活塞式压力计在O形密封圈可靠性测试中的应用

　　1　前言

　　通常检测密封可靠性的方法都是模拟实际工况或使用专用模具进行加压试验,加压的方式有充气、充油和使用高压水等,往往需要有专用的设备或实验台,有些单位因为不具备实验条件而无法对密封可靠性进行测试。为此,本文提出了一种使用活塞式压力计对密封件的加压测试密封可靠性的方法。

　　2　活塞式压力计的组成和原理

　　活塞式压力计是一种产生静态标准压力的装置,主要应用于对压力传感器的静态校准[1]。由螺旋压力发生器、测量活塞、砝码、油杯等部分组成,如图1所示。

　　活塞式压力计各部件用管路连接在一起,工作时关闭油杯的进油阀就形成了一个封闭系统,系统内充有清洁的工作液体(变压器油或蓖麻油),用螺旋压力发生器给工作液体加压即可,顶起测量活塞、托盘和砝码,当稳定在平衡指示线上时,系统中的油压即介质的压力为:

　　P=(G+G0)g/F

　　式中　P———介质的压力,Pa

　　G———砝码的质量, kg

　　G0———活塞和托盘的质量, kg

　　F———活塞的有效面积,m2

　　3　O形圈密封性能测试

　　笔者在进行压力传感器的静态校准的过程中发现,活塞式压力计还可以对一些液压元件或密封件进行加压试验,检测其是否泄漏。下面以对O形圈密封性能测试为例介绍其使用方法。检测的原理是向待测腔内充入液体,待压力达到工作压力后保压额定时间。如果密封件有漏点,则腔内的压力将逐渐降低,在额定的检测时间内压力传感器将压力值与额定值比较后进行位式控制。

　　3. 1　活塞式压力计的改造

　　实验的目的是检测为安装于高压管道上的法兰盘所选用O形圈的密封可靠性。如图2所示,在法兰盘上加工有沟槽,沟槽的宽度一般为密封圈截面直径的1. 3~1. 5倍[2]。将O形圈置于法兰盘的沟槽内,通过螺栓将法兰盘和一个连接法兰紧固在一起,连接法兰上端面下凹,与上面的法兰盘和O形圈间形成存油腔,连接法兰上加工通孔,并在其下端加工螺纹与图1中压力传感器连接口连接,将液压油引入存油腔内。将图1中压力表更换为高精度压力传感器以提高测试精度。实验选用的传感器供电电压: 24V;输出信号: 0~5V;测量范围: 0~24MPa;可承受3倍于测量范围上限的过载压力。根据实验的要求,密封圈最大承受压力为24MPa。

　　3. 2　密封性能测试实验

　　实验的法兰盘沟槽外径80mm,槽宽5mm,槽深2. 75mm。选用O形密封圈规格为80×4. 5。实验对3个密封圈试件进行密封性能测试,性能测试实验是在室温、常压下进行的。实验过程如图1所示:

　　(1)将连接法兰固定在压力传感器连接口上,通过螺栓将安有O形密封圈法兰盘和连接法兰紧固在一起;