CN103698206B - 用于塑料管材耐内压试验的密封夹具及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于塑料管材耐内压试验的密封夹具，包括前端封头、后端封头和拉杆，前端封头和后端封头均为椭圆型封头，前端封头和后端封头的中心均设有连接孔，拉杆的两端分别穿过前端封头和后端封头的连接孔后用紧固螺盖固定，紧固螺盖处配有密封圈，前端封头上设有快装接头，在前端封头和后端封头的内端部通过螺栓各连接一个压环，前、后端封头与压环间均夹持有O型密封圈，前、后端封头内端面设有与O型密封圈配合的弧形凹槽，压环与O型密封圈接触的端面为斜面或圆弧面。本发明具有即使在恶劣密封工况下仍密封性好、重量轻、结构牢固、拆装方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及管材在各种压力下性能测试装置领域，特别涉及一种用于塑料管材耐快速裂纹扩展的测定小尺寸稳态试验的密封夹具。
背景技术
在塑料管材耐快速裂纹扩展的测定小尺寸稳态试验中，试样直径大、长度大，现有的密封方式中，有些夹具十分笨重，安装拆卸都很不方便。另外试验在低温下进行，有些密封方式在低温情况下密封性不够，容易出现泄露的现象。试样的调节需要时间较长，如果发生泄露，试验数据作废，浪费时间等等。因此要求密封夹具必须方便安装拆卸，密封成功率要高。
在塑料管材耐快速裂纹扩展的测定小尺寸稳态试验中，需要有减压挡板穿过试样。因此采用GB/T6111-2003中提到的B型密封方式（两套密封接头分别放置于试样的两端，由金属连接杆将两套密封接头连接的密封方式）较为方便。
现有的密封技术主要为沟槽式径向密封：
1.沟槽式径向密封：该密封形式有两套密封接头分别放置于试样的两端，密封接头都设置有沟槽，放置密封0型圈。密封O型圈的内径比试样外径略小，试样要穿过密封O型圈，由试样穿过O型圈产生的挤压力完成密封。上述密封形式有以下几点不足：（1）密封的挤压力靠试样穿过O型圈提供，当挤压压小时,如果试验要求试样内压力较大有泄露风险。（2）当挤压力大时，安装过程中需要很大的力量。但为保证稳定密封，通常安装拆卸也会比较吃力。（3）要平衡两者关系寻求合适O型圈。设计选择O型圈时极不方便。（4）两端密封接头为平整型，为保证强度要求，密封接头变的笨重，给安装拆卸带来不便。
2.该密封方式也可用于塑料管材耐压爆破试验，该领域比较先进的方式为塑料管材耐压爆破试验机夹。该密封方式属于A型密封方式。该密封形式有两套密封接头和两个压圈放置于试样两端。密封接头设有台阶放置O型圈，试样穿过O型圈，压圈与密封接头用螺钉连接，通过紧固螺钉，压圈压缩O型圈使之变形填充间隙完成密封。该密封方式在小管径管材的耐压爆破试验中效果良好，但在大管径管材的耐压爆破试验中存在以下几个问题：（1）大管径管材需要的O型圈截面直径和公称直径均变大，因此要使之变形需要非常大的紧固力。人工紧固螺钉的力往往不能达到，造成泄露问题。（2）塑料管材的不圆度要求比较宽泛，随管径变大，该问题体现更加明显，由于管材外壁不圆度大，密封接头不圆度小，造成管材于密封接头的间隙有大有小，而密封圈的形状比较规矩，变形也比较均匀，因此不能填满大小不一的间隙，造成泄露问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种密封性好有效解决泄露问题、结构牢固、拆装方便的用于塑料管材耐快速裂纹扩展的测定小尺寸稳态试验的密封夹具。
本发明的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于塑料管材耐内压试验的密封夹具，其特征在于：所述密封夹具包括前端封头、后端封头和拉杆，前端封头和后端封头均为椭圆型封头，前端封头和后端封头的中心均设有连接孔，拉杆的两端分别穿过前端封头和后端封头的连接孔后用紧固螺盖固定，紧固螺盖处配有密封圈，前端封头上设有快装接头，在前端封头和后端封头的内端部通过螺栓各连接一个压环，前、后端封头与压环间均夹持有O型密封圈，前、后端封头内端面设有与O型密封圈配合的弧形凹槽，压环与O型密封圈接触的端面为斜面或圆弧面，其中引导O型密封圈的挤压方向指向要密封的间隙，O型密封圈的变形量和O型密封圈的位移进行密封所述的间隙。
在所述前、后的两个压环之间设有防护罩，防护罩包括与拉杆同轴设置的若干圆环，以及设置在圆环外周与拉杆平行用于连接圆环的若干连接杆。
所述拉杆包括轴芯、间隔同轴安装在轴芯上的若干圆型片和同轴安装在轴芯后端部的圆柱台。
所述的O型密封圈是用红硅胶材料制成。
本发明在进行试验安装时，首先将拉杆一端穿过后端封头连接孔，并用紧固螺盖和密封圈密封固定；其次将O型密封圈放入后端封头内端面的弧形凹槽处，将试样插入后端封头内，再套入压环和防护罩（水压试验时可不用）；然后在试样另一端依次套入压环、O型密封圈和前端封头，用密封圈和紧固螺盖将前端封头固定密封；最后调整O型密封圈的位置，使之贴紧封头弧形凹槽处，用螺栓将压环和封头连接在一起，并紧固完成密封。
本发明具有以下优点：
1.前端封头和后端封头均为椭圆形结构，在满足强度要求基础上减轻夹具重量。
2.两端封头与O型密封圈配合处的形状为圆弧形，充分利用O型密封圈的变形量，当管径管材较大O型密封圈变形量较小时，仍能稳定密封。
3.压环端部与O型密封圈接触部分形状为斜面或圆弧面，密封工况较好时采用斜面，密封工况恶劣时采用圆弧面，引导O型密封圈的挤压方向指向要密封的间隙，不单纯靠O型密封圈的变形量填充密封间隙，还利用O型密封圈的位移来密封间隙，大大提高了密封效率，即使在塑料管材不圆度要求较宽泛的情况下，仍能很好的完成密封。
4.两端封头由拉杆连接，并用O型密封圈和紧固螺盖固定并密封。介质压力产生的轴向力由拉杆承担，试样不承担轴向力。
5.安装时试样通过O型密封圈不会产生较大压力，待组装完毕后，通过紧固螺栓压紧O型密封圈提供密封压力，安装拆卸省时省力。
综上，本发明具有即使在恶劣密封工况下仍密封性好、重量轻、结构牢固、拆装方便等优点。
附图说明
图1是本发明剖切结构示意图；
图2是图1的A处放大图。
具体实施方式
如图1、图2所示, 一种用于塑料管材耐内压试验的密封夹具，包括前端封头1、后端封头2和拉杆3，前端封头1和后端封头2均为椭圆型封头，前端封头1和后端封头2的中心均设有连接孔，拉杆3的两端分别穿过前端封头1和后端封头2的连接孔后用紧固螺盖4固定，紧固螺盖4处配有密封圈5，前端封头1上设有快装接头6，在前端封头1和后端封头2的内端部通过螺栓7各连接一个压环8，前、后端封头与压环8间均夹持有O型密封圈9，前、后端封头内端面设有与O型密封圈9配合的弧形凹槽10，压环8与O型密封圈接触的端面为斜面，在前、后的两个压环8之间设有防护罩11。
本发明在进行试验安装时，首先将拉杆3一端穿过后端封头2连接孔，并用紧固螺盖4和密封圈5密封固定；其次将O型密封圈9放入后端封头2内端面的弧形凹槽10处，将试样12插入后端封头2内，再套入压环8和防护罩11（水压试验时可不用）；然后在试样12另一端依次套入压环8、O型密封圈9和前端封头1，用密封圈5和紧固螺盖4将前端封头1固定密封；最后调整O型密封圈9的位置，使之贴紧封头弧形凹槽10处，用螺栓7将压环8和封头连接在一起，并紧固完成密封。
Claims (4)
1.一种用于塑料管材耐内压试验的密封夹具，其特征在于：所述密封夹具包括前端封头、后端封头和拉杆，前端封头和后端封头均为椭圆型封头，前端封头和后端封头的中心均设有连接孔，拉杆的两端分别穿过前端封头和后端封头的连接孔后用紧固螺盖固定，紧固螺盖处配有密封圈，前端封头上设有快装接头，在前端封头和后端封头的内端部通过螺栓各连接一个压环，前、后端封头与压环间均夹持有O型密封圈，前、后端封头内端面设有与O型密封圈配合的弧形凹槽，压环与O型密封圈接触的端面为斜面或圆弧面，其中引导O型密封圈的挤压方向指向要密封的间隙，O型密封圈的变形量和O型密封圈的位移进行密封所述的间隙，所述拉杆包括轴芯、间隔同轴安装在轴芯上的若干圆型片和同轴安装在轴芯后端部的圆柱台。
2.根据权利要求1所述的密封夹具，其特征在于：在所述前、后的两个压环之间设有防护罩，防护罩包括与拉杆同轴设置的若干圆环，以及设置在圆环外周与拉杆平行用于连接圆环的若干连接杆。
3.根据权利要求1所述的密封夹具，其特征在于：所述的O型密封圈是用红硅胶材料制成。
4.一种权利要求1-3任一权利要求所述的密封夹具的使用方法，包括下列步骤：首先将拉杆一端穿过后端封头连接孔，并用紧固螺盖和密封圈密封固定；其次将O型密封圈放入后端封头内端面的弧形凹槽处，将试样插入后端封头内，再套入压环和防护罩，如进行水压试验时不用；然后在试样另一端依次套入压环、O型密封圈和前端封头，用密封圈和紧固螺盖将前端封头固定密封；最后调整O型密封圈的位置，使之贴紧封头弧形凹槽处，用螺栓将压环和封头连接在一起，并紧固完成密封。
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