CN102980808A - 一种波纹管膨胀节内压爆破试验装置 - Google Patents

一种波纹管膨胀节内压爆破试验装置 Download PDF

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韦超
铁文军
石正波
袁杏
杨学勤
徐爱杰
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Abstract

本发明涉及一种波纹管膨胀节内压爆破试验装置。本发明将波纹管膨胀节固定在一个钢制框架结构中，对其充试验要求的水压，进行爆破试验，可以真实反应波纹管膨胀节发生内压爆破时的工作状态、内压爆破试验时对试验件进行可靠的轴向约束。本发明波纹管膨胀节内爆破装置包括主承力部件上承力横梁(201)和下承力横梁(2013)，立柱(204)，堵盖(206)，密封圈(2023，2020)，带加注口堵盖(208)，可升降压盘(203)，压板(209)，固定板(2012)，加压软管(2017)，液压爆破试验台(2019)，压盘安装座(2018)，以及固定元件，本发明具有试验件装夹快速、装置通用性强、承载能力高、移动方便等优点。

Description

一种波纹管膨胀节内压爆破试验装置
技术领域
本发明涉及一种内压爆破试验装置，尤其适用于波纹管膨胀节。
背景技术
波纹管膨胀节如图1所示，是具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱壳体，是一种能自由伸缩的弹性补偿元件，能有效地起到补偿轴向和横向变形的作用，现已在石油化工、电力、建筑、冶金、机械等行业得到越来越广泛的应用。
内压爆破是波纹管膨胀节的失效形式之一。在波纹管膨胀节的研制过程中，均需要通过内压爆破试验的方式对波纹管膨胀节的设计爆破压力进行验证。试验过程：试验件两端密封，固定在试验专用夹具上，试验中要保证端部有效的密封并防止端部任何位移，对试验件内部逐级充压(充压介质：水)，直至试验件发生失稳及破坏为止。
以往的内压爆破试验均采用“堵盖+拉杆”(沿膨胀节轴向均布若干根拉杆)的方式对波纹管膨胀节进行轴向约束固定如图2所示，防止在充压过程中膨胀节不断伸长，影响爆破压力。
如图2所示，2块堵盖101采用连接螺栓105安装到波纹管膨胀节103的两端法兰上，并实现密封；拉杆103通过螺母102可靠固定在两块堵盖101之间；一块堵盖101焊接有加注管106，通过该加注口107对膨胀节充液压，实现膨胀节的内压爆破。
这种固定方式存在轴向约束不可靠、试验件装夹繁琐、堵盖和拉杆在试验过程容易变形损坏，不能真实反映波纹管膨胀节工作状态等缺点。
发明内容
为了解决传统固定方法轴向约束不可靠的技术问题，本发明提供了一种波纹管膨胀节内压爆破试验装置，可以真实反应波纹管膨胀节发生内压爆破时的工作状态、内压爆破试验时对试验件进行可靠的轴向约束、提高膨胀节内压爆破试验效率、实现内压爆破试验装置的通用化。
本发明将波纹管膨胀节固定在一个钢制框架结构中，对其充试验要求的水压，进行爆破试验。本发明具有试验件装夹快速、装置通用性强、承载能力高、移动方便等优点。
本发明波纹管膨胀节内爆破装置包括主承力部件上承力横梁201和下承力横梁2013，立柱204，堵盖206，密封圈2023、2020，带加注口堵盖208，可升降压盘203，压板209，固定板2012，加压软管2017，液压爆破试验台2019，压盘安装座2018，以及固定元件，其连接关系如下：
上承力横梁201和下承力横梁2013固定在立柱204，堵盖206通过螺栓与波纹管膨胀节207的法兰盘连接，二者之间放置密封圈2023实现密封；带加注口堵盖208与波纹管膨胀节207的法兰盘连接，二者之间放置密封圈2020实现密封；堵盖206固定在可升降压盘203上；利用若干个压板209，将带加注口堵盖208固定在固定板2012上；固定板2012固定安装在下承力横梁2013上，带加注口堵盖208通过加压软管2017与液压爆破试验台2019相连接，对波纹管膨胀节207内充压，压盘安装座2018固定在上承力横梁201的下端，可升降压盘203安装在压盘安装座2018上，二者之间有螺纹副，通过旋转可升降压盘203，实现可升降压盘203的上下运动，液压爆破试验台2019用于对波纹管膨胀节207内充压。
本装置的底部横梁2014通过螺栓2016和立柱204相连接安装有4个万向脚轮2015，移动方便。
本发明通过上述技术特征，解决了波纹管膨胀节内压爆破试验过程中的难题，已经成功应用于新一代运载火箭波纹管膨胀节的研制试验，实践证明该装置到达了预期设计指标，能够满足内压爆破试验要求，并具有试验件装夹快速、装置通用性强、承载能力高、便于搬运等如下优点。
1、试验件装夹快速：新的内压爆破试验装置免除了反复拆装拉杆的工作，只需旋转可升降压盘203，即可快速实现对于波纹管膨胀节207的轴端可靠约束，并能保证在爆破试验过程中，波纹管膨胀节不会产生轴向位移。
2、装置通用性强：只需更换堵盖206和带加注口堵盖208，本装置即可适用于不同管径和长度的波纹管膨胀节试验；
3、承载能力高：本装置为框架式结构，上承力横梁201和下承力横梁2013是本装置的主要承力部件，承受爆破试验中波纹管膨胀节207产生的轴向载荷，可有效避免试验过程中堵盖发生凸起变形。
4、便于搬运：试验装置装有脚轮，更换作业场地方便。
附图说明
图1为单层波纹管示意图；
图2为现有内压爆破试验工装示意图；
图3为本发明波纹管膨胀节爆破试验装置示意图；
图4为本发明波纹管膨胀节密封方式示意图；
图5为本发明固定板螺纹孔孔位布置示意图；
图6为本发明压盘安装座结构示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结构简图见图3：
上承力横梁201和下承力横梁2013是本装置的主要承力部件，承受爆破试验中波纹管膨胀节207产生的轴向载荷；上承力横梁201和下承力横梁2013分别通过螺栓202和螺栓2010固定在立柱204上。
如图4所示，堵盖206通过螺栓与波纹管膨胀节207的法兰盘连接，二者之间放置密封圈2023实现密封；带加注口堵盖208通过螺栓2022与波纹管膨胀节207的法兰盘连接，二者之间放置密封圈2020实现密封；如图3所示，使用螺栓205将堵盖206固定在可升降压盘203上；利用若干个压板209，将带加注口堵盖208固定在固定板2012上；带加注口堵盖208有与加压软管2017连接的螺纹接口。
加压软管2017用于连接带加注口堵盖208和液压爆破试验台2019，对波纹管膨胀节207内充压；
固定板2012通过螺栓2011安装在下承力横梁2013上，端面周向均匀布置有大量螺纹孔2024如图5所示，用于螺接压板209；
如结构图图3所示压盘安装座2018通过螺栓2021固定在上承力横梁201的下端，压盘安装座结构图如图6所示；
可升降压盘203安装在压盘安装座2018上，二者之间有螺纹副，通过旋转可升降压盘203，实现可升降压盘203的上下运动；
液压爆破试验台2019用于对波纹管膨胀节207内充压，使其爆破；
本装置的底部横梁2014通过螺栓2016和立柱204相连接安装有4个万向脚轮2015，移动方便。
本发明使用步骤如下：
1、将堵盖206和带加注口堵盖208安装到波纹管膨胀节207上；
2、手工将波纹管膨胀节207内注满自来水；
3、将波纹管膨胀节207放置到固定板2012上；
4、利用压板209将波纹管膨胀节207下端的带加注口堵盖208固定；
5、加压软管2017连接液压爆破试验台2019和带加注口堵盖208；
6、旋转可升降压盘203，使其和波纹管膨胀节207上端的堵盖206贴合；
7、使用螺栓205，把波纹管膨胀节207上端的堵盖206可靠固定在可升降压盘203上；
8、开启液压爆破试验台2019对波纹管膨胀节207充压；
9、波纹管膨胀节207内压爆破；
10、试验结束，拆除试件。
本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种波纹管膨胀节内压爆破试验装置，其特征在于：所述装置包括主承力部件上承力横梁(201)和下承力横梁(2013)，立柱(204)，堵盖(206)，密封圈(2023，2020)，带加注口堵盖(208)，可升降压盘(203)，压板(209)，固定板(2012)，加压软管(2017)，液压爆破试验台(2019)，压盘安装座(2018)，以及固定元件，其连接关系如下：
上承力横梁(201)和下承力横梁(2013)固定在立柱(204)，堵盖(206)通过螺栓与波纹管膨胀节(207)的法兰盘连接，二者之间放置密封圈(2023)实现密封；带加注口堵盖(208)与波纹管膨胀节(207)的法兰盘连接，二者之间放置密封圈(2020)实现密封；堵盖(206)固定在可升降压盘(203)上；利用若干个压板(209)，将带加注口堵盖(208)固定在固定板(2012)上；固定板(2012)固定安装在下承力横梁(2013)上，带加注口堵盖(208)通过加压软管(2017)与液压爆破试验台(2019)相连接，对波纹管膨胀节(207)内充压，压盘安装座(2018)固定在上承力横梁(201)的下端，可升降压盘(203)安装在压盘安装座(2018)上，二者之间有螺纹副，通过旋转可升降压盘(203)，实现可升降压盘(203)的上下运动，液压爆破试验台(2019)用于对波纹管膨胀节(207)内充压。
2.如权利要求1所述的波纹管膨胀节内压爆破试验装置，其特征在于：
所述上承力横梁(201)和下承力横梁(2013)分别通过螺栓(202)和螺栓(2010)固定在立柱(204)上；
带加注口堵盖(208)通过螺栓(2022)与波纹管膨胀节(207)的法兰盘连接；螺栓(205)将堵盖(206)固定在可升降压盘(203)上；
带加注口堵盖(208)有与加压软管(2017)连接的螺纹接口；固定板(2012)通过螺栓(2011)安装在下承力横梁(2013)上，端面周向均匀布置有大量螺纹孔(2024)，用于螺接压板(209)；
压盘安装座(2018)通过螺栓(2021)固定在上承力横梁(201)的下端。
3.如权利要求1所述的波纹管膨胀节内压爆破试验装置，其特征在于：所述装置的底部横梁(2014)通过螺栓(2016)和立柱(204)相连接，安装有4个万向脚轮(2015)。
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