[发明专利]一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置及测试方法

权利要求书

1.一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置，其特征在于：包括圆柱状壳体(1)，其一端开口且连接圆盘形的端盖(2)，形成密封的实验腔室；

所述壳体(1)的圆柱两侧壁上分别开孔且向外延伸设置第一充放接口(8)和第二充放接口(9)，所述第一充放接口(8)和端盖(2)之间的距离小于第二充放接口(9)和端盖(2)之间的距离；第一充放接口(8)连接二甲醚储存罐(10)，第二充放接口(9)连接二甲醚回收罐(11)，或第一充放接口(8)连接二甲醚回收罐(11)，第二充放接口(9)连接二甲醚储存罐(10)；

所述端盖(2)与壳体(1)相连的位置上设置环形的内密封圈槽。

2.根据权利要求1所述的一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置，其特征在于：所述端盖(2)上还设置有与内密封圈槽同心的外密封圈槽。

3.根据权利要求2所述的一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置，其特征在于：所述外密封圈槽内安装聚四氟乙烯材料制成的密封圈(4)。

4.根据权利要求1所述的一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置，其特征在于：所述壳体(1)的开口端为圆环，其内径与壳体(1)内径相同，外径大于壳体(1)外径，且和端盖(2)的直径相同。

5.根据权利要求4所述的一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置，其特征在于：所述壳体(1)和端盖(2)通过6个M12C级螺栓(5)连接，所述螺栓(5)均布在圆环及端盖(2)上。

6.根据权利要求1所述的一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置，其特征在于：所述实验腔室中安装有活动的侧截面为“井”状的不锈钢样品支架(3)，其中间部分为圆柱形笼式网格结构，其底面半径大于等于30mm，高度大于等于25mm，网格大小为7×7mm；圆柱两端包括长度不小于10mm的支脚架；圆柱侧面包括上下两个圆环状支架，且其上各点至圆柱的距离不小于5mm。

7.根据权利要求1所述的一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置，其特征在于：所述第一充放接口(8)和第二充放接口(9)设置在壳体(1)对称的侧壁上，且第一充放接口(8)和第二充放接口(9)上设置螺纹，两个接口和二甲醚储存罐(10)、二甲醚回收罐(11)之间均设置阀门。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置，其特征在于：所述端盖(2)与壳体(1)相连的侧面上设置有圆筒形定位装置，且其外径等于壳体(1)的内径。

9.根据权利要求8所述的一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置，其特征在于：所述壳体(1)和端盖(2)所用材料为不锈钢，耐压极限为5MPa。

10.基于权利要求8所述实验装置进行的橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散测试方法，其特征在于：所述测试包括测试橡胶密封圈耐液体二甲醚扩散性能、测试橡胶密封圈耐液体二甲醚渗透性能和测试橡胶密封圈耐气体二甲醚渗透性能；

所述测试橡胶密封圈耐液体二甲醚扩散性能包括以下步骤：

步骤一，在室温状态下，测量橡胶密封圈试样(7)的质量，并记录其数据，利用样品支架(3)将待测橡胶密封圈试样(7)放置在壳体(1)与端盖(2)密封连接形成的实验腔室内，测试实验腔室质量；

步骤二，将二甲醚储存罐(10)与第一充放接口(8)连接，将第二充放接口(9)与二甲醚回收罐(11)连接后搁置在水平面上；

步骤三，向实验腔室内填充液体二甲醚(6)，至实验腔室质量减去步骤一中的实验腔室质量的差值不小于10g，取下实验腔室，测量并记录其质量数据；

步骤四，将实验腔室搁置在恒温水浴中浸泡，保持实验所需温度并记录温度值；浸泡时间为：

7d±2h,7d±2h的整数倍；

步骤五，取出实验腔室，从中取出橡胶密封圈试样(7)，快速擦干橡胶密封圈试样(7)，每隔30秒记录一次橡胶密封圈试样(7)的质量；

步骤六，利用公式

MtM∞=1-Σ0∞4r2αn2exp(-Dαn2t)]]>

其中M_t表示t时刻橡胶密封圈试样的质量，M_∞表示经过无限长的时间橡胶密封圈试样(7)的质量，r表示橡胶密封圈试样(7)的截面半径；

其中α由公式J_o(rα_n)＝0及公式定义，

J_o(x)为一阶贝塞尔函数；β表示rα₁，处理数据并对数据进行线性回归，得到y＝ax+b，其中x＝t，则斜率a就可以表征扩散系数的大小，从而检验对比出橡胶密封圈试样(7)耐液体二甲醚扩散的性能；

所述测试橡胶密封圈耐液体二甲醚和气体二甲醚渗透性能包括以下步骤：

步骤一，在室温状态下，将待测橡胶密封圈试样(7)安装在内密封圈槽内，将壳体(1)与端盖(2)连接形成实验腔室，测试实验腔室质量；将二甲醚储存罐(10)与第一充放接口(8)连接，将第二充放接口(9)与二甲醚回收罐(11)连接，将实验腔室搁置在水平面上，进行橡胶密封圈耐液体二甲醚渗透性能测试；

或者在保证实验室温度及压力为标准状态下，将橡胶密封圈试样(7)安装在内密封圈槽内，将壳体(1)与端盖(2)连接形成实验腔室，测量实验腔室质量；将二甲醚储存罐(10)与第二充放接口(9)连接，将第一充放接口(8)与二甲醚回收罐(11)连接，将实验腔室反向搁置在水平面上，进行橡胶密封圈耐气体二甲醚渗透性能测试；

步骤二，向实验腔室内填充液体二甲醚(6)，至实验腔室质量减去步骤一中实验腔室质量的差值不小于10g，取下实验腔室，测量并记录其质量数据；

步骤三，搁置24h，测量实验腔室的质量并计算质量减少量以及液体二甲醚对橡胶密封圈试样(7)的泄漏率，得出橡胶样品耐二甲醚渗透的性能。