CN103851198A

CN103851198A - 大型爆炸波模拟装置的高压动态密封方法及密封装置

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Publication number: CN103851198A
Application number: CN201410101014.2A
Authority: CN
Inventors: 周松柏; 王世合; 任王军; 高永红; 周世峰; 苑晓华; 陈显; 孙桂娟; 王振宇
Original assignee: Engineering Troops No 3 Institute Headquarters of General Staff of PLA
Current assignee: Engineering Troops No 3 Institute Headquarters of General Staff of PLA
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: CN103851198B

Abstract

本发明涉及大型爆炸波模拟装置高压动态密封技术领域，公开一种大型爆炸波模拟装置的高压动态密封方法及密封装置，本方法采用的密封装置包括有设置在扶壁式反力墙（4）引线孔（1）、进气孔（2）内的孔结构高压动态密封结构和设置在过渡段（5）与出口段（6）钢筋混凝土主体结构的伸缩缝位置的伸缩缝高压动态密封结构；孔结构高压动态密封结构包括有锥形套（11）、锥形塞（12）和压盖（13）；伸缩缝高压动态密封结构包括由钢筋混凝土预埋型钢（21）、伸缩钢带（22）和预应力后张钢带（24）。本发明具有密封效果好、抗动载能力强、自行密封、变形可调、结构简单等特点，对保障特种设备的高压动态密封和安全稳定运行具有重要作用。

Description

大型爆炸波模拟装置的高压动态密封方法及密封装置

技术领域

本发明涉及大型爆炸波模拟装置密封技术的范畴，尤其涉及一种大型爆炸波模拟装置的高压动态密封方法及密封装置，能够实现大型爆炸波模拟装置高压动态密封以及钢筋混凝土结构变形协调的密封。

背景技术

在大型爆炸波模拟装置运行过程中，为了防止爆炸冲击波从预留的引线孔、进气孔等孔洞中泄漏，需要设计相应的高动压自密封结构。此外，大型爆炸波模拟装置钢筋混凝土结构需要预留伸缩缝，伸缩缝处的密封结构既要实现高动压密封，又要满足钢筋混凝土结构的伸缩变形。因此，还须设计出既能进行密封又能实现变形协调的结构。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是一种大型爆炸波模拟装置的高压动态密封方法及密封装置。

为实现上述发明的目的，本发明采取以下技术方案：

一种大型爆炸波模拟装置的高压动态密封装置，所述的高压动态密封装置包括有设置在扶壁式反力墙的引线孔、进气孔内的孔结构高压动态密封结构和设置在过渡段与出口段钢筋混凝土主体结构的伸缩缝位置的伸缩缝高压动态密封结构；所述的孔结构高压动态密封结构分别对应扶壁式反力墙的每一个引线孔和每一个进气孔设置；所述的孔结构高压动态密封结构包括有锥形套、锥形塞和压盖；所述的锥形套为中心具有圆柱孔与圆台孔的结构；锥形套的所述圆台孔位于圆柱孔的前端，并与所述的圆台孔相连通；所述锥形塞位于锥形套的所述圆台孔内，并由设置在锥形塞外部的压盖固定在圆台孔内；所述锥形塞与锥形套之间设置O形密封圈；所述的伸缩缝高压动态密封结构包括由钢筋混凝土预埋型钢、伸缩钢带、高弹力抗老化胶管和预应力后张钢带；所述的钢筋混凝土预埋型钢预埋在伸缩缝两侧钢筋混凝土结构上；所述的伸缩钢带为由一根钢带弯折成的U形结构；所述的伸缩钢带的U形突起位于伸缩缝内；所述伸缩钢带U形结构的两侧分别与所对应的钢筋混凝土预埋型钢焊接连接，构成能够随伸缩缝两侧的钢筋混凝土结构的伸缩而伸缩，协调钢筋混凝土结构变形的结构；所述的预应力后张钢带设置在伸缩缝两边的钢筋混凝土结构的外表面上；所述的预应力后张钢带的内侧具有用以密封伸缩缝外表面的胶带；用以充填和补强伸缩缝高压动态密封结构的高弹力抗老化胶管设置在所述的伸缩缝内，且所述的高弹力抗老化胶管夹在预应力后张钢带、伸缩钢带以及伸缩缝两侧的钢筋混凝土结构之间。

所述的高弹力抗老化胶管由高弹力橡胶制成。

所述的锥形塞为由若干瓣高弹力橡胶构成的圆台形结构，相邻两瓣高弹力橡胶之间具有用以夹入多根引线管或进气管的间隙；所述锥形塞的外表面具有放置O形密封圈的凹槽。

所述的预应力后张钢带由钢带、承载板、钢带加强筋、碟簧组、碟簧加力环、定位套、地脚螺栓、密封罩组成，所述钢带为弧形结构，弧形结构钢带的两端分别与承载板连接，钢带与承载板之间设置有钢带加强筋，所述地脚螺栓依序穿过承载板、碟簧组、定位套、碟簧加力环与螺帽固定连接，碟簧组外设置有密封罩。

一种大型爆炸波模拟装置的高压动态密封方法，采用在大型爆炸波模拟装置的引线孔与进气孔、及过渡段和出口段的伸缩缝处安装密封结构，实现引线孔、进气孔以及伸缩缝的高压动态密封，其步骤如下：

1）在大型爆炸波模拟装置扶壁式反力墙的引线孔与进气孔内均安装引线孔与进气孔的高压动态密封结构：将锥形套固定在扶壁式反力墙端墙上的引线孔和进气孔中，在锥形塞上安装引线管或进气管，再将O形密封圈套在锥形塞外表面的凹槽内，然后将锥形塞安装在锥形套的锥台中，用于锥形塞与锥形套之间的密封及引线管和进气管的密封和固定；最后将压盖通过螺栓安装在锥形套上，使锥形塞与锥形套之间进行连接和固定；使引线孔和进气孔随着高压段压力的增长实现自密封；

2）在大型爆炸波模拟装置的过渡段和出口段的钢筋混凝土主体结构伸缩缝处，安装伸缩缝的高压动态密封结构，用于伸缩缝的动高压密封与钢筋混凝土结构的变形协调；具体方法为：在伸缩缝内填充高弹力抗老化胶管，用于伸缩缝的充填和结构整体上补强；将钢筋混凝土预埋型钢预埋在伸缩缝两侧的钢筋混凝土结构的横断面上；将伸缩钢带U形突起卡入伸缩缝内，使伸缩钢带与钢筋混凝土预埋型钢焊接；在所述预应力后张钢带的内侧粘贴与之等宽等长的胶带，用于伸缩缝外表面的密封；然后预应力后张钢带箍在伸缩缝两边的钢筋混凝土结构的外表面上，当伸缩钢带两边的钢筋混凝土结构出现热胀冷缩时，U形伸缩钢带也随之被拉伸或者压缩，从而实现伸缩缝的密封和钢筋混凝土结构的变形协调，并通过施加的预应力来提高结构的抗内爆炸能力。

由于采用以上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明提出的一种大型爆炸波模拟装置的高压动态密封方法及密封装置，采用上述技术方案，具有密封效果好、抗动载能力强、自行密封、变形可调、结构简单的特点，对保障特种设备的高压动态密封和安全稳定运行具有重要作用。

附图说明

图1是本发明中高压动态密封结构的结构示意图。

图2是本发明中伸缩缝高压动态密封结构的结构示意图。

图3是扶壁式反力墙结构示意图。

图4是本发明中锥形套结构示意图。

图5是本发明中锥形塞结构示意图。

图6是大型爆炸波模拟装置结构示意图。

图7是本发明伸缩钢带结构示意图。

图8是本发明预应力后张钢带结构示意图。

图9为图8中A部分的放大图。

图中：1、引线孔，2、进气孔，3、伸缩缝，4、扶壁式反力墙，5、过渡段，6、出口段，11、锥形套，12、锥形塞，13、压盖，14、O形密封圈，15、内六角圆柱头螺钉，21、钢筋混凝土预埋型钢，22、伸缩钢带，23、高弹力抗老化胶管，24、预应力后张钢带， 26、胶带，31、钢带，32、承载板，33、钢带加强筋，34、碟簧组，35、碟簧加力环，36、定位套，37、地脚螺栓，38、密封罩。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对发明加以说明。

如图3、图6所示，一种大型爆炸波模拟装置的高压动态密封装置，所述的高压动态密封装置包括有设置在扶壁式反力墙4的引线孔1、进气孔2内的孔结构高压动态密封结构和设置在过渡段5与出口段6钢筋混凝土主体结构的伸缩缝位置的伸缩缝高压动态密封结构；所述的孔结构高压动态密封结构分别对应扶壁式反力墙的每一个引线孔和每一个进气孔设置；如图1所示，所述的孔结构高压动态密封结构包括有锥形套11、锥形塞12和压盖13；结合图4，所述的锥形套11为中心具有圆柱孔与圆台孔的结构；锥形套11的所述圆台孔位于圆柱孔的前端，并与所述的圆台孔相连通；所述锥形塞12位于锥形套11的所述圆台孔内，并由设置在锥形塞外部的压盖13固定在圆台孔内；所述锥形塞12与锥形套之间设置O形密封圈14；如图2所示，所述的伸缩缝高压动态密封结构包括由钢筋混凝土预埋型钢21、伸缩钢带22和预应力后张钢带24；所述的钢筋混凝土预埋型钢21预埋在伸缩缝两侧钢筋混凝土结构上；所述的伸缩钢带22位于伸缩缝内；结合图7，所述的伸缩缝高压动态密封结构包括由钢筋混凝土预埋型钢21、伸缩钢带22、高弹力抗老化胶管23和预应力后张钢带24；所述的钢筋混凝土预埋型钢21预埋在伸缩缝两侧钢筋混凝土结构上；所述的伸缩钢带22为由一根钢带弯折成的U形结构；所述的伸缩钢带22的U形突起位于伸缩缝内；所述伸缩钢带22U形结构的两侧分别与所对应的钢筋混凝土预埋型钢21焊接连接，构成能够随伸缩缝两侧的钢筋混凝土结构的伸缩而伸缩，协调钢筋混凝土结构变形的结构；所述的预应力后张钢带24设置在伸缩缝两边的钢筋混凝土结构的外表面上；所述的预应力后张钢带24的内侧具有用以密封伸缩缝外表面的胶带26，用以充填和补强伸缩缝高压动态密封结构的高弹力抗老化胶管23设置在所述的伸缩缝内，且所述的高弹力抗老化胶管23夹在预应力后张钢带24、伸缩钢带22以及伸缩缝两侧的钢筋混凝土结构之间；所述的高弹力抗老化胶管23由高弹力橡胶制成。

如图5所示，所述的锥形塞12为由若干瓣高弹力橡胶构成的圆台形结构，相邻两瓣高弹力橡胶之间可夹入多根引线管或进气管；所述锥形塞12的外表面具有放置O形密封圈14的凹槽。

如图8、图9所示，所述的预应力后张钢带24主要由钢带31、承载板32、钢带加强筋33、碟簧组34、碟簧加力环35、定位套36、地脚螺栓37、密封罩38等结构组成，所述的承载板32与钢带31垂直，并固定于钢带31的两端，是预应力后张钢带24施加预应力时的承力部件；所述的钢带加强筋33位于钢带31的两端，一边与钢带31焊接，另一边与承载板32焊接，以满足承载板32的刚度要求；所述的碟簧组34位于承载板32的上方和碟簧加力环35的下方，并通过定位套36固定在地脚螺栓37上，当通过地脚螺栓37上的螺母给碟簧加力环35按设计要求施加荷载时，碟簧组34受到压力荷载并发生弹性变形，从而使钢带31实现后张预应力；所述的密封罩38是碟簧组34的维护部件，内部充满防腐蚀油膏，以保障碟簧组34的室外工作环境。

1）在大型爆炸波模拟装置扶壁式反力墙4的引线孔1与进气孔2内均安装引线孔与进气孔的高压动态密封结构：将锥形套11固定在扶壁式反力墙端墙上的引线孔1和进气孔2中，在锥形塞11上安装引线管或进气管，再将O形密封圈14套在锥形塞12外表面的凹槽内，然后将锥形塞12安装在锥形套11的锥台中，用于锥形塞12与锥形套11之间的密封及引线管和进气管的密封和固定；最后将压盖13通过螺栓15安装在锥形套11上，使锥形塞12与锥形套11之间进行连接和固定；使引线孔和进气孔随着高压段压力的增长实现自密封；

2）在大型爆炸波模拟装置的过渡段5和出口段6的钢筋混凝土主体结构伸缩缝处，安装伸缩缝的高压动态密封结构，用于伸缩缝的动高压密封与钢筋混凝土结构的变形协调；具体方法为：在伸缩缝内填充高弹力抗老化胶管23，用于伸缩缝的充填和结构整体上补强；将钢筋混凝土预埋型钢21预埋在伸缩缝两侧的钢筋混凝土结构的横断面上；将伸缩钢带22U形突起卡入在伸缩缝内，使伸缩钢带22与钢筋混凝土预埋型钢21焊接；在所述预应力后张钢带24的内侧粘贴与之等宽等长的胶带26，用于伸缩缝外表面的密封；然后预应力后张钢带24箍在伸缩缝两边的钢筋混凝土结构的外表面上，当伸缩钢带两边的钢筋混凝土结构出现热胀冷缩时，U形伸缩钢带22也随之被拉伸或者压缩，从而实现伸缩缝的密封和钢筋混凝土结构的变形协调，并通过施加的预应力来提高结构的抗内爆炸能力。

Claims

1.一种大型爆炸波模拟装置的高压动态密封装置，其特征在于：所述的高压动态密封装置包括有设置在扶壁式反力墙（4）的引线孔（1）、进气孔（2）内的孔结构高压动态密封结构和设置在过渡段（5）与出口段（6）钢筋混凝土主体结构的伸缩缝位置的伸缩缝高压动态密封结构；所述的孔结构高压动态密封结构分别对应扶壁式反力墙的每一个引线孔和每一个进气孔设置；所述的孔结构高压动态密封结构包括有锥形套（11）、锥形塞（12）和压盖（13）；所述的锥形套（11）为中心具有圆柱孔与圆台孔的结构；锥形套（11）的所述圆台孔位于圆柱孔的前端，并与所述的圆台孔相连通；所述锥形塞（12）位于锥形套（11）的所述圆台孔内，并由设置在锥形塞外部的压盖（13）固定在圆台孔内；所述锥形塞（12）与锥形套（11）之间设置O形密封圈（14）；所述的伸缩缝高压动态密封结构包括由钢筋混凝土预埋型钢（21）、伸缩钢带（22）、高弹力抗老化胶管（23）和预应力后张钢带（24）；所述的钢筋混凝土预埋型钢（21）预埋在伸缩缝两侧钢筋混凝土结构上；所述的伸缩钢带（22）为由一根钢带弯折成的U形结构；所述的伸缩钢带（22）的U形突起位于伸缩缝内；所述伸缩钢带（22）U形结构的两侧分别与所对应的钢筋混凝土预埋型钢（21）焊接连接，构成能够随伸缩缝两侧的钢筋混凝土结构的伸缩而伸缩，协调钢筋混凝土结构变形的结构；所述的预应力后张钢带（24）设置在伸缩缝两边的钢筋混凝土结构的外表面上；所述的预应力后张钢带（24）的内侧具有用以密封伸缩缝外表面的胶带（26），用以充填和补强伸缩缝高压动态密封结构的高弹力抗老化胶管（23）设置在所述的伸缩缝内，且所述高弹力抗老化胶管（23）夹在预应力后张钢带（24）、伸缩钢带（22）以及伸缩缝两侧的钢筋混凝土结构之间。

2.根据权利要求1所述的大型爆炸波模拟装置的高压动态密封装置，其特征在于：所述的高弹力抗老化胶管（23）由高弹力橡胶制成。

3.根据权利要求1所述的大型爆炸波模拟装置的高压动态密封装置，其特征在于：所述的锥形塞（12）为由若干瓣高弹力橡胶构成的圆台形结构，相邻两瓣高弹力橡胶之间具有用以夹入引线管或进气管的间隙；所述锥形塞的外表面具有放置O形密封圈（14）的凹槽。

4.根据权利要求1所述的大型爆炸波模拟装置的高压动态密封装置，其特征在于：所述的预应力后张钢带（24）由钢带（31）、承载板（32）、钢带加强筋（33）、碟簧组（34）、碟簧加力环（35）、定位套（36）、地脚螺栓（37）、密封罩（38）组成，所述钢带（31）为弧形结构，弧形结构钢带的两端分别与承载板（32）连接，钢带（31）与承载板（32）之间设置有钢带加强筋（33），所述地脚螺栓（37）依序穿过承载板（32）、碟簧组（34）、定位套（36）、碟簧加力环（35）与螺帽固定连接，碟簧组外设置有密封罩（38）。

5.一种大型爆炸波模拟装置的高压动态密封方法，其特征在于：采用在大型爆炸波模拟装置的引线孔与进气孔、及过渡段和出口段的伸缩缝处安装密封结构，实现引线孔、进气孔以及伸缩缝的高压动态密封，其步骤如下：

1）在大型爆炸波模拟装置扶壁式反力墙（4）的引线孔（1）与进气孔（2）内均安装引线孔与进气孔的高压动态密封结构：将锥形套（11）固定在扶壁式反力墙端墙上的引线孔（1）和进气孔（2）中，在锥形塞（11）上安装引线管或进气管，再将O形密封圈（14）套在锥形塞（12）外表面的凹槽内，然后将锥形塞（12）安装在锥形套（11）的锥台中，用于锥形塞（12）与锥形套（11）之间的密封及引线管和进气管的密封和固定；最后将压盖（13）通过螺栓（15）安装在锥形套（11）上，使锥形塞（12）与锥形套（11）之间进行连接和固定；使引线孔和进气孔随着高压段压力的增长实现自密封；

2）在大型爆炸波模拟装置的过渡段（5）和出口段（6）的钢筋混凝土主体结构伸缩缝处，安装伸缩缝的高压动态密封结构，用于伸缩缝的动高压密封与钢筋混凝土结构的变形协调；具体方法为：在伸缩缝内填充高弹力抗老化胶管（23），用于伸缩缝的充填和结构整体上补强；将钢筋混凝土预埋型钢（21）预埋在伸缩缝两侧的钢筋混凝土结构的横断面上；将伸缩钢带（22）U形突起卡入在伸缩缝内，并使伸缩钢带（22）与钢筋混凝土预埋型钢（21）焊接；在所述预应力后张钢带（24）的内侧粘贴与之等宽等长的胶带（26），用于伸缩缝外表面的密封；然后预应力后张钢带（24）箍在伸缩缝两边的钢筋混凝土结构的外表面上，当伸缩钢带两边的钢筋混凝土结构出现热胀冷缩时，U形伸缩钢带也随之被拉伸或者压缩，从而实现伸缩缝的密封和钢筋混凝土结构的变形协调，并通过施加的预应力来提高结构的抗内爆炸能力。