[发明专利]一种温度可控的高压高速往复密封实验腔体

说明书

本发明公开了一种温度可控的高压高速往复密封实验腔体，包括实验缸体与冷却装置。该发明通过将薄水套固定在厚缸体内壁，既保证了高压下实验装置的安全性，又能够有效地对腔内油液进行冷却，并且通过四处焊点，实现了水套的固定以及冷却水与腔内油液之间的隔绝；通过在端盖内壁开水槽与进出水口，并利用水槽左右两侧的低压密封封住冷却水，直接对活塞杆进行冷却，而且低压密封摩擦力较小，对高压往复密封摩擦力的测量影响较小；通过温度传感器与红外成像仪获得的温度信号，可对冷却水的流量或者温度进行反馈控制，实现控温效果。

技术领域

本发明属于橡塑往复密封技术领域，特别涉及一种温度可控的高压高速往复密封实验腔体。

背景技术

往复密封是指密封界面之间做往复运动的动密封，是保证液压、气压等系统正常工作的关键核心零部件，其性能好坏影响到设备的稳定性和安全性，在诸如航空航天、机械、汽车等现代工业中起着非常重要的作用。关于往复密封的研究距今已有了80多年的历史，现该技术的理论模型和实验仿真等在低压、低速工况下的研究已较为成熟。然而近几年随着主机装配性能的不断提高，往复密封的研究也要往保证高压高速下密封性能和密封寿命的方向突破，高压高速的严苛工况给往复密封技术提出了更高的要求。

往复密封技术是涉及材料学、机械学、力学、摩擦学及传热学等多个学科的综合性密封技术，在高压高速工况下，由于密封圈的摩擦力与往复速度都较高，会产生大量摩擦热使得密封系统温度显著提升，对橡塑密封圈与润滑膜的力学行为产生不可忽略的影响，因此温度是影响高压高速往复密封系统性能的主要因素之一，在进行高压高速往复密封实验时必须对温度进行控制。

往复密封工作时产生的摩擦热，会通过活塞杆和实验缸体内的油液运走，并且由于润滑膜较薄，活塞杆表面温度实际上就代表了润滑膜温度，而腔内油液温度则代表了密封所处的环境温度，影响密封基体的力学性能。因此在进行实验时需要分别对活塞杆以及腔内油液进行温度控制，进而能够对不同系统冷却条件下的高压高速往复密封性能进行评价。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，实现上述实验条件，本发明的目的在于提供一种温度可控的高压高速往复密封实验腔体，在腔体内部以及活塞杆表面均设有冷却系统，配套相应的温度检测装置，从而能够对腔内油液以及活塞杆的温度进行控制。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种温度可控的高压高速往复密封实验腔体，包括机架1、实验缸体与冷却装置，所述冷却装置包括水套28，所述实验缸体包括固定在机架1上的缸体2，缸体2内壁与水套28外壁配合，在配合表面的边沿有第一焊点20与第四焊点11，缸体2上开有外进油口16、外温度传感器口15、外进水口17和外出水口29，水套28上开有与外进油口16同轴放置的内进油口19和与外温度传感器口15同轴放置的内温度传感器口12，外进油口16与液压系统相连，外温度传感器口15中设置温度传感器，在外进油口16与水套28外壁交接处有第二焊点18，在外温度传感器口15与水套28外壁交接处有第三焊点13，水套28外壁开有外水槽30，其起点与终点分别同外进水口17和外出水口29连通，水套28左右两侧分别固定有左端盖21和右端盖10，在左端盖21与水套28之间有左高压密封27，右端盖10与水套28之间有右高压密封3，在左端盖21内壁开有左水槽25，右端盖10内壁开有右水槽5，左水槽25的起点与终点分别同左进水口23和左出水口22连通，右水槽5的起点与终点分别同右进水口8和右出水口9连通，在左水槽25的两侧分别安装有第一低压密封24与第二低压密封26，右水槽5的两侧分别安装有第三低压密封4与第四低压密封6，活塞杆7水平穿入水套28内，贯穿左端盖21与右端盖10，活塞杆7左侧与拉压力传感器以及往复直线驱动装置相连。

通过在腔体内部安装水套28，腔体严格按照强度要求设计壁厚，水套28内置则可以让冷却水更加接近腔内油液并受到腔体的保护，在保证安全性的前提下实现了腔内油液的有效冷却，并通过两侧端盖内壁的水槽与进、出水口，实现了活塞杆7的冷却。