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CN222353445U - 用于测试密封部件的密封性的系统 - Google Patents

用于测试密封部件的密封性的系统 Download PDF

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CN222353445U CN202290000690.9U CN202290000690U CN222353445U CN 222353445 U CN222353445 U CN 222353445U CN 202290000690 U CN202290000690 U CN 202290000690U CN 222353445 U CN222353445 U CN 222353445U
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Abstract

本实用新型涉及一种用于测试密封部件密封性的系统(15)，待测试的密封部件(1)包含附接到彼此的至少两个部分(3和4)，以及至少一个柔性壁(3或4)，系统(15)包括：用于测试密封性的装置(17)，其包含至少一个压力源(19)；测试支撑件(21)，其既定容纳待测试的部件(1)且连接到压力源(19)；测试支撑件(21)被配置成一方面使得借助于压力源(19)向部件(1)的部分(3和4)的仅一个接合区(11)加压，且另一方面使得在部件(1)安装于支撑件(21)中时部件(1)的柔性壁(3或4)的至少一个部分保持自由，装置(17)被配置成测量特性值，使得有可能确定密封部件(1)在接合区(11)处的密封性。

Description

用于测试密封部件的密封性的系统
技术领域
本实用新型涉及用于测试例如一些类型的电池、罐子等密封部件的密封性或用于检测所述密封部件的泄漏的系统以及用于测试密封部件上的密封性的方法的领域。本实用新型还关注于具有金属壳体的部件，所述金属壳体优选地被不会蒸发或极少蒸发的材料完全填充。
背景技术
实际上，根据本实用新型的装置有利地应用于包含附接到彼此的至少两个部分以及至少一个柔性壁的物件，本实用新型的目标是检查所述密封部件的所述至少两个部分的接合区处的密封性。此外，待测试的密封部件通常不具有内部自由空间(或体积)或具有极少的内部自由空间。
此类型的物件特别地对应于例如钮扣电池等纽扣型电池、某些角型电池、某些罐子等。
实际上，测试此类型的物件上的密封性或检测此类型的物件上的泄漏并不容易，所使用的方法通常可能不是非常有效，甚至是效率低下的。
举例来说，在钮扣电池上的密封性测试的情况下，所谓的用于“密封组件”的方法可能不奏效，因为此方法需要被测试物件具有足够大的内部自由空间或体积，而钮扣电池的情况并非如此。
用于测试钮扣电池的密封性的另一可能性是，将其放置在真空中使得其含有的电解质蒸发，然而此方法具有多个缺陷，例如对温度敏感、在检测泄漏的规模方面受限、通常泄漏大约10-3sccm，或者还无法与难以蒸发或完全不能蒸发(如果所述电解质完全变干或处于固态)的电解质一起工作。
通过电气手段检测泄漏也是不可能的，这是归因于如下事实：密封部件、纽扣电池、罐子等通常具有导电(通常金属)壳体。
另一可能的测试方法是使用质谱仪及例如氦气或氢气等示踪气体。
将待测试部件安置于向其中注入了经加压示踪气体的密封腔室中，接着在从腔室吹扫气体或更换腔室之后，测量示踪气体的浓度随时间的改变。此所谓的示踪气体方法的缺点是昂贵(尤其是示踪气体)和缓慢，实际上，此方法要花费几分钟(尤其是归因于示踪气体转移到测试腔室以进行其量化)。此类型的测试方法与生产线上的测试并不特别兼容。
此外，此方法在待测试部件不具有待填充的自由空间时表现非常不完美，示踪气体积聚在部件表面的不对应于电解质泄漏的孔隙中。此外，即使示踪气体能够进入部件，后者也不一定会积聚在缺陷处，且因此将不被检测到，因为电解质理论上一定会从所述缺陷逃逸。
因此，下文描述的根据本实用新型的系统和方法使得有可能至少部分地弥补上文所提及的技术问题。
实用新型内容
因此，本实用新型涉及一种用于测试密封部件的密封性的系统，待测试的所述密封部件包含附接到彼此的至少两个部分，以及至少一个柔性壁，所述系统包括：
-用于测试密封性的装置，其包含至少一个压力源；
-测试支撑件，其既定容纳待测试的部件且连接到压力源；
所述测试支撑件被配置成一方面使得借助于压力源向所述部件的所述部分的仅一个接合区加压，且另一方面使得在所述部件安装于所述支撑件中时所述部件的柔性壁的至少一个部分保持自由，
所述装置被配置成测量特性值使得有可能确定密封部件在所述接合区处的密封性。
因此，此测试系统被配置成在很可能存在来自被测试部件的泄漏的区中施加压力或过压，使得气体(例如空气)可进入其中，同时使密封部件的柔性壁能够移动或变形，因此使得在部件存在泄漏或密封水平不够的情况下部件的壳体有可能膨胀。
根据可能的特征，用于测试密封性的装置被配置成在密封部件的接合区处测量压力随时间的变化。
测量压力随时间的变化使得有可能检查接合区处缺陷的存在并量化接合区遭遇的泄漏水平。更具体地说，有利地在覆盖被测试部件的接合区或由所述接合区定界的密封测试体积中实行测量。
根据另一可能的特征，用于测试密封性的装置被配置成测量所述密封部件的柔性壁的移动。
实际上，如果柔性壁移动(或变形)，则这指示接合区处存在泄漏。取决于柔性壁的移动，有可能量化密封部件的接合区处存在的泄漏水平。
根据另一可能的特征，所述至少一个柔性壁暴露于真空或至少暴露于低于大气压的压力。
将外区域放置成在真空下朝向所述至少一个柔性壁这一事实，使得有可能促进其移动并有利于加压气体在密封部件的接合区处进入。
根据另一可能的特征，所述系统包括用于测试密封性的额外装置，所述装置是用于使用示踪气体测试密封性的装置。
所述示踪气体例如是含于被测试物件中的氦气、氢气、氢气-氮气混合物等的一种或多种电解质。
使用示踪气体使得有可能检测较小泄漏，并以互补方式集成到可能具有拥有极其不同的量值的缺陷的部件的密封性检查中。
根据另一可能的特征，用于测试密封性的额外装置包括质谱仪。
本实用新型还涉及一种用于测试密封部件的密封性的方法，所述密封部件包含附接到彼此的至少两个部分，以及至少一个柔性壁，所述方法包括：
-将密封部件安装在被配置成使得所述至少一个柔性壁自由移动(即，可在最小可能应力下变形)的测试支撑件中；
-向所述密封部件的接合区加压；
-使用用于测试密封性的装置测量特性物理值以确定密封部件的密封性。
根据可能的特征，由用于测试密封性的装置测得的特性物理值是被测试部件的接合区中随时间的压力变化。更具体地说，压力值随时间减小指示接合区处存在泄漏。
根据另一可能的特征，由用于测试密封性的装置测得的特性值是所述至少一个柔性壁的移动。实际上，所述至少一个柔性壁的移动指示密封部件的接合区处存在泄漏。
根据另一可能的特征，所述方法进一步包括：
-对所述至少一个柔性壁进行真空处理或使其减小到低于大气压的压力。
在柔性壁处(部件外部)形成负压力这一事实，使得有可能优化密封部件的接合区处泄漏的检测。
根据可能的特征，所述方法进一步包括：
-将经加压示踪气体注入到被测试部件的接合区中；
-测量示踪气体的浓度变化以确定尤其是所述接合区处被测试部件的密封水平。
附图说明
在参考附图仅借助于非限制性实例给出的本实用新型的特定实施例的以下描述期间，将更好地理解本实用新型，且本实用新型的其它目标、细节、特征和优点将变得更清楚，附图中：
图1(标记为[图1])是既定由根据本实用新型的系统测试的密封部件的实例的示意性表示；
图2(标记为[图2])是根据本实用新型的用于测试密封性的系统的高度示意性表示；
图3(标记为[图3])是图2的测试支撑件的高度示意性透视及分解视图；
图4(标记为[图4])是图3的测试支撑件的高度示意性截面视图；
图5(标记为[图5])是根据本实用新型的用于测试密封性的方法的流程图；
图6(标记为[图6])是图5的方法的替代实施例的流程图。
具体实施方式
[图1]是密封部件(更具体地说，此处为钮扣电池1)的实例的示意性表示。
然而，应注意，密封部件还可以是角型电池、罐子等，或符合以下条件的任何其它部件或物件：包含附接到彼此(具体来说，在接合区处)的至少两个部分以及至少一个柔性壁或所述部件的能够变形的任何其它区。
应注意，更特别地关注不包含内部自由空间或包含很少的内部自由空间和/或包含导电壳体的密封部件。
[图1]的钮扣电池1包含由封盖3和容器4组成的壳体2，所述封盖和容器分别形成电池1的正极和负极。常规地，壳体2包含通过压缩定位在封盖3和容器4之间的聚合物密封件5。此聚合物密封件5优选地由聚丙烯制成，但其还可由聚乙烯或其它基于聚烯烃的热塑性树脂制成。所述密封件5借助于胶体层6优选地在所述密封件5的整个表面上方延伸而胶合在封盖3和容器4上。
钮扣电池1的有必要测试密封性的区域是封盖3、容器4和聚合物密封件5之间的接合区11(即，密封部件的各个部分之间的接触区域)。封盖3和容器4本身类似于能够在施加压力(或力)时变形的柔性壁。
[图2]本身是根据本实用新型用于测试密封性的系统15的示意性表示。
所述系统15因此包括：
-用于测试密封性的装置17，其包含至少一个压力源19；
-测试支撑件21，其既定容纳待测试的部件1(此处为钮扣电池)且连接到装置17并连接到所述至少一个压力源19。
所述测试支撑件21被配置成一方面使得借助于压力源19向所述部件1的所述部分3、4和5的仅一个接合区11加压，且另一方面使得在所述部件安装于所述支撑件21中时所述部件的柔性壁3或4的至少一个部分保持自由。
所述装置17具体来说被配置成测量特性值(物理值)，使得有可能确定密封部件1的密封性。更具体地说，装置17例如被配置成测量接合区11中压力随时间的变化，这具体来说借助于压力传感器(绝对或相对)进行。如果压力随时间减小，则这指示接合区11处存在开口(或缺陷)，且由所述装置17(在接合区11处)注入的加压气体(例如空气)浸渗部件1。
在本实用新型的替代实施例中，装置17可被配置成测量所述密封部件1的柔性壁3或4的移动。实际上，壁3或4在接合区11上的压力的影响下移动指示，存在加压气体到部件1中的浸渗且存在至少一个泄漏。具体来说借助于光学传感器使用与所述壁3或4接触的机械比较器，和/或通过测量来自接近于壁3或4放置的孔口的空气流的改变，和/或通过测量部件1的壳体周围的密封体积中的压力的改变，来实行壁3或4的移动(或更一般来说，部件1的壳体的体积的改变)的测量。
在替代实施例中，用于测试密封性的装置17可测量接合区11处的压力变化和柔性壁3或4的值的移动两者，以便更加稳健地检测密封部件1上可能的泄漏。
更具体地说，装置17的压力源19可以是压缩机、到压缩空气管网的连接，或只是一个加压气体瓶。
关于测试支撑件21，其包含更具体地可在[图3]和[图4]中看到的两个部分21b和21c，所述两个部分经整形以限定用于容纳待测试部件1的外壳21a，以及多个o形环20，后者使得有可能特别地使部件1的接合区11与外部隔离。如[图4]中可更具体地看到，部件的支撑件21、o形环20和接合区11的整形限定测试体积50(既定被加压的体积)。
支撑件21因此被配置成使得有可能具体来说通过在支撑件21的部分中的一个中提供一个或多个凹口23而使至少一个柔性壁3或4自由地移动。
有利的是，支撑件21的凹口23形成腔52，所述腔可经真空处理或至少减小到低于大气压的压力，以便促进所述柔性壁3或4的移动。腔52中占优势的压力的此减小例如借助于泵25执行。
如[图2]到[图4]中更具体地示出，支撑件21包括例如布置于所述支撑件21的部分21b和21c中的各个通道40。所述通道40被配置成确保接合区50和/或腔52与系统1的其它元件之间的流体连通。
系统1还包括管线36、阀38和41，分别存在两个和三个路径，被配置成将接合区11的体积50和/或腔52(经由通道40)连接到系统1的各个元件，例如密封性装置17、压力源19、泵25等。
还应注意，支撑件21有利地包括吹扫回路42(在[图2]中更具体地示出)，所述吹扫回路被配置成将接合区11的测试体积50吹扫至大气压和/或使所述测试体积达到大气压。
此外，任选地，根据本实用新型的系统15包括用于测试密封性的额外装置27，具体来说用于使用示踪气体测试密封性的装置。用于测试密封性的所述额外装置27具体来说包括质谱仪和示踪气体储备。
应注意，额外装置27还具体来说经由管线36、通道40、阀38和41连接到接合区11的体积50和/或连接到腔52。
所述系统15因此使得有可能实施一种用于测试先前描述的密封部件1的密封性的方法100。
[图5]中更具体地示出的根据本实用新型的所述方法100包括：
-将密封部件1安装S1在被配置成使得密封部件1的所述至少一个柔性壁3或4自由移动(或变形)的测试支撑件21中；
-向所述密封部件1的接合区11加压S2；
-使用用于测试密封性的装置17测量S3特性物理值以确定密封部件1的密封性，以及更具体来说所述接合区11的密封水平。
由用于测试密封性的装置17测得的特性值有利地是被测试部件1的接合区11中(更具体地说，测试体积50中)随时间的压力变化。
在一个替代实施例中，由用于测试密封性的装置17测得的特性值是所述至少一个柔性壁3或4的移动。
在另一替代实施例中，对密封部件1的所述至少一个柔性壁3或4进行真空处理或使其减小到低于大气压的压力。
[图6]示出上文描述的方法的替代实施例，用于测试密封性的方法200因此包括：
-在被测试部件1的接合区11处注入S4经加压示踪气体；
-测量S5示踪气体随时间的浓度变化以确定被测试部件1的密封水平。
应注意，示踪气体的浓度变化的测量S5可在由被测试部件1的所述接合区11和支撑件21形成的测试体积50中执行，但也可在所述部件1转移到相异的测试腔室中之后在所述相异的测试腔室中执行。
此外，在注入S4示踪气体之后在支撑件21中实行浓度测量S5时，有利的是，借助于吹扫回路42事先吹扫测试体积50，然后对所述测试体积进行真空处理，接着实行所述测量S5。

Claims (5)

1.一种用于测试密封部件的密封性的系统(15)，待测试的所述密封部件(1)包含附接到彼此的至少两个柔性壁(3、4)，所述系统(15)包括：
-用于测试密封性的装置(17)，其包含至少一个压力源(19)；
-测试支撑件(21)，其用于容纳待测试的所述部件(1)且连接到所述压力源(19)；
所述测试支撑件(21)被配置成一方面使得借助于所述压力源(19)向所述部件(1)的所述柔性壁(3、4)的接合区(11)的仅一个测试体积(50)加压，且另一方面使得在所述部件(1)安装于所述支撑件(21)中时所述部件(1)的所述柔性壁(3、4)的至少一个部分保持自由，
其特征在于，所述装置(17)被配置成测量特性值以确定所述密封部件(1)在所述接合区(11)处的密封性。
2.根据权利要求1所述的系统(15)，其特征在于，所述装置(17)被配置成在所述密封部件(1)的所述接合区(11)处测量压力的变化。
3.根据权利要求1或2所述的系统(15)，其特征在于，所述装置(17)被配置成测量所述密封部件(1)的至少一个所述柔性壁(3、4)的移动。
4.根据权利要求1或2所述的系统(15)，其特征在于，所述至少一个柔性壁(3、4)暴露于真空或至少暴露于低于大气压的压力。
5.根据权利要求1或2所述的系统(15)，其特征在于，其包括用于测试密封性的额外装置(27)，所述装置(27)是用于使用示踪气体测试密封性的装置。
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