CN104677722A - 一种高温高压釜加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温高压釜加载装置，该加载装置包括钢结构架子、高压釜釜体、高压釜釜盖、拉伸轴、拉伸轴轴套、冷却水套、调节部件和加载机等；该加载装置通过多处的可调节同轴度设计，有效地减少摩擦力，提高加载精准度。采用可编程控制器对加载装置进行控制，具有精确、可靠的特点。可有效克服现有的高温高压釜加载装置摩擦力大、同轴度不高、结构复杂等问题。

Description

一种高温高压釜加载装置

技术领域

本发明涉及一种加载装置，具体涉及一种高温高压釜加载装置，用于高温高压循环水系统中样品的加载。 

背景技术

为研究材料在核电站高温高压水工况下的环境损伤行为，包括应力腐蚀开裂、疲劳断裂等，需要有一套能够实现加载的模拟核电站工况的高温高压循环水系统。目前该系统在国外已发展成熟，而国内也已经搭建多套，但是能够实现多样精确加载的系统并不多，因此非常有必要设计一种应用于高温高压釜的加载装置。 

发明内容

为了克服现有的高温高压釜加载装置摩擦力大、同轴度不高、结构复杂、加载模式单一等问题，本发明提供一种加载装置，该装置可以有效地提高同轴度，减少摩擦力，结构简单搭建简易，而且加载模式多样，可满足高温高压条件下的各种加载试验。 

本发明所采用的技术方案是： 

一种高温高压釜加载装置，包括钢结构架子、高压釜釜体、高压釜釜盖、拉伸轴、拉伸轴轴套、冷却水套、调节部件和加载机；其中：所述钢结构架子包括平行布置的上部厚钢板、中部厚钢板和下部厚钢板，平行布置的三块厚钢板之间通过方形钢管固定连接；所述高压釜釜体置于高压釜釜盖上部并与高压釜釜盖密封连接，所述高压釜釜盖固定于钢结构架子的上部厚钢板上，在釜盖上密封连接拉伸轴轴套；所述拉伸轴轴套的外侧中部套设冷却水套，冷水从靠近高压釜端流进冷却水套内，从远离高压釜端流出冷却水套；所述拉伸轴轴套的下部与底部轴 套密封连接；所述拉伸轴穿设于拉伸轴轴套和底部轴套内，其上端穿过拉伸轴轴套伸入高压釜釜体内，并连接拉伸夹具，其下端连接调节部件；所述连接部件与加载机相连，所述加载机固定于钢结构架子的中部厚钢板上。 

所述高压釜釜盖通过螺栓固定于钢结构架子的上部厚钢板上，所述加载机由螺栓固定于钢结构架子的中部厚钢板上，钢结构架子的底部钢板置于地面上。所述拉伸轴上端设有用于连接拉伸夹具的螺纹，其下端设有用于连接调节部件的螺纹。 

所述拉伸轴与拉伸轴轴套之间设有密封圈，冷水流入冷却水套内以降低拉伸轴轴套内的温度，冷水流入冷却水套内的流速保证轴套与拉伸轴之间的密封圈处于正常工作温度范围内。 

所述调节部件由上下两部分组成，上半部分通过螺纹连接于拉伸轴，下半部分则通过螺纹连接于加载机，上半部分与下半部分之间通过螺栓锁紧连接。 

所述钢结构架子其上部厚钢板与中部厚钢板规格相同，上部厚钢板与中部厚钢板的中心位置分别设有由同一车床加工的同轴的两个中心孔；在中部厚钢板的中心孔四周设有若干螺孔，用于与加载机的固定连接；在上部厚钢板的中心孔四周设有若干螺孔，用于与高压釜釜盖的固定连接。 

上述高温高压釜加载装置的搭建过程如下：首先将钢结构架子固定于地面上，将拉伸轴轴套与高压釜釜盖连为一体，通过螺丝固定于钢结构架子的上部厚钢板上，然后依次安装冷却水套、拉伸轴、底部轴套、调节部件上半部分，而调节部件的下半部分与加载机连为一体，然后由螺栓固定于中部厚钢板上，运行加载机，使调节部件的上下两部分接触。此时观察调节部件的两部分的接触平面是否平行，不平行则在高压釜釜盖与架子的上部厚钢板间垫垫片，使调节部件的两部分接触平面平行。然后观察上下两部分是否同轴，若不同轴，则调节加载机的位置，使两部分同轴。然后用螺栓将调节部件的上下两部分连接固定。再将试样、夹具安装在高压釜内，安装上高压釜釜体，即完成加载系统的搭建。 

本发明加载装置的加载过程如下：所述加载机连接到可编程控制器上，首先设置好加载程序，由加载机施加力或位移，然后作用到调节部件，再经拉伸轴传送到高温高压釜内部的夹具及样品上，从而完成高温高压釜内的加载，并由加载机上的数据采集模块将加载的数据信息实时记录并显示在电脑上。 

本发明的有益效果是： 

1、本发明设有三处可调节同轴度部位，即高压釜与上部厚钢板之间、调节部件、加载机与中部厚钢板之间。当拉伸轴略有倾斜时，可通过在高压釜与上部厚钢板之间垫上垫片来矫正垂直度。当拉伸轴线与加载机轴线偏移时，可通过调节调节部件和加载机与中部厚钢板之间螺栓来使轴线重合。因此本发明有效地提高同轴度，减少摩擦力。 

2、本发明加载机由可编程控制器控制，并可将加载力、加载位移实时记录并显示在电脑上，具有精确可靠的特点。 

3、本发明加载装置可实现高温高压循环水条件下的加载，能完成疲劳试验、恒载荷试验、恒应变试验、慢应变速率试验等。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图。 

图中：1-高压釜釜体；2-高压釜釜盖；3-拉伸轴轴套；4-冷却水套；5-底部轴套；6-调节部件；7-钢结构架子；8-加载机；9-拉伸轴。 

具体实施方式

如图1所示，本发明高温高压釜加载装置，主要包括钢结构架子7、高压釜釜体1、釜盖2、拉伸轴9、拉伸轴轴套3、底部轴套5、冷却水套4、调节部件6和加载机8。所述加载机8在本例中选择电液伺服试验机（购于Interactive Instruments，型号为5K Servo Creep Controller）。 

本发明高温高压釜加载装置具体结构如下： 

本发明中，钢结构架子7由三块厚钢板平行焊于四根方形钢管上建成。其中上部的厚钢板与中部的厚钢板的中心位置设有由同一车床加工同轴的两个中心孔。在中部厚钢板的中心孔周围均匀分布有若干螺孔，用于与加载机8的固定连接；在上部厚钢板的中心孔周围均匀分布有若干螺孔，用于与高压釜釜盖2的固定连接。这些螺孔的直径尺寸略大于连接用螺丝或螺栓的直径，以保证有一定的活动空间。 

本发明中，所述高压釜釜体1置于高压釜釜盖2上部并与高压釜釜盖2密封连接，高压釜釜盖2通过螺丝固定于钢结构架子7的上部厚钢板上，加载机8固定于钢结构架子7的中部厚钢板上。 

本发明中，在釜盖2上连有拉伸轴轴套3，轴套3与釜盖2密封连接。轴套3外侧中部套设有冷却水套4，所述拉伸轴轴套3的下部与底部轴套5密封连接；所述拉伸轴9穿设于拉伸轴轴套3和底部轴套5内，其上端穿过拉伸轴轴套3伸入高压釜釜体1内，并连接拉伸夹具，其下端连接调节部件6；所述连接部件6与加载机8相连，所述加载机8固定于钢结构架子6的中部厚钢板上。 

所述拉伸轴9与拉伸轴轴套3之间，以及拉伸轴9与底部轴套5之间设有密封圈，冷水从靠近高压釜端流进，远离高压釜端流出，冷水流入冷却水套内可以有效降低拉伸轴轴套3内和底部轴套5内的温度；冷水流入冷却水套4内的流速保证轴套3和底部轴套5与拉伸轴9之间的密封圈处于正常工作温度范围内。 

本发明中，拉伸轴9上部顶端设有螺纹，用于连接拉伸夹具，下部设有螺纹，用于连接调节部件6。 

本发明中，调节部件6由两部分组成，类似于法兰连接，周围开有孔眼，孔眼直径略大于螺栓直径，并设沉孔，由螺栓使两部分紧连。其上半部分通过螺纹连接于拉伸轴11，下半部分则通过螺纹连接于加载机8。 

本发明搭建过程如下：首先将钢结构架子7固定于地面上，将拉伸轴轴套3与高压釜釜盖2连为一体，通过螺丝固定于钢结构架子7的上部厚钢板上，然后依次安装冷却水套4、拉伸轴9、底部轴套5、调节部件6上部，而调节部件6的下部与加载机8连为一体，然后由螺栓固定于中部厚钢板上，运行加载机8，使调节部件6的上下两部分接触。此时观察调节部件6的两部分的接触平面是否平行，不平行则在高压釜釜盖2与架子7的上部厚钢板间垫垫片，使调节部件6的两部分接触平面平行。然后观察上下两部分是否同轴，若不同轴，则调节加载机8的位置，使两部分同轴。然后用螺栓将调节部件6的上下两部分连接固定。再将试样、夹具安装在高压釜内，安装上高压釜釜体1，即完成加载系统的搭建。 

本发明加载过程如下：所述加载机连接到可编程控制器上，首先设置好加载程序，由加载机8施加力或位移，作用到调节部件6，再经拉伸轴9传送到高温高压釜釜体1内部的夹具及样品上，从而完成高温高压釜内的加载，并由加载机上的数据采集模块将加载的数据信息实时记录并显示在电脑上。 

Claims (8)

1.一种高温高压釜加载装置，其特征在于：该加载装置包括钢结构架子、高压釜釜体、高压釜釜盖、拉伸轴、拉伸轴轴套、冷却水套、调节部件和加载机；其中：所述钢结构架子包括平行布置的上部厚钢板、中部厚钢板和下部厚钢板，平行布置的三块厚钢板之间通过方形钢管固定连接；所述高压釜釜体置于高压釜釜盖上部并与高压釜釜盖密封连接，所述高压釜釜盖固定于钢结构架子的上部厚钢板上，在釜盖上密封连接拉伸轴轴套；所述拉伸轴轴套的外侧中部套设冷却水套，冷水从靠近高压釜端流进冷却水套内，从远离高压釜端流出冷却水套；所述拉伸轴轴套的下部与底部轴套密封连接；所述拉伸轴穿设于拉伸轴轴套和底部轴套内，其上端穿过拉伸轴轴套伸入高压釜釜体内，并连接拉伸夹具，其下端连接调节部件；所述连接部件与加载机相连，所述加载机固定于钢结构架子的中部厚钢板上。

2.根据权利要求1所述的高温高压釜加载装置，其特征在于：所述高压釜釜盖通过螺栓固定于钢结构架子的上部厚钢板上，所述加载机由螺栓固定于钢结构架子的中部厚钢板上，钢结构架子的底部钢板置于地面上。

3.根据权利要求1所述的高温高压釜加载装置，其特征在于：所述拉伸轴上端设有用于连接拉伸夹具的螺纹，其下端设有用于连接调节部件的螺纹。

4.根据权利要求1所述的高温高压釜加载装置，其特征在于：所述拉伸轴与拉伸轴轴套之间设有O型密封圈。

5.根据权利要求4所述的高温高压釜加载装置，其特征在于：冷水流入冷却水套内的流速保证轴套与拉伸轴之间的密封圈处于正常工作温度范围内。

6.根据权利要求1所述的高温高压釜加载装置，其特征在于：所述调节部件由上下两部分组成，上半部分通过螺纹连接于拉伸轴，下半部分则通过螺纹连接于加载机，上半部分与下半部分之间通过由螺栓锁紧连接。

7.根据权利要求1或2所述的高温高压釜加载装置，其特征在于：所述钢结构架子其上部厚钢板与中部厚钢板规格相同，上部厚钢板与中部厚钢板的中心位置分别设有由同一车床加工的同轴的两个中心孔；在中部厚钢板的中心孔四周设有若干螺孔，用于与加载机的固定连接；在上部厚钢板的中心孔四周设有若干螺孔，用于与高压釜釜盖的固定连接。

8.根据权利要求1所述的高温高压釜加载装置，其特征在于：加载过程如下：所述加载机连接到可编程控制器上，首先设置好加载程序，由加载机施加力或位移，然后作用到调节部件，再经拉伸轴传送到高温高压釜内部的夹具及样品上，从而完成高温高压釜内的加载，并由加载机上的数据采集模块将加载的数据信息实时记录并显示在电脑上。