本申請涉及密封技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在高溫或/和高壓環(huán)境下對密封環(huán)的密封性能進行檢測的檢測裝置。

背景技術(shù)：

密封環(huán)是工業(yè)產(chǎn)品中普遍使用的一種密封件，密封環(huán)一般采用橡膠類材料制成。各領(lǐng)域?qū)γ芊猸h(huán)可承受的壓力和溫度的要求不同，為了測定密封環(huán)是否符合要求，需要對密封環(huán)進行檢測。例如在石油行業(yè)中，采油使用的膠筒也可以視為密封環(huán)的一種，若膠筒無法承受采油要求的壓力和溫度，則會導致膠筒密封失效，嚴重影響采油產(chǎn)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請的目的在于提供一種對密封環(huán)的密封性能進行檢測的技術(shù)，來預先對密封環(huán)的密封性能進行檢測，減少密封環(huán)在實際使用過程中出現(xiàn)的泄漏問題。

根據(jù)本申請的一個方面，提供一種密封環(huán)密封性能的檢測裝置，包括：

在豎直方向設(shè)置的內(nèi)缸套；

在豎直方向設(shè)置的外缸套，與所述內(nèi)缸套同軸設(shè)置且套設(shè)于所述內(nèi)缸套的外部；所述內(nèi)缸套和所述外缸套之間形成有環(huán)形的間隙，所述間隙的大小設(shè)置為，允許所述密封環(huán)套設(shè)在所述內(nèi)缸套的外表面并置于所述間隙內(nèi)，并在所述密封環(huán)受預定大小的軸向壓力作用而致所述密封環(huán)被軸向的壓縮時，所述密封環(huán)進行徑向的向外凸起和徑向的向內(nèi)凸起來分別與所述外缸套和所述內(nèi)缸套密封；

正向施壓件，用于提供所述軸向壓力；

套管，具有沿所述套管的軸向方向延伸的中空部、下端受力部、上端受力部以及在所述套管的外表面凸起的導向塊；其中，所述下端受力部因所述中空部而為環(huán)形，所述導向塊靠近所述下端受力部，環(huán)形的所述下端受力部連同所述導向塊能插入環(huán)形的所述間隙內(nèi)；在所述密封環(huán)被壓縮過程中，所述下端受力部直接與所述密封環(huán)相抵觸來直接向所述密封環(huán)施加所述軸向壓力，所述上端受力部與所述正向施壓件相抵觸來向所述下端受力部傳遞所述軸向壓力，并且所述上端受力部插入所述中空部來防止所述內(nèi)缸套與所述套管相抵觸；在所述密封環(huán)被壓縮過程中，若所述套管在豎直方向發(fā)生傾斜，所述導向塊首先與所述外缸套的內(nèi)壁相抵觸，來阻止所述套管進一步傾斜；

限位環(huán)，凸出地設(shè)置在所述內(nèi)缸套的外表面上并位于所述間隙內(nèi)，用于防止套設(shè)在所述內(nèi)缸套的外表面的所述密封環(huán)在壓縮前以及壓縮后下滑；

檢漏件，在所述密封環(huán)被壓縮后與所述間隙連通，并在所述密封環(huán)被壓縮后向所述密封環(huán)施加高壓的氣體或液體來檢測被壓縮后的所述密封環(huán)是否有泄漏。

優(yōu)選地，環(huán)形的所述下端受力部連同所述導向塊插入環(huán)形的所述間隙內(nèi)時，所述導向塊與所述外缸套的內(nèi)表面之間的水平距離不大于1.2mm。

優(yōu)選地，所述導向塊與下端的所述下端受力部的豎直距離不大于10mm，以防止所述密封環(huán)產(chǎn)生的肩突與所述導向塊相抵觸。

優(yōu)選地，所述套管的上端部的外表面設(shè)置的套管凸起，所述套管凸起具有開口向下的凹槽；

所述外缸套下端部的外表面設(shè)置在所述套管的徑向方向延伸的外缸套下凸起，所述外缸套下凸起具有開口向上的凹槽。

優(yōu)選地，所述套管的上端部設(shè)置有套管貫通孔，所述套管貫通孔在所述套管的徑向方向延伸；

所述外缸套下端部的外表面設(shè)置有在所述套管的徑向方向延伸的外缸套下凸起，所述外缸套下凸起具有開口向上的凹槽。

優(yōu)選地，所述外缸套上端部的外表面設(shè)置有在所述套管的徑向方向延伸的外缸套上凸起，所述外缸套上凸起的數(shù)量至少為兩個，且至少兩個所述外缸套上凸起以所述外缸套對稱設(shè)置。

優(yōu)選地，內(nèi)固定組件，包括一個長形的在所述內(nèi)缸套的徑向方向延伸的固定桿和一個處于所述外缸套和內(nèi)缸套之間的內(nèi)側(cè)擋板，所述內(nèi)側(cè)擋板具有容納所述固定桿的卡槽；所述固定桿連接于所述內(nèi)缸套下端部的外表面，所述內(nèi)側(cè)擋板的底端固定連接于將所述外缸套底部密封的底座上；所述內(nèi)側(cè)擋板開設(shè)有供所述固定桿進入的豎向通槽，所述內(nèi)側(cè)擋板的底部開設(shè)有與所述豎向通槽相通的水平通槽；

所述內(nèi)側(cè)擋板的外表面焊接有外側(cè)擋板，所述外側(cè)擋板位于所述外缸套內(nèi)且底端固定連接于所述底座上。

優(yōu)選地，所述外側(cè)擋板與所述外缸套的內(nèi)表面之間具有環(huán)形的空隙。

優(yōu)選地，所述外缸套具有開孔，所述檢漏件通過所述開孔與所述空隙連通。

優(yōu)選地，所述底座具有螺紋口，所述內(nèi)缸套下端開有螺紋，所述內(nèi)缸套通過所述螺紋與所述底座的所述螺紋口連接。

根據(jù)本申請的技術(shù)方案，由于導向塊與外缸套的內(nèi)壁之間的距離更小，所以在密封環(huán)被壓縮過程中，若套管在豎直方向發(fā)生傾斜，導向塊會首先與外缸套的內(nèi)壁相抵觸，來阻止套管進一步傾斜，保證了密封環(huán)始終受到豎直方向的壓力，保證了檢測裝置的可靠性。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本申請的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。下文中敘述的豎直方向、徑向方向是以圖2作為基準敘述的。附圖中：

圖1是本申請一個實施例密封環(huán)密封性能檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示檢測裝置的剖視圖；

圖3是圖2所示檢測裝置的A向示意圖；

圖4是壓縮時密封環(huán)與套管的位置關(guān)系圖；

圖5是本申請一個實施例的內(nèi)固定組件與內(nèi)缸套、外缸套的位置關(guān)系示意圖；

圖6是本申請一個實施例外缸套與套管的位置關(guān)系示意圖；

圖7是圖6的剖視圖；

圖8是本申請一個實施例套管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本申請一個實施例外缸套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本申請一個實施例外缸套、底座、內(nèi)側(cè)擋板、外側(cè)擋板的位置關(guān)系示意圖；

圖11是圖10的俯視圖。

圖中的附圖標記如下：

1-外缸套，101-外缸套上凸起，102-外缸套下凸起；

2-底座，3-內(nèi)缸套，

4-套管，41-下端受力部，42-上端受力部，43-導向塊，44-套管貫通孔，45- 中空部；

5-擋片，6-水活塞，7-法蘭，8-螺母，

9-內(nèi)固定組件，91-固定桿，92-內(nèi)側(cè)擋板，93-豎向通槽，94-水平通槽，95- 外側(cè)擋板；

10-密封環(huán)；

11-間隙，110-空隙；

12-限位環(huán)；

13-固定臂；

F-軸向壓力。

具體實施方式

如圖1-圖4所示，一種對密封環(huán)10的密封性能進行檢測的檢測裝置，包括內(nèi)缸套3、外缸套1、提供軸向壓力F的正向施壓件、套管4、限位環(huán)12及檢漏件。

其中，內(nèi)缸套3與外缸套1均在豎直方向且同軸設(shè)置。如圖2和圖7所示，外缸套1套設(shè)于內(nèi)缸套3的外部。在內(nèi)缸套3和外缸套1之間形成有環(huán)形的間隙11，密封環(huán)10套設(shè)在內(nèi)缸套3的外表面并置于間隙11內(nèi)，并在密封環(huán)10 受預定大小的軸向壓力作用而致密封環(huán)10被軸向的壓縮時，密封環(huán)10進行徑向的向外凸起和徑向的向內(nèi)凸起來分別與外缸套1的內(nèi)表面和內(nèi)缸套3的外表面密封。

其中，如圖7和圖8所示，套管4具有沿套管4的軸向方向延伸的中空部 45、下端受力部41、上端受力部42以及在套管4的外表面凸起的導向塊43。下端受力部41因中空部45而為環(huán)形，導向塊43靠近下端受力部41，環(huán)形的下端受力部41連同導向塊43能插入環(huán)形的間隙11內(nèi)。在密封環(huán)10被壓縮過程中，下端受力部41直接與密封環(huán)10相抵觸來直接向密封環(huán)10施加軸向壓力，上端受力部42與正向施壓件相抵觸來向下端受力部41傳遞軸向壓力，并且上端受力部42插入中空部45來防止內(nèi)缸套3與套管4相抵觸。

其中，如圖7所示，限位環(huán)12凸出地設(shè)置在內(nèi)缸套3的外表面上并位于間隙11內(nèi)，限位環(huán)12用于防止套設(shè)在內(nèi)缸套3的外表面的密封環(huán)10在壓縮前以及壓縮后下滑。在圖2中，限位環(huán)12位于內(nèi)缸套3的下半部分，并且間隙 11與空隙110基本以限位環(huán)12作空間分割。

其中，檢漏件在密封環(huán)10被壓縮后與間隙11連通，并在密封環(huán)10被壓縮后向密封環(huán)10施加高壓的氣體或液體來檢測被壓縮后的密封環(huán)10是否有泄漏。以圖2為例，檢漏件提供高壓的液體通入圖2所示的空隙110內(nèi)，通過觀察密封環(huán)10上表面與外缸套1和內(nèi)缸套3的接觸處是否有液體泄漏以及漏液多少，可以檢測出密封環(huán)10是否密封及密封是否嚴密。

若密封環(huán)10受到的壓力與軸向方向偏差較大，則密封環(huán)10因該傾斜的壓力會導致密封環(huán)10的上表面受力不均，外缸套1的內(nèi)表面和內(nèi)缸套3的外表面受到密封環(huán)10的壓力會增大或減小，當減小時會引起密封失效，這與實際工作中密封環(huán)10的上表面均勻地受到軸向方向壓力的情況不符，故而在對密封環(huán)10做密封檢測時需要確保密封環(huán)10受到的壓力始終處于軸向方向或者與軸向方向的偏離在可接受范圍之內(nèi)。在本申請中，導向塊43靠近下端受力部 41，當下端受力部41對密封環(huán)10施加軸向壓力F時，導向塊43跟隨下端受力部41進入內(nèi)缸套3和外缸套1之間的間隙11內(nèi)。由于導向塊43與外缸套1 的內(nèi)壁之間的距離更小，所以在密封環(huán)10被壓縮過程中，若套管4在豎直方向發(fā)生傾斜，導向塊43首先與外缸套1的內(nèi)壁相抵觸，來阻止套管4進一步傾斜，保證了密封環(huán)10始終受到豎直方向的壓力，保證了檢測裝置的可靠性。

通過本申請將密封環(huán)10限定于豎直方向，在軸向壓力F的作用下，密封環(huán) 10只能在外缸套1和內(nèi)缸套3限定的間隙11內(nèi)發(fā)生形變，此時使用檢漏儀向密封環(huán)10施加高壓的氣體或液體就能檢測出被壓縮后的密封環(huán)10是否有泄漏。通過本申請的檢測裝置，能在密封環(huán)10被使用前來預先對密封環(huán)10的密封性能進行檢測，只有達到密封要求的同一批次的密封環(huán)才能視為合格產(chǎn)品，減少密封環(huán)10在實際使用過程中出現(xiàn)的泄漏問題。

關(guān)于上述的間隙11：由于內(nèi)外缸套3、1需要對密封環(huán)10的內(nèi)外表面分別進行密封，所以需要在內(nèi)缸套3和外缸套1之間需要設(shè)置間隙11，該間隙11 應與密封環(huán)10的形狀相適應，即應該為圓環(huán)形。密封環(huán)10在被壓縮前能自上而下的放置于間隙11內(nèi)，并在密封環(huán)10受預定大小的軸向壓力F作用而致密封環(huán)10被軸向壓縮時，密封環(huán)10在進行徑向的向外凸起和徑向的向內(nèi)凸起來分別與外缸套1和內(nèi)缸套3貼合。所以，間隙11的大小與軸向壓力F的大小和密封環(huán)10的形變能力都具有關(guān)系，也就是說可以設(shè)置恒定大小的間隙11，通過調(diào)整軸向壓力F的大小來使得不同形變能力的密封環(huán)10能起到密封作用，以作檢測。

如圖1所示實施例的正向施壓件，包括上固定板7、固定臂13和為水活塞 6的伸縮件。固定臂13的上端與上固定板7連接而下端與設(shè)置于外缸套1底部的底座2連接，水活塞6的上端與上固定板7相抵觸從而能對密封環(huán)10施加軸向壓力。上固定板7與固定臂13通過螺栓8連接，底座2與固定臂13也通過螺栓連接，這樣的設(shè)計能方便地將固定臂13安裝和拆卸。

觀察圖8，下端受力部41為環(huán)形，下端受力部41的壁厚設(shè)置為，當套管4 承受軸向壓力F時，包含下端受力部41在內(nèi)的套管4的至少一部分尤其是靠下的部分能被壓入至間隙11內(nèi)?？梢钥闯觯斚露耸芰Σ?1的壁厚較小時，能夠較為容易地插入間隙11內(nèi)，若如此，則在壓縮時密封環(huán)10的上表面處將承受較大的壓強，容易造成密封環(huán)10的壓潰。所以若僅考慮壓潰問題，經(jīng)過試驗，下端受力部41的壁厚與間隙11寬度之差小于等于3毫米為宜?？紤]到導向塊43凸起于套管4的外表面，環(huán)形的下端受力部41連同導向塊43插入環(huán)形的間隙11內(nèi)時，導向塊43與外缸套1的內(nèi)表面之間的水平距離不大于 1.2mm，這樣導向塊43既能較容易地插入環(huán)形的間隙11內(nèi)，又能保證密封環(huán) 10的上表面相對均勻地受到軸向方向壓力。另外，在套管4壓縮密封環(huán)10時，密封環(huán)10的上表面會產(chǎn)生肩突，若在額定的軸向壓力作用下肩突發(fā)生破裂則密封環(huán)10不合格。當導向塊43與肩突抵觸時會影響肩突繼續(xù)脹大，所以導向塊43應與下端受力部41保持一定的距離，以免影響檢測。經(jīng)過試驗分析，當導向塊43與下端受力部41的豎直距離不大于10mm時，可以防止密封環(huán)10 產(chǎn)生的肩突與導向塊43相抵觸，保證了檢測效果的準確性。

關(guān)于擋片5，擋片5作為一個獨立的部件，堵住了中空部45上端的開孔。水活塞6對套管4施加軸向壓力F時，擋片5不但能起到起到緩沖作用，而且在擋片5被壓潰后還容易更換。擋片5可以具有中央設(shè)置的凹槽，相應地，水活塞6的下端設(shè)置有與該凹槽相配的凸起，以方便水活塞6與擋片5對準。

外側(cè)擋板95與外缸套1的內(nèi)表面之間具有環(huán)形的空隙110。外缸套1具有開孔，檢漏件通過開孔與空隙110連通。底座2分別與外側(cè)擋板95和外缸套1 密封連接，連同被壓縮的密封環(huán)10能夠形成一個密閉空間，方便檢漏儀向空隙110通入高壓的氣體或液體來對密封環(huán)10檢測。

為了檢測密封環(huán)10能否承受住高溫高壓，在本申請的一個實施例中，檢測裝置包括加熱件，加熱件對密封環(huán)10直接地或間接地進行加熱來使密封環(huán)10 達到預定溫度。在一個間接加熱的實施例中，加熱件包覆在外缸套1的外表面上。在密封環(huán)10被壓縮后，加熱件通過自發(fā)熱來間接通過外缸套1對密封環(huán)10加熱，例如加熱件可以與密封環(huán)10高度相同且在水平方向平齊設(shè)置。在一個示意性的實施例中，加熱件可以為加熱電阻。在一個直接加熱的實施例中，加熱件外置于外缸套1且與空隙110連通，加熱件能向空隙110內(nèi)通入高溫的氣體或液體，該高溫的氣體或液體直接地作用于密封環(huán)10。進一步優(yōu)選地，加熱件本身可以充當檢漏件。例如，當通入的為高溫飽和蒸汽時，會對密封環(huán)10 同時產(chǎn)生高溫和高壓的作用。

如圖5和圖11所示，內(nèi)固定組件9包括一個長形的在內(nèi)缸套3的徑向方向延伸的固定桿91和處于外缸套1和內(nèi)缸套3之間的內(nèi)側(cè)擋板92。內(nèi)側(cè)擋板92 開設(shè)有供固定桿91進入的豎向通槽93，固定桿91連接于內(nèi)缸套3下端部的外表面，內(nèi)側(cè)擋板92的底端固定連接于將外缸套1底部密封的底座2上。內(nèi)側(cè)擋板92開設(shè)有供固定桿91進入的豎向通槽93，內(nèi)側(cè)擋板92的底部開設(shè)有與豎向通槽93相通的水平通槽94。當固定桿91自上而下穿過豎向通槽93后，轉(zhuǎn)動內(nèi)缸套3，帶動固定桿91相對于內(nèi)側(cè)擋板92轉(zhuǎn)動，固定桿91容納于水平通槽94內(nèi)，以防止內(nèi)缸套3在軸向方向發(fā)生位移。并且，內(nèi)側(cè)擋板92的整體形狀與內(nèi)缸套3的形狀或者說內(nèi)缸套3的底端的形狀相同，均為圓環(huán)形。這樣，內(nèi)缸套3能很好的嵌入內(nèi)側(cè)擋板92所圍成的圓環(huán)中，起到了對內(nèi)缸套3一定的定位作用。內(nèi)側(cè)擋板92的外表面焊接有外側(cè)擋板95，外側(cè)擋板95位于外缸套1內(nèi)且底端固定連接于底座2上。外側(cè)擋板95的這種設(shè)計能夠防止內(nèi)缸套3 在受到軸向壓力作用時造成的內(nèi)側(cè)擋板92變形。

在一個實施例中，底座2具有螺紋口，內(nèi)缸套3下端開有螺紋，內(nèi)缸套3 通過螺紋與底座2的螺紋口連接。同時結(jié)合固定桿91和水平通槽94的設(shè)計，能夠確保在檢測時內(nèi)外缸套3、1連接的牢固性。

對密封環(huán)10檢測前，需要將外缸套1移入上固定板7、左右固定臂13和底座2限定的空間內(nèi)。為此，如圖6、圖9和圖10所示，外缸套1上端部的外表面設(shè)置有在套管4的徑向方向延伸的外缸套上凸起101，外缸套上凸起101 的數(shù)量至少為兩個，且至少兩個外缸套上凸起101以外缸套1對稱設(shè)置?？梢允治胀飧滋咨贤蛊?01將外缸套1移動或者在中空的外缸套上凸起101插入鐵條抬起移動，也可以將外缸套上凸起101置于液壓叉車的上臂，通過操縱液壓叉車將外缸套1移動。

對密封環(huán)10檢測后，需要將內(nèi)缸套3連同密封環(huán)10一起從外缸套1內(nèi)取出。由于壓縮后的密封環(huán)10緊密地貼合于內(nèi)外缸套3、1，所以需要較大的軸向拉力才能將內(nèi)缸套3取出。如圖6、圖7和圖8所示，套管4的上端部設(shè)置有套管貫通孔44，套管貫通孔44在套管4的徑向方向延伸。如圖6、圖9和圖10所示，外缸套1下端部的外表面設(shè)置有在套管4的徑向方向延伸的外缸套下凸起102。這樣可以在套管貫通孔44內(nèi)插入鋼條并置于液壓叉車的上臂，將外缸套下凸起102置于液壓叉車的下臂，通過上臂向上移動來將內(nèi)缸套3連同密封環(huán)10一起從外缸套1內(nèi)取出。若液壓叉車兩個下臂之間的距離恒定而致外缸套下凸起102無法固定于液壓叉車的下臂時，可以準備兩條結(jié)為環(huán)狀的鋼索，并將鋼索套入外缸套下凸起102開口向上的凹槽內(nèi)和液壓叉車的下臂。

在另外的實施例中，可以將套管貫通孔44替換為在套管4的上端部的外表面設(shè)置的套管凸起，將套管凸起置于液壓叉車的上臂，將外缸套下凸起102置于液壓叉車的下臂，同樣可以通過上臂向上移動來將內(nèi)缸套3連同密封環(huán)10 一起從外缸套1內(nèi)取出。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本申請的多個示例性實施例，但是，在不脫離本申請精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本申請公開的內(nèi)容直接確定或推導出符合本申請原理的許多其他變型或修改。因此，本申請的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。