专利名称：一种密封件密封性能检测装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种密封件性能检测装置和方法，特别是高温、高压蒸汽条件下对密 封件密封性能的检测装置和检测方法。
背景技术：
通常为了保证密封件在高温、高压的工况下使用时，能够做到安全密封无泄漏，需 要对密封件进行蒸汽密封性能抽样检测。标准检测方法为积液法，检测装置如图1所示该检测装置主要由蒸汽发生器19、高压釜13、压力表(传感器)5、温度计(传感 器)8、检测试样9、辅助密封圈10、引漏管18和量筒组成。检测时，高温、高压蒸汽由蒸汽发 生器1进入高压釜13，当密封件(检测式样9)发生泄漏时，泄漏的蒸汽将积聚在由检测试 样9和辅助密封圈10之间的空隙中，通过引漏管18流入量筒内，工作人员根据量筒内最终 收集到的液体判断该检测式样9的密封情况。本测试方法看似可行，但由于密封件泄漏量 通常很小，而且辅助密封圈通常也会存在泄漏，再加上蒸汽在引漏管的管壁粘附，导致量筒 中基本收集不到积液或收集到的积液很少，因此采用积液法检测装置根本无法准确测量密 封件的蒸汽泄漏量，特别是对于密封件存在微小泄漏量的情况下。

发明内容
本发明目的是提供一种能够准确检测密封件的泄漏率的检测装置和检测方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种密封件密封性能检测装置，包括 用于加热介质使其产生蒸汽和压力的蒸汽发生器、具有内腔的高压釜、控制系统，所述的高 压釜包括上模板、下模板、加载在所述的上模板和下模板之间的待测密封件以及辅助密封 圈，所述的辅助密封圈位于所述的待测密封件的外侧，且所述的待测密封件和辅助密封圈 之间围成泄漏检测腔，所述的蒸汽发生器的内腔与所述的高压釜的内腔之间通过蒸汽供气 管路相连通，所述的检测装置还包括与所述的泄漏检测腔相连通的检测气路、与所述的检 测气路相连通的工作气体供气系统，在所述的检测气路上设置有位于所述的泄漏检测腔的 下游的湿度仪以及流量仪优选地，所述的工作气体供气系统与所述的检测气路之间设置有第一阀门。优选地，所述的检测气路与所述的泄漏检测腔构成闭合的循环检测回路。或者，所述的检测气路与所述的泄漏检测腔构成开放的检测回路，所述的检测气 路的一端与所述的工作气体供气系统相连通，所述的检测气路的另一端与大气或工作气体 收集装置相连通。优选地，所述的检测装置还包括用于使所述的检测气路保持恒温的伴热管，所述 的伴热管与所述的高压釜的内腔相连通形成蒸汽循环通路。优选地，所述的检测气路上还设置有循环泵，所述的循环泵位于所述的湿度仪的 下游。本发明还提供了一种利用所述的检测装置检测密封件密封性能的方法，它包括如下步骤Α)、将待测密封件以及辅助密封圈放置在高压釜的上模板和下模板之间，按预定 比压进行加载紧固；B)、向检测气路中通入干燥的工作气体，直至所述的检测气路以及泄漏检测腔中 充满上述干燥的工作气体，将蒸汽发生器中的蒸汽通入所述的高压釜中，并保持所述的高 压釜内腔中的蒸汽压力为设定值；C)、测量并记录检测气路中的初始相对湿度RHtl ；D)、所述的高压釜在设定温度和压力下保持设定时间T，所述的工作气体在所述的 检测气路和泄漏检测腔中形成闭合循环的检测回路，并保持所述的工作气体始终在所述的 检测气路和泄漏检测腔中流动，所述的检测气路中的工作气体与所述的高压釜内的蒸汽温
度保持一致；E)、测量并记录检测气路中的相对湿度RH1 ；F)、计算待测密封件的平均泄漏率湿度变化Δ RH = RH1-RH0,平均泄漏率Lra = (RH1-RH0) Xd2XV/T,其中，V为所述的检测气路和泄漏检测腔内工作气体的体积，d2为该检测气路中的 工作气体在该温度下的饱和水汽密度。本发明还提供了一种利用所述的检测装置检测密封件密封性能的方法，它包括如 下步骤A)、将待测密封件以及辅助密封圈放置在高压釜的上模板和下模板之间，按预定 比压进行加载紧固；B)、向检测气路中通入干燥的工作气体，直至所述的检测气路以及泄漏检测腔中 充满上述干燥的工作气体，将蒸汽发生器中的蒸汽通入所述的高压釜中，并保持所述的高 压釜内腔中的蒸汽压力为设定值；C)、测量并记录检测气路中的初始相对湿度RHtl ；D)、所述的高压釜在设定温度和压力下保持设定时间，持续不断地向所述的检测 气路中通入干燥的工作气体，所述的工作气体经过所述的泄漏检测腔以及流量仪和湿度仪 之后排放，即所述的检测气路与泄漏检测腔形成非闭合的检测回路，所述的检测气路中的 工作气体与所述的高压釜内的蒸汽温度保持一致；E)、测量并记录检测气路中的瞬时相对湿度RH1和瞬时流量Q ；F)、计算瞬时泄漏率瞬间泄漏率Lr = QX Cl1 = QX (RH1-RH0) X d2,其中吨为单位体积工作气体内实际所含的水气密度，d2为该检测气路中的工作气体在该温度下的饱和水汽密度，d2可通过饱和水汽密度表查到。本发明工作原理是利用干燥的工作气体将泄漏检测腔内泄漏的蒸汽带出，通过 测量一定流量或体积的工作气体在经过泄漏检测腔前后的湿度变化计算的得到密封件的 泄漏率。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果本发明利用湿度法检测检测气路中的工作气体在一定时间内的湿度的变化，从而计算得到泄漏蒸汽的量，进而得到密封件的泄漏率，本发明的测量方法简单可行，测量结果准确。


附图1为现有技术中的积液法测量蒸汽泄漏量的装置示意图；附图2为本发明的检测装置的示意图；其中1、5压力表；2、3、4、7、8、12、温度毫伏计；6、11、阀；9、密封件；10、密封圈； 13、高压釜；14、电机；15、手压泵；16、水泵；17、逆止阀；18、引漏管；19、蒸汽发生器；20、工 作气体气源；21、第二阀门；22、干燥器；23、第一阀门；24、第三阀门；25、循环泵；26、湿度 仪；27、流量仪；28、第四阀门；29、泄漏检测腔。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述一种密封件密封性能检测装置，它包括蒸汽发生器19、高压釜13、控制系统。控制 系统用于采集高压釜13内蒸汽的温度、压力、循环次数等信息，并控制蒸汽发生器19加热， 所述的控制系统包括传感器、AD/DA卡、计算机或PC或单片机组成。所述的高压釜13包括 上模板、下模板、加载在所述的上模板和下模板之间的待测密封件9以及辅助密封圈10，所 述的辅助密封圈10位于所述的待测密封件9的外侧，且所述的待测密封件9和辅助密封 圈10之间围成泄漏检测腔29，上模板、下模板可采用螺栓加载，也可以采用液压或其它方 式加载。所述的蒸汽发生器19的内腔与所述的高压釜13的内腔之间通过蒸汽供气管路相 连通，使高压釜13内充满高温高压蒸汽，高压釜13内的蒸汽的温度、压力及循环次数由控 制系统的计算机或PLC或单片机，根据测试要求控制蒸汽发生器19加热实现。若待测密封 件9发生泄漏，高压釜13内的蒸汽会以蒸汽的型式逸出到泄漏检测腔29内，使泄漏检测腔 29内的气体湿度增加，利用精密的湿度仪可以检测到气体的湿度的增加量，根据气体体积 与湿度以及质量的关系，能够换算得到密封件9的泄漏量的大小。本发明具体是通过如下方法实现的所述的检测装置还包括与所述的泄漏检测腔 29相连通的检测气路，在所述的检测气路上设置有位于所述的泄漏检测腔29的下游的湿 度仪26，向所述的检测气路中通入设定体积的干燥的工作气体，干燥的工作气体在经过泄 漏检测腔29时与泄漏的蒸汽混合，工作气体的湿度增加，在工作气体经过下游的湿度仪时 能够得知工作气体湿度的变化量，并进一步计算得到蒸汽泄漏量。泄漏检测腔29内的蒸汽 增加的总量即密封件9的泄漏量。检测装置还包括与所述的检测气路相连通的工作气体供气系统，通常工作气体为 氮气、氦气等，所述的工作气体供气系统包括工作气体气源20、串联在检测气路与工作气体 气源20之间的干燥器22，该工作气体供气系统与所述的检测气路之间设置有第一阀门23。本发明有两种检测方式，第一种检测方式下，所述的检测气路与所述的泄漏检测 腔29构成闭合的循环检测回路，即一定体积的工作气体在所述的泄漏检测腔和检测气路 内循环流动，附图2中第一阀门23和第三阀门24关闭，第四阀门28开启，通过检测气路上 的湿度计记录工作气体的初始湿度RHtl和密封测试后的湿度RH1，计算两者的差值Δ ARH = RH1-RH0 ο
一种利用所述的检测装置检测密封件密封性能的方法，它包括如下步骤A)、将待测密封件9以及辅助密封圈10放置在高压釜的上模板和下模板之间，按 预定比压进行加载紧固；B)、向检测气路中通入干燥的工作气体，直至原有空气置换完毕，所述的检测气路 以及泄漏检测腔中充满上述干燥的工作气体，将蒸汽发生器19中的蒸汽通入所述的高压 釜13中，并保持所述的高压釜13内腔中的蒸汽压力为设定值，高压釜13内蒸汽的温度、压 力及循环次数由控制系统根据测试要求控制蒸汽发生器19加热实现；C)、测量并记录检测气路中的初始相对湿度；D)、所述的高压釜在设定温度和压力下保持设定时间T，所述的工作气体在所述的 检测气路和泄漏检测腔29中形成闭合循环的检测回路，并保持所述的工作气体始终在所 述的检测气路和泄漏检测腔中流动，所述的检测气路中的工作气体与所述的高压釜内的蒸
汽温度保持一致；E)、测量并记录检测气路中的相对湿度叫；F)、计算待测密封件的平均泄漏率湿度变化A RH = RHfRHo，平均泄漏率Lra = (RHfRH。)X d2 X V/T,其中，V为所述的检测气路和泄漏检测腔内工作气体的体积，d2为该检测气路中的 工作气体在该温度下的饱和水汽密度，可通过表查到。检测气路和泄漏检测腔内工作气体 的体积V可以通过检测气路的管长和横截面计算，或者通过向检测气路及泄漏检测腔内注 水，通过测量水的体积测量工作气体的体积。第二种检测方式下，所述的检测气路与所述的泄漏检测腔29构成开放的检测回 路，图2所示的第一阀门23和第二阀门21以及第三阀门24开启，第四阀门28关闭，所述 的检测气路的一端与所述的工作气体供气系统相连通，所述的检测气路的另一端与大气相 连通，所述的检测气路上还设置有位于所述的泄漏检测腔的下游的流量仪。所述的检测密封件密封性能的方法，包括如下步骤A)、将待测密封件9以及辅助密封圈10放置在高压釜13的上模板和下模板之间， 按预定比压进行加载紧固；B)、向检测气路中通入干燥的工作气体，直至所述的检测气路以及泄漏检测腔29 中充满上述干燥的工作气体，将蒸汽发生器19中的蒸汽通入所述的高压釜13中，并保持所 述的高压釜13内腔中的蒸汽压力为设定值；C)、测量并记录检测气路中的初始相对湿度RHq ；D)、所述的高压釜在设定温度和压力下保持设定时间，持续不断地向所述的检测 气路中通入干燥的工作气体，所述的工作气体经过所述的泄漏检测腔29以及流量仪27和 湿度仪26之后排放，即所述的检测气路与泄漏检测腔29形成非闭合的检测回路，所述的检 测气路中的工作气体与所述的高压釜内的蒸汽温度保持一致；E)、测量并记录检测气路中的瞬时相对湿度和瞬时流量Q ；F)、计算瞬时泄漏率瞬间泄漏率Lr = QX 屯=QX (RH「RH0) X d2,其中吨为单位体积工作气体内实际所含的水气密度，
d2为该检测气路中的工作气体在该温度下的饱和水汽密度。上述方法是利用相对湿度进行计算，本领域技术人员也可以采用绝对湿度或含湿 量进行计算。为保证检测气路中的工作气体温度与泄漏检测腔29内的温度差异不大，所述的 检测装置还包括用于使所述的检测气路保持恒温的伴热管，所述的伴热管与所述的高压釜 13的内腔相连通形成蒸汽循环通路。伴热管连接所述的工作气体供气系统、泄漏检测腔、湿 度仪，通过高压釜13内的蒸汽对工作气体加热能够保证混合工作气体内的蒸汽不会冷凝 在内管的管壁上，避免因蒸汽冷凝而影响工作气体湿度的正确测量。优选地，所述的检测气路上还设置有用于为所述的工作气体提供压力的循环泵 25，所述的循环泵25位于所述的湿度仪的下游。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人 士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明 精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种密封件密封性能检测装置，包括用于加热介质使其产生蒸汽和压力的蒸汽发生器、具有内腔的高压釜、控制系统，所述的高压釜包括上模板、下模板、加载在所述的上模板和下模板之间的待测密封件以及辅助密封圈，所述的辅助密封圈位于所述的待测密封件的外侧，且所述的待测密封件和辅助密封圈之间围成泄漏检测腔，所述的蒸汽发生器的内腔与所述的高压釜的内腔之间通过蒸汽供气管路相连通，其特征在于所述的检测装置还包括与所述的泄漏检测腔相连通的检测气路、与所述的检测气路相连通的工作气体供气系统，在所述的检测气路上设置有位于所述的泄漏检测腔的下游的湿度仪。
2.根据权利要求1所述的一种密封件密封性能检测装置，其特征在于所述的工作气 体供气系统与所述的检测气路之间设置有第一阀门。
3.根据权利要求2所述的一种密封件密封性能检测装置，其特征在于所述的检测气 路与所述的泄漏检测腔构成闭合的循环检测回路。
4.根据权利要求1或2所述的一种密封件密封性能检测装置，其特征在于所述的检 测气路与所述的泄漏检测腔构成开放的检测回路，所述的检测气路的一端与所述的工作气 体供气系统相连通，所述的检测气路的另一端与大气或工作气体收集装置相连通，所述的 检测气路上还设置有流量仪。
5.根据权利要求1所述的一种密封件密封性能检测装置，其特征在于所述的检测装 置还包括用于使所述的检测气路保持恒温的伴热管，所述的伴热管与所述的高压釜的内腔 相连通形成蒸汽循环通路。
6.根据权利要求1所述的一种密封件密封性能检测装置，其特征在于所述的检测气 路上还设置有循环泵，所述的循环泵位于所述的湿度仪的下游。
7.根据权利要求1所述的一种密封件密封性能检测装置，其特征在于所述的工作气 体供气系统包括工作气体气源和干燥器。
8.一种利用如权利要求1所述的检测装置检测密封件密封性能的方法，其特征在于 它包括如下步骤A)、将待测密封件以及辅助密封圈放置在高压釜的上模板和下模板之间，按预定比压 进行加载紧固；B)、向检测气路中通入干燥的工作气体，直至所述的检测气路以及泄漏检测腔中充满 上述干燥的工作气体，将蒸汽发生器中的蒸汽通入所述的高压釜中，并保持所述的高压釜 内腔中的蒸汽压力为设定值；C)、测量并记录检测气路中的初始相对湿度RH0；D)、所述的高压釜在设定温度和压力下保持设定时间T，所述的工作气体在所述的检测 气路和泄漏检测腔中形成闭合循环的检测回路，并保持所述的工作气体始终在所述的检测 气路和泄漏检测腔中流动，所述的检测气路中的工作气体与所述的高压釜内的蒸汽温度保持一致；E)、测量并记录检测气路中的相对湿度RH1；F)、计算待测密封件的平均泄漏率湿度变化量ARH = RH1-RH0,平均泄漏率 Lra = (RH1-RH0) Xd2XV/T,其中，V为所述的检测气路和泄漏检测腔内工作气体的体积，屯为该检测气路中的工作气体在该温度下的饱和水汽密度。
9. 一种利用如权利要求1所述的检测装置检测密封件密封性能的方法，其特征在于 它包括如下步骤A)、将待测密封件以及辅助密封圈放置在高压釜的上模板和下模板之间，按预定比压 进行加载紧固；B)、向检测气路中通入干燥的工作气体，直至所述的检测气路以及泄漏检测腔中充满 上述干燥的工作气体，将蒸汽发生器中的蒸汽通入所述的高压釜中，并保持所述的高压釜 内腔中的蒸汽压力为设定值；C)、测量并记录检测气路中的初始相对湿度RH0；D)、所述的高压釜在设定温度和压力下保持设定时间，持续不断地向所述的检测气路 中通入干燥的工作气体，所述的工作气体经过所述的泄漏检测腔以及流量仪和湿度仪之后 排放，即所述的检测气路与泄漏检测腔形成非闭合的检测回路，所述的检测气路中的工作 气体与所述的高压釜内的蒸汽温度保持一致；E)、测量并记录检测气路中的瞬时相对湿度RH1和瞬时流量Q；F)、计算瞬时泄漏率瞬间泄漏率 <formula>formula see original document page 3</formula>其中吨为单位体积工作气体内实际所含的水气密度，d2为该检测气路中的工作气体在该温度下的饱和水汽密度。
全文摘要
一种密封件密封性能检测装置和检测方法，包括用于加热介质使其产生蒸汽和压力的蒸汽发生器、具有内腔的高压釜、控制系统，高压釜包括上模板、下模板、加载在上模板和 模板之间的待测密封件以及辅助密封圈，辅助密封圈位于待测密封件的外侧，且待测密封件和辅助密封圈之间围成泄漏检测腔，蒸汽发生器的内腔与高压釜的内腔之间通过蒸汽供气管路相连通，检测装置还包括与泄漏检测腔相连通的检测气路、与检测气路相连通的工作气体供气系统，在检测气路上设置有位于泄漏检测腔的下游的湿度仪。本发明通过干燥的工作气体将泄漏检测腔内泄漏的蒸汽带出，并通过测量工作气体在经过泄漏检测腔前后的湿度变化计算的得到密封件的瞬时和平均泄漏率。
文档编号G01M3/02GK101799349SQ20101014492
公开日2010年8月11日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者安源胜, 马志刚 申请人:苏州宝骅机械技术有限公司