CN109959494A - 一种用于薄膜振动模态测试的低真空罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于薄膜振动模态测试的低真空罐，其特征在于，包括大尺寸观察窗及罐主体，所述罐主体包括上盖、密封圈、下盖，所述上盖的顶部开有圆形窗，所述大尺寸观察窗安装于所述圆形窗上，所述上盖与所述下盖之间安装有所述密封圈。本发明具有较大的内径尺寸，可容纳薄膜的张拉机构；同时具有大尺寸观察窗，可以满足罐体外的光学测量设备对罐体内的薄膜结构的振动位移或速度进行测量，在增大体积的同时不增加罐壁的厚度，结构简单，使用方便，特别适用于低真空度的(<1kPa)薄膜振动试验。

Description

一种用于薄膜振动模态测试的低真空罐
技术领域
本发明涉及压力容器领域，尤其涉及一种用于薄膜振动模态测试的低真空罐。
背景技术
低真空罐是压力容器的一个分支，其特点是承受负压，内部绝对压力在105Pa～102Pa。薄膜振动模态测试需要在负压环境下进行，需配备薄膜张拉机构，且需要光学测量设备对薄膜结构的振动位移或速度进行测量。
现有低真空罐通常难以满足薄膜振动模态测试试验，例如内径大的罐体配备的观察窗尺寸相对较小，无法实现对罐内完整结构的观测；配备的观察窗尺寸相对较大的低真空罐的罐体尺寸较小，这种低真空罐由于容积较小，通常难以容纳薄膜张拉机构。
常见的真空罐，如专利文献CN105035543公开了一种真空罐，整个罐体均是非透明的，无法满足光学测量设备在罐体外对罐体内的薄膜结构的振动位移或速度进行测量。文献薄膜振动附加质量试验研究(王磊等，振动工程学报，2011，24(2)：125-132)公开了一种可用于薄膜振动模态测试的低真空箱，主体为方形箱，顶部为玻璃盖板。该低真空箱可容纳一个直径300mm的圆形薄膜，由于箱体尺寸较小，所设计的张拉机构较简单，无法直接测量膜内应力。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于薄膜振动模态测试的低真空罐，具有较大的内径尺寸，可容纳薄膜的张拉机构；同时具有大尺寸观察窗，可以满足罐体外的光学测量设备对罐体内的薄膜结构的振动位移或速度进行测量。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何在负压环境下进行薄膜振动模态测试时，有足够的空间提供薄膜张拉机构，同时有较大的观察窗可以使用光学测量设备对薄膜结构的振动位移或速度进行测量。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于薄膜振动模态测试的低真空罐，包括大尺寸观察窗及罐主体，所述罐主体包括上盖、密封圈、下盖，所述上盖的顶部开有圆形窗，所述大尺寸观察窗安装于所述圆形窗上，所述上盖与所述下盖设置有所述密封圈。
进一步地，所述大尺寸观察窗包括上圆环、上密封垫、圆形钢化玻璃、下密封垫及C形夹；所述上圆环、所述上密封垫、所述圆形钢化玻璃及所述下密封垫为依次堆叠后连接；所述大尺寸观察窗通过所述C形夹紧固于所述圆形窗的顶部边沿上。
进一步地，所述上盖的表面在环向设置加筋板，用以提高所述上盖的强度。
进一步地，所述上盖与所述下盖的连接方式为螺栓连接。
进一步地，所述下盖包括下盖主体、上层凸台、下层凸台、底部法兰和支撑腿；所述上层凸台和所述下层凸台环向平均分布于所述下盖主体内壁，通过焊接方式与所述下盖主体相连接；所述底部法兰焊接于所述下盖主体的底部中心；所述支撑腿焊接于所述下盖主体的底部。
进一步地，所述上层凸台和所述下层凸台各8个；
进一步地，所述下盖主体通过在环向设置加筋板提高自身强度；所述底部法兰的环向设置有加强筋，用于提高所述底部法兰的强度。
进一步地，所述支撑腿在所述下盖主体的环向焊接横向加劲梁，用于提高支撑强度；所述支撑腿沿所述下盖主体的环向平均分布4个。
进一步地，所述支撑腿的底部设置有万向轮和支撑脚，所述万向轮用于所述低真空罐的自由移动；所述支撑脚的高度能够调节，用于保证所述上层凸台和所述下层凸台水平。
进一步地，所述罐主体的内部直径不小于600mm，所述大尺寸观察窗的直径不小于400mm。
本发明具有的有益技术效果是：
1、罐体顶部具有大尺寸观察窗，可以满足罐体外的光学测量设备对罐体内的薄膜结构的振动位移或速度的测量需求。
2、罐内空间大，罐体内部的双层凸台可安装常用的小型双向薄膜张拉机构，以及激振器等装置。
3、罐体结构简单，坚固耐用，具有良好的气密性。
4、罐体使用简便，制作容易，造价低，可有效满足低真空度(<1kPa)薄膜振动试验。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的三维示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例的罐主体分解图；
图3是本发明的一个较佳实施例的大尺寸观察窗的结构分解图。
其中：1-大尺寸观察窗，2-罐主体，101-上圆环，102-上密封垫，103-圆形钢化玻璃，104-下密封垫，105-C形夹，201-上盖，202-密封圈，203-下盖主体，204-上层凸台，209-下层凸台，205-底部法兰，206-支撑腿，207-万向轮，208-支撑脚。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1和图2所示，本发明的一个较佳实施例的用于薄膜振动模态测试的低真空罐，包括大尺寸观察窗1和罐主体2，罐主体2包括上盖201、密封圈202、下盖；下盖包括下盖主体203、上层凸台204、下层凸台209、底部法兰205及支撑腿206；每个支撑腿206包括万向轮207及支撑脚208。
考虑到本实施例用于低真空度(<1kPa)薄膜振动试验，为便于观察和测量相关量，上盖201的顶部开有圆形窗，大尺寸观察窗1安装与上盖201顶部的圆形窗上；上盖201与下盖主体203的连接方式为螺栓连接，上盖201与下盖主体203的连接之间安装有密封圈202，用于保证低真空罐的气密性；上盖201与下盖主体203的环向均焊接有加劲板，用于罐体在内部体积增大且罐壁厚度不增加的前提下，保证罐体的强度，使罐主体2的内部直径不小于600mm；为便于防止测量设备，且兼顾制造工艺和下盖的结构强度，下盖主体203的内部环向平均分布焊接有8个上层凸台204及8个下层凸台209，其中上层凸台204可以用于设置常用的小型双向薄膜张拉机构，下层凸台用于设置激振器等设备；下盖主体203的底部焊接有底部法兰205，底部法兰205的环向焊接有加强筋，提高自身强度；支撑腿206沿罐主体2的环向平均分布4个，通过沿环向焊接横向加劲梁提高支撑强度，支撑腿206的底部设置有万向轮207及支撑脚208，其中万向轮207用于低真空罐的自由移动，将低真空罐移动至所需位置后，可调节支撑脚208，使8个上层凸台204及8个下层凸台209在水平面上。
如图3所示是本实施例的大尺寸观察窗的结构示意图，包括上圆环101、上密封垫102、圆形钢化玻璃103、下密封垫104及C形夹105。安装时，依次将下密封垫104、圆形钢化玻璃103、上密封垫102和上圆环101沿同一中轴放置于上盖201顶部的圆形窗上，并用C形夹105将上圆环101、上密封垫102、圆形钢化玻璃103、下密封垫104及上盖201顶部的圆形窗边缘加紧，保证大尺寸观察窗1与上盖201的气密性，圆形钢化玻璃103使用双层夹胶玻璃，增加自身强度，使大尺寸观察窗1的直径不低于400mm。透过大尺寸观察窗1，即可对罐主体2内的薄膜结构的振动位移或速度进行测量。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于薄膜振动模态测试的低真空罐，其特征在于，包括大尺寸观察窗及罐主体，所述罐主体包括上盖、密封圈、下盖，所述上盖的顶部开有圆形窗，所述大尺寸观察窗安装于所述圆形窗上，所述上盖与所述下盖之间设置有所述密封圈。
2.如权利要求1所述的用于薄膜振动模态测试的低真空罐，其特征在于，所述大尺寸观察窗包括上圆环、上密封垫、圆形钢化玻璃、下密封垫及C形夹；所述上圆环、所述上密封垫、所述圆形钢化玻璃及所述下密封垫为依次堆叠后连接；所述大尺寸观察窗通过所述C形夹紧固于所述圆形窗的顶部边沿上。
3.如权利要求2所述的用于薄膜振动模态测试的低真空罐，其特征在于，所述上盖的表面在环向设置加筋板，用以提高所述上盖的强度。
4.如权利要求3所述的用于薄膜振动模态测试的低真空罐，其特征在于，所述上盖与所述下盖的连接方式为螺栓连接。
5.如权利要求4所述的用于薄膜振动模态测试的低真空罐，其特征在于，所述下盖包括下盖主体、上层凸台、下层凸台、底部法兰和支撑腿；所述上层凸台和所述下层凸台环向平均分布于所述下盖主体内壁，通过焊接方式与所述下盖主体相连接；所述底部法兰焊接于所述下盖主体的底部中心；所述支撑腿焊接于所述下盖主体的底部。
6.如权利要求5所述的用于薄膜振动模态测试的低真空罐，其特征在于，所述上层凸台和所述下层凸台各8个。
7.如权利要求6所述的用于薄膜振动模态测试的低真空罐，其特征在于，所述下盖主体通过在环向设置加筋板提高自身强度；所述底部法兰的环向设置有加强筋，用于提高所述底部法兰的强度。
8.如权利要求7所述的用于薄膜振动模态测试的低真空罐，其特征在于，所述支撑腿在所述下盖主体的环向焊接横向加劲梁，用于提高支撑强度；所述支撑腿沿所述下盖主体的环向平均分布4个。
9.如权利要求8所述的用于薄膜振动模态测试的低真空罐，其特征在于，所述支撑腿的底部设置有万向轮和支撑脚，所述万向轮用于所述低真空罐的自由移动；所述支撑脚的高度能够调节，用于保证所述上层凸台和所述下层凸台水平。
10.如权利要求9所述的用于薄膜振动模态测试的低真空罐，其特征在于，罐主体的内部直径不小于600mm，所述大尺寸观察窗的直径不小于400mm。
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