一种测试橡胶密封材料在电场和油浴作用下压缩永久变形性能的试验装置

技术领域

本发明属于橡胶材料测试领域，具体涉及一种测试橡胶密封材料在电场和油浴作用下压缩永久变形性能的试验装置。

背景技术

橡胶材料广泛应用于密封领域，密封件工作在各种环境中，其中有些橡胶密封材料工作于油介质环境中，比如飞机油箱密封圈、轴承油封等。这些密封材料受到油介质和温度的作用，很容易发生弹性降低，最终导致密封失效。橡胶密封材料弹性降低主要表现为压缩永久变形性能变差，这种变化可以通过压缩永久变形试验观察。

在部分电力设备上，橡胶密封材料受到电场、油介质、压缩变形和温度的共同作用。而现有的压缩试验装置，只能模拟油浴、压缩变形和温度的共同作用，不能模拟电场、油介质和温度的共同老化作用。在电力设备检修中发现，电场对橡胶材料的老化作用不可忽略，准确了解电力设备适用的橡胶密封材料，必须综合考虑温度、油浴、压缩变形和电场的协同作用。

另一方面，传统的压缩夹具都是用不锈钢金属制成，在传统的压缩夹具上施加电场，金属螺栓和限制器会导致电路短路。

为此，有必要设计一种测试橡胶密封材料在电场和油浴作用下压缩永久变形性能的试验装置，能够克服现有技术不能兼顾的问题。

发明内容

针对现有装置存在的问题，本发明的目的是解决现有检测设备和技术中综合模拟温度、油浴、压缩变形和电场等因素的协同作用的问题。与传统硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形的检测设备不同，本发明通过在橡胶材料压缩永久变形的试验过程中施加可调压电场，并对原压缩变形检测设备中的相关结构部件改进，获得可综合模拟检测橡胶密封圈在电场和油浴作用下压缩永久变形性能的试验装置。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种测试橡胶密封材料在电场和油浴作用下压缩永久变形性能的试验装置，所述装置包括可施加电场的压缩试验夹具、电场和油浴同时作用的压缩永久变形试验装置，所述可施加电场的压缩试验夹具置于所述压缩永久变形试验装置内，并与调压器相连接；所述可施加电场的压缩试验夹具包括上压板、下压板、分别与所述上压板和所述下压板叠加组合的绝缘垫板、与所述绝缘垫板叠加组合的导电压板；所述上压板和所述下压板通过螺栓固定连接，对上下压板间的物体产生压应力；所述导电压板与外部调压器相连接，所述调压器包括可调变压电源以及和所述可调变压电源连接的导线，所述导线采用绝缘护套管保护，另一端与所述导电压板分别连接；所述压缩永久变形试验装置包括恒温油浴试验箱及其内部的恒温盘管、加热介质、插入在所述加热介质内的电子测温计以及冷凝器，还包括置于所述恒温油浴试验箱外部并与所述冷凝器相连的冷凝水循环机和与所述加热盘管相连接的自动恒温系统，所述恒温盘管浸入所述加热介质内，所述电子测温计可记录和显示自动恒温系统对加热介质的控温状态。冷凝器可避免油浴产生的气体污染空气，也杜绝了挥发在空气中的有机物发生燃爆、火灾等危险。

进一步地，所述加热介质包括变压器油、断路器油、机械油、机油、电缆油、润滑油、甘油、石蜡油、真空泵油或植物油的任意一种。上述几种油既是常见的加热介质，也是橡胶密封材料在电力设备中的工作介质环境。

进一步地，所述导线与所述导电压板通过焊接方式或螺栓组合方式固定连接，并固定在金属护套与绝缘内衬复合的保护套管中。

进一步地，所述导电压板的尺寸大于所测试橡胶密封材料的尺寸，以保证电场均匀施加在压缩试验材料上。

进一步地，所述上压板、下压板、绝缘垫板、导电压板为硬质材料，且在测试过程中形变量小于千分之五。

进一步地，所述上压板、下压板为不锈钢或其他合金、陶瓷材料，所述绝缘垫板为陶瓷或耐温塑料绝缘材料，所述导电压板为铜、铜合金或其他导电金属材质。

进一步地，所述调压器能够提供稳定的直流电压或者交流电压。在老化过程中施加与实际应用中一致的电场环境，使预测老化后的性能更加准确。

进一步地，所述装置还包括限制器，所述限制器为绝缘材料，置于所述导电压板或者绝缘垫板之间。所述限制器的高度设置需要考虑导电压板和绝缘垫板的厚度，以便对压缩变形试验材料施加符合要求的变形量。如果采用较宽大的绝缘垫板，将限制器放置在两块绝缘垫板之间，则限制器的高度只需要考虑导电压板的厚度。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明将电场与油浴、压缩条件耦合，可用于准确预测和分析电力设备橡胶密封材料的压缩永久变形性能，减少电力设备的带电油浴密封失效风险。

2.本发明试验装置可以在设备制造阶段选择更加可靠的橡胶密封材料，提高密封结构的安全系数。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

图1是可施加电场的压缩试验夹具，其中，1为试样，2为限制器，3为螺母，4为螺栓，5为上压板，6为下压板，7为绝缘垫板，8为导电压板，9为耐高温套保护的导线，10为调压器。

图2是电场和油浴同时作用的压缩试验装置，其中，11为自动恒温系统，12为恒温盘管，13为加热介质，14为电子测温计，15为冷凝器，16为冷凝水循环机，17为恒温油浴试验箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件,并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例一：由图1和图2给出，本发明的测试橡胶密封材料在电场和油浴作用下压缩永久变形性能的试验装置，所述装置包括可施加电场的压缩试验夹具、电场和油浴同时作用的压缩永久变形试验装置、调压器，所述可施加电场的压缩试验夹具置于所述压缩永久变形试验装置内；所述可施加电场的压缩试验夹具包括均为不锈钢材质的上压板和下压板、分别与所述上压板和所述下压板叠加组合的绝缘垫板、与所述绝缘垫板叠加组合的导电压板，所述上压板和所述下压板通过螺栓固定连接，所述调压器通过耐高温套保护的导线与所述导电压板相连；所述压缩永久变形试验装置包括恒温油浴试验箱及其内部的恒温盘管、加热介质、插入在所述加热介质内的电子温度计以及冷凝器，还包括置于所述试验箱外部并与所述冷凝器相连接的冷凝水循环机和与所述恒温盘管相连接的自动恒温系统，通过所述电子测温计和所述自动恒温系统对所述加热介质进行控温。

所述加热介质选用变压器油。

所述导线与所述导电压板通过焊接方式固定连接，并固定在金属护套与绝缘内衬复合的保护套管中。

所述上、下压板的厚度为0.5厘米。

所述绝缘垫板为氧化锆陶瓷材质。

所述导电压板为金属铜。

所述冷凝器置于所述试验箱的外部并连通至所述试验箱的密封盖板上。

所述可调变压电源能够提供稳定的直流电压或者交流电压。

所述装置还包括限制器，所述限制器为氧化锆陶瓷材料，置于所述导电压板之间。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由/附权利要求及其等同物限定。