CN105020533B - 用于纤维复合材料圆管水压爆破试验的密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于纤维复合材料圆管水压爆破试验的密封装置，包括利用安装用导环安装在试件内腔上部的注水活塞，利用安装用导环安装在试件内腔下部的密封活塞，注水活塞的外周壁自上而下依次设置密封垫片、o型密封圈、密封件，注水嘴连接在注水活塞中部阶梯螺孔内，密封活塞的外周壁自上而下依次设置密封件、o型密封圈、密封垫片，组装后将试件放置在防爆筒内，密封活塞的下部设置垫块，防爆筒内腔上部旋入上盖，使注水嘴穿过上盖的中心孔，防爆筒内腔下部旋入下盖，防爆筒的外周壁形成引出数据线的通孔。本发明采用无拉杆的活塞式设计，结构简单、密封效果好、安全可靠，节约了试验成本，可用于多种不同长度的试件。

Description

用于纤维复合材料圆管水压爆破试验的密封装置

技术领域

本发明属于一种爆破试验的密封装置，具体涉及一种用于纤维复合材料圆管水压爆破试验的密封装置。

背景技术

目前，纤维增强复合材料（如碳纤维、玻璃纤维）在工业与民用领域的应用越来越广泛，在一定程度上已经替代了传统钢、铁的地位，纤维增强型复合材料力学性能的优越性，就在于纤维方向的力学性能优异，对于圆管型纤维复合材料制品来说，要想获得其环向力学性能的真实数据，最有效的方法莫过于内压试验法。

内压试验方法常用的介质是水，在进行水压试验时，试件的密封性能是需要解决的关键问题，由于纤维复合材料属于高强度的材料，许多工业用纤维复合材料圆管的最大内压值比较大，有时内压值甚至会超过100MPa；而现有的纤维复合材料圆管密封装置多数采用内部带拉杆或芯杆的约束端密封方式，并且大多数超高压密封装置都设有刚性外套以限制圆管的变形，这样密封圈与试件之间就很难实现充分的过盈装配，不但导致密封的效果很差，而且还需要加装防爆安全装置，存在结构复杂、装配繁琐、费时费力的缺点。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种用于纤维复合材料圆管水压爆破试验的密封装置。

本发明是按以下技术方案实现的：

一种用于纤维复合材料圆管水压爆破试验的密封装置，包括利用安装用导环安装在试件内腔上部的注水活塞，利用安装用导环安装在试件内腔下部的密封活塞，注水活塞的外周壁自上而下依次设置密封垫片、o型密封圈、密封件，注水嘴连接在注水活塞中部阶梯螺孔内，密封活塞的外周壁自上而下依次设置密封件、o型密封圈、密封垫片，组装后将试件放置在防爆筒内，密封活塞的下部设置垫块，防爆筒内腔上部旋入焊接上盖螺帽的上盖，使注水嘴穿过上盖的中心孔，防爆筒内腔下部旋入焊接下盖螺帽的下盖，防爆筒的外周壁形成引出数据线的通孔。

所述注水活塞的外周壁自上而下形成放置密封垫片、o型密封圈、密封件的第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽，密封活塞的外周壁自上而下形成放置密封件、o型密封圈、密封垫片的第三凹槽、第二凹槽、第一凹槽。

所述的注水活塞为可拆分式，注水活塞上部和注水活塞下部用螺钉连接。

所述密封件的下端外侧边形成带斜面的凸台，密封件内形成放置橡胶圈的开槽。

所述安装用导环的内腔包括由上至下逐渐缩径的上部开口，和上窄下宽阶梯状的下部开口。

本发明采用无拉杆的活塞式内密封装置，通过防爆筒两端旋入的上盖、下盖进行固定，起到了密封、防爆隔离的作用；密封活塞的外侧壁设置三级密封圈，依次为密封件、o型密封圈、密封垫片，其中密封件的下端外侧边形成带斜面的凸台，解决了试验介质容易泄漏的问题；密封活塞为可拆分式设计，易于安装。本发明结构简单、密封效果好、安全可靠，节约了试验成本，可用于多种不同长度的试件。

附图说明

图1是本发明的主视剖面图；

图2是本发明上盖的主视剖面图；

图3是本发明注水活塞的主视剖面图；

图4是本发明注水活塞上部的主视剖面图；

图5是本发明密封活塞的主视剖面图；

图6是本发明密封件的主视剖面图；

图7是图6中沿A-A方向的剖面图；

图8是本发明中安装用导环的主视剖面图。

图中：

1 试件 2 注水活塞

2a注水活塞上部 2b 注水活塞下部

3 密封活塞 4 安装用导环

4a 上部开口 4b 下部开口

5 密封垫片 6 o型密封圈

7 密封件 7a 凸台

7b 开槽 8 第一凹槽

9 第二凹槽 10 第三凹槽

11 注水嘴 12 阶梯螺孔

13 垫块 14 防爆筒

15 上盖 15a 中心孔

16 下盖 17 上盖螺帽

18 下盖螺帽 19 通孔

20 橡胶圈 21 螺钉

22 螺孔。

具体实施方式

下面,参照附图及实施例对本发明的一种用于纤维复合材料圆管水压爆破试验的密封装置进行详细说明：

如图1、2所示，一种用于纤维复合材料圆管水压爆破试验的密封装置，包括利用安装用导环4安装在试件1内腔上部的注水活塞2，利用安装用导环4安装在试件1内腔下部的密封活塞3，注水活塞2的外周壁自上而下依次设置密封垫片5、o型密封圈6、密封件7，注水嘴11通过上盖15的中心孔15a与注水活塞2中的阶梯螺孔12螺纹连接，密封活塞3的外周壁自上而下依次设置密封件7、o型密封圈6、密封垫片5。注水活塞2、密封活塞3、注水嘴11和试件1组装后放置在防爆筒14内。密封活塞3的下部设置垫块13，防爆筒14内腔上部旋入带有上盖螺帽17的上盖15，使注水嘴11穿过上盖15的中心孔15a，防爆筒14内腔下部旋入带有下盖螺帽18的下盖16，防爆筒14的外周壁形成引出数据线的通孔19。

试件1采用长度为150～400mm，直径为100～150mm的纤维复合材料圆管。垫块13的厚度有多种，以便适应不同长度的试件1。

如图3～5所示，所述注水活塞2的外周壁自上而下形成放置密封垫片5、o型密封圈6、密封件7的第一凹槽8、第二凹槽9、第三凹槽10。密封活塞3的外周壁自上而下形成放置密封件7、o型密封圈6、密封垫片5的第三凹槽10、第二凹槽9、第一凹槽8。

所述的注水活塞2为可拆分式，注水活塞上部2a的下端面沿圆周均布设置六个螺孔22，使注水活塞上部2a和注水活塞下部2b用螺钉21连接。

如图6、7所示，所述密封件7的下端外侧边形成带斜面的凸台7a，凸台7a的外径大于注水活塞2外径的4%～6%，密封件7内形成放置橡胶圈20的开槽7b。

如图8所示，所述安装用导环4的内腔包括由上至下逐渐缩径的上部开口4a，和上窄下宽阶梯状的下部开口4b。

本发明的使用方法如下所示：

首先，将第一组密封垫片5、o型密封圈6、密封件7按照图1中的顺序依次安装在注水活塞2外周壁形成的第一凹槽8、第二凹槽9、第三凹槽10内，将第二组密封件7、o型密封圈6、密封垫片5按照图1中的顺序依次安装在密封活塞3外周壁形成第三凹槽10、第二凹槽9、第一凹槽8内，安装用导环4放置在试件1的顶端，使安装用导环4内腔的上部开口4a一端朝上，下部开口4b一端朝下，安装好的注水活塞2沿着安装用导环4内上部开口4a的一端放入，用千斤顶将注水活塞2压入试件1内部直至注水活塞2与试件1顶口的边缘平齐（此时，安装用导环4只起导向作用，不随注水活塞2一起压入试件1内部）。用同样的方法将密封活塞3安装到试件1的另一端，注水嘴11连接在注水活塞2中部的阶梯孔12内，然后把组装好的试件1放入防爆筒14内腔，将垫块13安装在密封活塞3的下部，以匹配防爆筒14的总长，防爆筒14内腔上部旋入上盖15，使注水嘴11穿过上盖15的中心孔15a，防爆筒14内腔下部旋入下盖16，从上下两端对试件1进行固定，数据线（未图示）穿过防爆筒14外周壁形成的通孔19，即可完成装配。

本发明结构简单、密封效果好、安全可靠，节约了试验成本，可用于多种不同长度的试件。

Claims (3)

1.一种用于纤维复合材料圆管水压爆破试验的密封装置，其特征在于：包括利用安装用导环（4）安装在试件（1）内腔上部的注水活塞（2），利用安装用导环（4）安装在试件（1）内腔下部的密封活塞（3），注水活塞（2）的外周壁自上而下依次设置密封垫片a、O型密封圈a、密封件a，注水嘴（11）连接在注水活塞（2）中部阶梯螺孔（12）内，密封活塞（3）的外周壁自上而下依次设置密封件b、O型密封圈b、密封垫片b，组装后将试件（1）放置在防爆筒（14）内，密封活塞（3）的下部设置垫块（13），防爆筒（14）内腔上部旋入上盖（15），使注水嘴（11）穿过上盖（15）的中心孔（15a），防爆筒（14）内腔下部旋入下盖（16），防爆筒（14）的外周壁形成引出数据线通孔（19）；所述密封件的下端外侧边形成带斜面的凸台（7a），密封件内形成放置橡胶圈（20）的开槽（7b）；所述安装用导环（4）的内腔包括自上至下逐渐缩径的上部开口（4a）和上窄下宽阶梯状的下部开口（4b）。

2.根据权利要求1所述的用于纤维复合材料圆管水压爆破试验的密封装置，其特征在于：所述注水活塞（2）的外周壁自上而下形成放置密封垫片a、O型密封圈a、密封件a的第一凹槽a、第二凹槽a、第三凹槽a，密封活塞（3）的外周壁自上而下形成放置密封件b、O型密封圈b、密封垫片b的第三凹槽b、第二凹槽b、第一凹槽b。

3.根据权利要求1所述的用于纤维复合材料圆管水压爆破试验的密封装置，其特征在于：所述的注水活塞（2）为可拆分式，注水活塞上部（2a）和注水活塞下部（2b）用螺钉（21）连接。