CN103674534A - 金属波纹管高温高压疲劳寿命试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种金属波纹管高温高压疲劳寿命试验装置，包括试验平台、压力系统，其技术要点是：所述压力系统与控制系统相连，试验平台的输出端上设有连杆，试验平台上设有顶部开口的保温部，保温部内设有顶部开口的釜体，釜体内设有与温度传感器，保温部与釜体之间的隔层内设有加热部，压力系统通过进液管与釜体相连，进液管上设有与控制系统相连的压力传感器；釜体顶部通过中央心设有贯通孔的釜盖密封，釜盖的贯通孔通过压盖法兰密封，釜盖的贯通孔内设有石墨盘根；釜体与釜盖之间设有试验法兰，试验法兰与釜体之间设有第一缠绕垫，试验法兰与釜盖之间设有第二缠绕垫；连杆伸入到釜体内。满足了波纹管不同压力、不同温度、不同位移的疲劳寿命试验要求。
Description
技术领域
本发明涉及波纹管疲劳试验装置，尤其是一种金属波纹管高温高压疲劳寿命试验装置。
背景技术
波纹管是常用的弹性元件，主要包括金属波纹管、电沉积波纹管、焊接波纹管、波纹管换热器、膜片膜盒、金属软管等。波纹管利用弹性材料的自身性质，在外界载荷（集中力、压力、力矩等）作用下改变元件的形状和尺寸，载荷卸除后复位。因此可用于测量、连接、转换、补偿、隔离、密封、减震等功能，在航空航天、船舶、汽车、石化、电力、核能等工业领域中广泛应用。
近年来，随着科学技术的发展，金属波纹管常用于高温高压等恶劣工况，因此提高了对金属波纹管的性能要求。生产制造过程中需要对波纹管极限环境下的使用寿命进行试验，但现有的试验设备存在以下缺陷：（1）无法满足高温高压的疲劳寿命要求，通常只能根据相关经验方法折算，因此测定结果误差较大，供参考价值较低；（2）如需进行高温高压疲劳寿命试验时，波纹管组件只能安装在阀门或连接管路上，随使用波纹管的设备同时进行高温高压疲劳寿命考核，试验过程极为不便。因此需要对现有的金属波纹管疲劳试验装置进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属波纹管高温高压疲劳寿命试验装置，满足了波纹管不同压力、不同温度、不同位移的疲劳寿命试验要求。
本发明的目的是这样实现的：该金属波纹管高温高压疲劳寿命试验装置包括试验平台、压力系统，其特征在于：所述压力系统与控制系统相连，试验平台的输出端上设有连杆，试验平台上设有顶部开口的保温部，保温部内设有顶部开口的釜体，釜体内设有与控制系统相连的温度传感器，保温部与釜体之间设有隔层，隔层内设有与控制系统相连的加热部，压力系统通过贯穿保温部的进液管与釜体相连通，进液管上设有与控制系统相连的压力传感器；釜体顶部通过中央心设有贯通孔的釜盖密封，釜盖的贯通孔通过压盖法兰密封，釜盖的贯通孔内设有石墨盘根；釜体与釜盖之间设有试验法兰，试验法兰与釜体之间设有第一缠绕垫，试验法兰与釜盖之间设有第二缠绕垫；连杆自上而下依次贯穿压盖法兰、石墨盘根、第一缠绕垫、试验法兰、第二缠绕垫后伸入到釜体内。
所述釜体与釜盖之间通过螺栓连接。
本发明具有的优点及积极的技术效果是：金属波纹管的上端部与试验法兰焊接，下端部与连杆末端焊接，金属波纹管套接在连杆上置于釜体内。通过压力系统控制釜体内的压力，通过加热部控制釜体内的介质温度。由连杆驱动金属波纹管作轴向拉伸与压缩运动，从而实现了金属波纹管在不同温度、不同压力、不同位移下的疲劳寿命试验。釜体内设有与控制系统相连的温度传感器，进液管上设有与控制系统相连的压力传感器，从而实现对整个试验装置的远程控制，使用方便。釜体顶部通过中央心设有贯通孔的釜盖密封，釜盖的贯通孔通过压盖法兰密封，釜盖的贯通孔内设有石墨盘根，采用石墨盘根后，在金属波纹管疲劳失效时，避免了釜体内的高温高压介质沿釜盖和连杆之间的缝隙处喷出，损伤人员或设备。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中釜体的结构示意图。
附图标记说明：1釜体、2加热部、3保温部、4金属波纹管、5第一缠绕垫、6试验法兰、7第二缠绕垫、8螺栓、9釜盖、10石墨盘根、11压盖法兰、12连杆、13试验平台、14压力系统、15进液管。
具体实施方式
根据图1~2详细说明本发明的具体结构。该金属波纹管高温高压疲劳寿命试验装置包括试验平台13、压力系统等部分。其中，压力系统14与控制系统相连，试验平台13的输出端上设有连杆12，试验平台13上设有顶部开口的保温部3，降低釜体1的热损耗。保温部3内设有顶部开口的釜体1，釜体1内设有与控制系统（图中未示出）相连的温度传感器（图中未示出），保温部3与釜体1之间设有隔层，隔层内设有加热部2，压力系统14通过贯穿保温部3的进液管15与釜体1相连通，进液管15上设有与控制系统相连的压力传感器。进液管15一端与釜体1焊接，另一端通过螺纹与压力系统14连接。为了防止高温高压介质回流到压力系统内，还需要在进液管15与压力系统14之间安装冷凝管与单向阀门。釜体1顶部通过中央心设有贯通孔的釜盖9密封，釜体1与釜盖9之间通过螺栓8连接。釜盖9的贯通孔通过压盖法兰11密封，釜盖9的贯通孔内填充石墨盘根10，压盖法兰11将石墨盘根10压紧。釜体1与釜盖9之间设有试验法兰6，试验法兰6与釜体1之间通过第一缠绕垫5密封，试验法兰6与釜盖9之间通过第二缠绕垫7密封。连杆12自上而下依次贯穿压盖法兰11、石墨盘根10、第一缠绕垫5、试验法兰6、第二缠绕垫7后伸入到釜体1内。
金属波纹管4的上端部与试验法兰6焊接，下端部与连杆12末端焊接，金属波纹管4套接在连杆12上置于釜体1内。通过压力系统14控制釜体内的压力，通过加热部2控制釜体1内的介质温度。由连杆12驱动金属波纹管作轴向拉伸与压缩运动，通过控制系统控制压力系统控制釜体内的压力，由进液管上的压力传感器将压力数据传回控制系统；由釜体内的温度传感器将釜体内的温度数值传回控制系统。从而实现了金属波纹管在不同温度、不同压力、不同位移下的疲劳寿命试验。实现极限压力42MPa（常温）、极限温度400℃的金属波纹管疲劳寿命试验，并可针对不同规格尺寸、不同工况的波纹管进行疲劳寿命试验。
若试验温度＞260℃，则第一、第二缠绕垫的材料可选用石墨；若试验温度≤260℃，则第一、第二缠绕垫的材料可选用聚四氟乙烯。釜体的内部充压介质可以根据具体的试验选择水（如工业纯水）或油（如导热油）。此外，本发明的金属波纹管高温高压疲劳寿命试验装置还可用于进行金属波纹管高温下的静强度压力试验。
Claims (2)
1.一种金属波纹管高温高压疲劳寿命试验装置，包括试验平台、压力系统，其特征在于：所述压力系统与控制系统相连，试验平台的输出端上设有连杆，试验平台上设有顶部开口的保温部，保温部内设有顶部开口的釜体，釜体内设有与控制系统相连的温度传感器，保温部与釜体之间设有隔层，隔层内设有与控制系统相连的加热部，压力系统通过贯穿保温部的进液管与釜体相连通，进液管上设有与控制系统相连的压力传感器；釜体顶部通过中央心设有贯通孔的釜盖密封，釜盖的贯通孔通过压盖法兰密封，釜盖的贯通孔内设有石墨盘根；釜体与釜盖之间设有试验法兰，试验法兰与釜体之间设有第一缠绕垫，试验法兰与釜盖之间设有第二缠绕垫；连杆自上而下依次贯穿压盖法兰、石墨盘根、第一缠绕垫、试验法兰、第二缠绕垫后伸入到釜体内。
2.根据权利要求1所述的金属波纹管高温高压疲劳寿命试验装置，其特征在于：所述釜体与釜盖之间通过螺栓连接。
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