shí)驗(yàn)艙體（8)內(nèi)壓 力小于大氣壓，觀察排氣端壓力傳感器（12); d. 當(dāng)排氣端壓力傳感器（12)示數(shù)保持穩(wěn)定后，記錄排氣端流量計(jì)（13)示數(shù)Qbl; e. 關(guān)閉真空泵（15)，取第二種實(shí)驗(yàn)艙體（8)，使其與密封件（9)所圍底面為長度為b2，b2#bi，寬度為a的長方形，重復(fù)步驟b至c，使此時(shí)的接觸應(yīng)力與上述接觸應(yīng)力相同，所以
f. 當(dāng)排氣端壓力傳感器示數(shù)（12)保持穩(wěn)定后，記錄排氣端流量計(jì)（13)示數(shù)Qb2; g. 計(jì)算密封件（9)在該接觸應(yīng)力下的泄漏率：
上接觸界面（17)單位長度泄漏率，qb為長度方向上接觸界面（17)的泄漏率，q。為拐角處 泄漏率； 若長度方向尺寸及厚度不發(fā)生改變，僅改變寬度方向尺寸，則根據(jù)上述方法同樣得到 Qa； h. 多次改變步驟b中施加在實(shí)驗(yàn)艙體（8)上的壓力，重復(fù)步驟a至g，列出作用在實(shí)驗(yàn) 艙體（8)處于負(fù)壓情況下，受到不同壓力時(shí)密封件（9)的泄漏率，即可得到不同接觸應(yīng)力下 不同方向接觸界面（17)氣體泄漏率。
【文檔編號(hào)】G01M3/26GK104502038SQ201410797661
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】姚學(xué)鋒, 柯玉超, 董弋鋒, 楊恒 申請(qǐng)人:清華大學(xué)