[发明专利]一种石墨材料的透气度的测试装置

权利要求书

1.一种石墨材料的透气度的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括储气罐、稳压罐、减压过滤器、流量计、测试罐、三通、排气管、差压计；

所述测试罐包括下管、上管、下环形橡胶垫、径向密封环、上环形橡胶垫、石墨材料试样、密封圈；

所述下管为顶管口敞口且底管口封闭的结构，所述下管的下部的内径小于所述下管的上部的内径以用于在下管的管壁内表面上形成一个水平变径台阶；

所述下环形橡胶垫放置在所述下管中的水平变径台阶上，所述石墨材料试样放置在所述下环形橡胶垫上，所述上环形橡胶垫放置在所述石墨材料试样上，所述上环形橡胶垫、所述石墨材料试样、所述下环形橡胶垫按照从上到下的顺序叠加，所述径向密封环套设在所述石墨材料试样的周向侧面上，所述上环形橡胶垫的内径小于所述石墨材料试样的外径且外径大于所述石墨材料试样的外径，所述下环形橡胶垫的内径小于所述石墨材料试样的外径且外径大于所述石墨材料试样的外径；

所述上管为顶管口封闭且底管口敞口的结构，所述上管的管壁外表面上设置有法兰盘，所述上管的中下部插入所述下管的敞开的顶管口中，所述上管上的法兰盘与所述下管的顶端螺栓连接，所述上管上的法兰盘的下盘面与所述下管的顶端面之间放置有密封圈构成密封，所述上管的底端压在所述上环形橡胶垫上以用于构成所述下环形橡胶垫与水平变径台阶之间的密封、用于构成所述上环形橡胶垫与所述上管的底端面之间的密封、用于将所述上环形橡胶垫、所述径向密封环与所述下环形橡胶垫三者挤压在一起拼接围成一个环形的密封套、且用于挤压所述密封套使其密封包裹着所述石墨材料试样；

所述石墨材料试样的顶表面与所述上管的顶管口处的封管口壁的内表面之间留有距离以用于形成上气腔，所述上管的管壁上设置有用于从上气腔向外出气的出气口一与用于向上气腔中进气的进气口一；

所述石墨材料试样的底表面与所述下管的底管口处的封管口壁的内表面之间留有距离以用于形成下气腔，所述下管的管壁上设置有用于从下气腔向外出气的出气口二；

所述储气罐的出气口通过管道与所述稳压罐的进气口连通，所述稳压罐的出气口通过管道与所述减压过滤器的进气口连通，所述减压过滤器的出气口通过管道与所述流量计的进气口连通，所述流量计的出气口通过管道与所述上管上的进气口一连通，所述上气腔中的气体向下穿过所述石墨材料试样进入所述下气腔，所述下管上的出气口二通过管道与所述三通的进气口连通，所述三通的一个出气口通过管道与所述差压计的一个进气口连通，所述三通的另外一个出气口通过管道与所述排气管的进气口连通，所述排气管的出气口自然敞口以用于将气体排入大气，所述上管上的出气口二通过管道与所述差压计的另一个进气口连通；

所述稳压罐上设置有用于检测稳压罐中的气体的压力的压力表；

所述流量计为数显一体流量计，其量程为：1mL/min—5L/min；

所述差压计为数显差压计，其量程为：0.01kPa—100kPa；

利用本测试装置进行石墨材料的透气度测试时，采用如下操作步骤：

步骤一：试样制备，取样时去掉制品疏松、粗糙的表层，随机取样；严格按照标准试样图纸制备试样；将加工好并检验合格后的试样经超声波清洗后放入110℃±5℃的烘箱中烘干2h后放入干燥皿中备用；

步骤二：检查气密性，用透气度为零的材料制成试样，放置好试样，将减压过滤器的压力调整至0MPa，然后缓慢地调节减压过滤器的微量调节阀以控制气体的压力，将差压计压力调至约10kPa，关闭减压过滤器，如压力在3min内未降低，则认为测试装置是密封的；

步骤三：数据采集，检查测试装置密封性合格后，放置需要测试的石墨材料的试样，将减压过滤器的压力调整至0MPa，然后缓慢地调节减压过滤器的微量调节阀以控制气体的压力，试样的厚度方向两侧的压差由数显差压计显示，流经试样的气体压力与气体流量由数显一体流量计显示；对每一试样，应至少在3个不同的压差下测量气体的流量，待数显差压计和数显一体流量计稳定时，记录流量读数和压差读数；

步骤四：结果计算，石墨材料的透气度按照以下公式计算；

其中：K—透气度，单位cm²/s；

Q—流量计测得的气体压力×流量计测得的气体流量,单位MPa·cm³/s；

L—石墨材料试样的厚度，单位cm；

A—石墨材料试样的横截面面积,不包括被下环形橡胶垫与上环形橡胶垫包裹住的横截面面积，单位cm²；

△P—在石墨材料试样的厚度方向两侧的压力差，单位MPa；

在不同压差下测定的透气度与其平均值的偏差不得大于5％，否则重做步骤三。