CN110739089A - 一种灌胶贯穿密封结构及密封方法 - Google Patents

一种灌胶贯穿密封结构及密封方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种灌胶贯穿密封结构，包括承压盖(1)、容器盖(2)、导线(3)和胶水层(4)。本发明的灌胶贯穿密封结构具有耐受水压能力强、多层密封不易泄漏、结构简单易操作等诸多优点。

Description

一种灌胶贯穿密封结构及密封方法
技术领域
本发明涉及一种灌胶贯穿密封结构，尤其是一种用于水压检测的灌胶贯穿密封结构，属于密封检测领域。
背景技术
在核工业应用中，常需要对压力容器内壁的应变进行测量，以验证实际值与理论数据的差距。
在实际测量时，将应变片置于容器中，需要在容器上开设孔洞，用于引出应变片的导线，并对容器注入高压水，以完成测试。
在对压力容器内壁的应变进行测量时，容器中的水压通常在20Mpa以上，最大的能够达到50Mpa，常用的密封装置常常由于无法承受如此大的压力出现密封不严、密封装置弹出等现象,造成能源浪费和安全隐患。
因此，现有技术亟代研究并设计出一种简单有效、能够承受高压力的密封结构。
发明内容
为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种灌胶贯穿密封结构。
该灌胶贯穿密封结构包括承压盖1、容器盖2、导线3和胶水层4，
在所述容器盖2上开设有通孔21，所述通孔21的孔径不大于100mm。
所述承压盖1固定在容器盖2上，优选地，所述承压盖1通过螺栓与容器盖2相固定，在承压盖1和容器盖2上设置有螺纹孔，使得承压盖1能够通过螺栓与容器盖2固定。
在一个优选的实施方式中，所述承压盖1与容器盖2之间还设置有密封圈5。
在一个优选的实施方式中，在承压盖1的下表面设置有承压盖凹槽11，在容器盖2的对应位置设置有容器盖凹槽22，密封圈5设置在承压盖凹槽11和容器盖凹槽22之间，
进一步地，所述密封圈5的高度大于承压盖凹槽11和容器盖凹槽22的深度之和。
更优选地，在所述密封圈5上、下端面上开设有环形凹槽51，所述环形凹槽51截面形状为口部较窄而底部较宽的梯形。
在所述承压盖1上，还设置有导线孔，导线3经由该导线孔穿过承压盖1，所述导线孔的数量与导线3的根数相同。
根据本发明，将导线3穿过承压盖1和通孔21后，在通孔21处灌胶，使得胶水填充满导线3与通孔21侧壁之间的缝隙，形成胶水层4。
在本发明中，所述胶水层4包括至少三层，分别为上部硬胶层41、中部软胶层42和下部硬胶层43。
在通孔21中先灌入一定量胶水，待胶水固化后形成上部硬胶层41，所述上部硬胶层41的厚度为通孔21厚度的1/4～1/3，在一个优选的实施方式中，所述上部硬胶层41为氰基丙烯酸乙酯胶水固化形成。
在上部硬胶层41下方，再次灌入一定量胶水，形成中部软胶层42，所述中部软胶层42的厚度为通孔21厚度的1/3～1/2，在一个优选的实施方式中，所述中部软胶层42为环氧树脂软胶固化后形成。
在中部软胶层42的下方，再次灌入一定量的胶水，形成下部硬胶层43，所述下部硬胶层43的厚度为通孔21厚度的1/4～1/3，在一个优选的实施方式中，所述下部硬胶层43为与上部硬胶层41相同的氰基丙烯酸乙酯胶水固化形成。
本发明还提供了一种用于核压力容器水压测试的灌胶贯穿密封的方法，包括如下步骤：
S1、将承压盖1安装在容器盖2上；
S2、将导线3穿过通孔21和承压盖1；
S3、在通孔21处灌胶，形成胶水层4；
S4、将容器盖2安装在待测容器上。
具体的，步骤S3还包括如下子步骤：
S31、在通孔21中灌入胶水A，至胶层深度为通孔21厚度的1/4～1/3时停止灌入，震荡容器盖2，使得灌胶过程中混入胶水的空气被震出胶层，进而使得胶液中无气泡；
优选地，所述胶水A为氰基丙烯酸乙酯胶水；
优选地，所述震荡容器盖2的振动频率为10～100Hz，振幅为0.2～2mm，震荡的振动时间不超过3s，
在一个优选的实施方式中，在灌入胶水A之前，将胶水A加热至30～50℃，
S32、将容器盖2静置，直至胶水A完全固化；
S33、在通孔21中灌入胶水B，至胶水B的厚度为通孔21厚度的1/3～1/2时停止灌入，在灌入胶水B的同时，对容器盖2进行震荡，使得灌胶过程中混入胶水的空气被震出胶层，进而使得胶液中无气泡；
优选地，所述胶水B为环氧树脂软胶，所述震荡容器盖2的振动频率为10～100Hz，振幅为0.2～2mm，震荡的振动时间为5～20s，
在一个优选的实施方式中，在灌入胶水B之前，将胶水B加热至30～50℃，
S34、将容器盖2静置，直至胶水B完全固化；
S35、在通孔21中灌入胶水C，直至通孔21被灌满，震荡容器盖2，使得灌胶过程中混入胶水的空气被震出胶层，进而使得胶液中无气泡；
优选地，所述胶水C与胶水A为同一种胶；所述震荡容器盖2的振动频率为30～150Hz，振幅为0.1～1mm，震荡的振动时间不超过3s，
在一个优选的实施方式中，在灌入胶水C之前，将胶水C加热至30～50℃，使得胶水C的流动性更好，进而使得灌胶后的胶层更加均匀，
S36、将容器盖2静置，直至胶水C完全固化。
与现有技术相比，本发明提供的一种灌胶贯穿密封结构的有益效果在于：
1.本发明提供的一种灌胶贯穿密封结构，能够适应较高的水压；
2.本发明提供的一种灌胶贯穿密封结构，具有多层密封结构，不易出现泄漏现象；
3.本发明提供的一种灌胶贯穿密封结构，结构简单，易于操作。
附图说明
图1示出根据本发明的一种优选实施方式的灌胶贯穿密封结构结构示意图；
图2示出根据本发明的一种优选实施方式的灌胶贯穿密封结构示意图；
图3示出根据发明的一种优选实施方式的密封圈结构示意图；
图4示出根据发明的一种优选实施方式的密封圈结构示意图。
附图标号说明：
1-承压盖；
11-承压盖凹槽；
2-容器盖；
21-通孔；
22-容器盖凹槽；
3-导线；
4-胶水层；
41-上部硬胶层；
42-中部软胶层；
43-下部硬胶层；
5-密封圈；
51-环形凹槽。
具体实施方式
下面通过附图和优选实施方式对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
根据本发明提供的一种灌胶贯穿密封结构，如图1所示，该灌胶贯穿密封结构包括承压盖1、容器盖2、导线3和胶水层4，
在所述容器盖2上开设有通孔21，用于引出检测用应变片上连接的导线3，进一步地，所述通孔21的孔径不大于100mm，以减少检测时胶水层4受到的水压力。
所述承压盖1固定在容器盖2上，当水压较大时，例如30Mpa以上时，仅仅依靠胶水的粘接强度不能有效保证胶水层4与通孔21的有效结合，而承压盖1的设计，使得其能够对胶水层4进行支撑，进而保证胶水层4与通孔21之间不会出现撕裂现象，进而影响到结构密封效果。
优选地，所述承压盖1通过螺栓与容器盖2相固定，在承压盖1和容器盖2上设置有螺纹孔，使得承压盖1能够通过螺栓与容器盖2固定，螺栓的固定方式，提高了承压盖1与容器盖2之间的机械强度，进而使得承压盖1能够能够对胶水层4提供较大的支撑力。
在一个优选的实施方式中，所述承压盖1与容器盖2之间还设置有密封圈5，以进一步保证结构密封性，如图2所示，在承压盖1的下表面设置有承压盖凹槽11，在容器盖2的对应位置设置有容器盖凹槽22，密封圈5设置在承压盖凹槽11和容器盖凹槽22之间，
进一步地，所述密封圈5的高度大于承压盖凹槽11和容器盖凹槽22的深度之和，使得密封圈5与承压盖1和容器盖2的结合更加紧密，从而达到更好的密封效果。
更优选地，如图3所示，在所述密封圈5上下端面上开设有环形凹槽51，所述环形凹槽51截面形状为口部较窄而底部较宽的梯形，
如图4所示，密封圈5的上下端面分别与承压盖1和容器盖2接触，使得环形凹槽51构成密封腔，当高压水有渗透时，首先进入环形凹槽51构成的密封腔中，由于环形凹槽51的梯形设计，使得水压产生的压力作用在梯形的边上，其产生的竖直方向的分离使密封圈5与承压盖1和容器盖2的接触更加紧密，进而提高密封效果。
在所述承压盖1上，还设置有导线孔，使得导线3能够穿过承压盖1，所述导线孔的数量与导线3的根数相同。
根据本发明，将导线3穿过承压盖1和通孔21后，在通孔21处灌胶，使得胶水填充满导线3与通孔21侧壁之间的缝隙，形成胶水层4，进而达到密封效果，
进一步地，所述导线3具有多跟，规整排布在通孔21之内，使得导线3周围的胶水层4分布均匀，以具有更好的承压效果。
发明人发现，当水压超过20Mpa时，胶水层4极易出现胶水层龟裂、胶水层与通孔21结合面出现撕裂，最终导致密封结构出现渗漏现象，无法继续维持密封效果。
为解决上述高水压下产生的一系列问题，在本发明中，所述胶水层4包括至少三层，从上到下分别为上部硬胶层41、中部软胶层42和下部硬胶层43。
在通孔21中先灌入一定量胶水，待胶水固化后形成上部硬胶层41，所述上部硬胶层41的厚度为通孔21厚度的1/4～1/3，
更进一步地，所述上部硬胶层41为粘接强度大、胶层硬度高的胶水固化形成，优选胶层硬度高于80D的胶水，以支撑中部软胶层42。
在一个优选的实施方式中，所述上部硬胶层41为氰基丙烯酸乙酯胶水固化形成，氰基丙烯酸乙酯胶水具有粘度低、润湿性渗透性好，固化速度快、无需长时间等待，使用简单、无需加热加压，粘接强度高等优点，适合快速灌胶密封。
在上部硬胶层41下方，再次灌入一定量胶水，形成中部软胶层42，所述中部软胶层42的厚度为通孔21厚度的1/3～1/2，进一步地，所述中部软胶层42为固化后胶层具有一定柔韧度的胶水固化形成，优选胶层硬度低于98A的胶水，使得中部软胶层42能够在受到挤压后在通孔21轴向上压缩，在通孔21径向上膨胀，进而提高中部软胶层42与通孔21的结合强度，提高胶水层4的密封效果。
在一个优选的实施方式中，所述中部软胶层42为环氧树脂软胶固化后形成，环氧树脂软胶具有硬度可调、防水、拉伸强度大等优点，使得中部软胶层42在高水压下的密封效果更好。
在中部软胶层42的下方，再次灌入一定量的胶水，形成下部硬胶层43，所述下部硬胶层43的厚度为通孔21厚度的1/4～1/3。
更进一步地，所述下部硬胶层43为粘接强度大、胶层硬度较高的胶水固化后形成，优选胶层硬度高于80D的胶水，以支撑中部软胶层42。
在一个优选的实施方式中，所述下部硬胶层43为与上部硬胶层41相同的胶水固化形成，以减少胶水的使用种类，降低结构的复杂性。
由上部硬胶层41、中部软胶层42和下部硬胶层43构成的胶水层4，解决了胶层在高水压情况下龟裂的问题，并提高了胶水层与通孔21的结合强度，极大提高了结构的在高压下的密封效果。
本发明还提供了一种用于核压力容器水压测试的灌胶贯穿密封的方法，包括如下步骤：
S1、将承压盖1安装在容器盖2上；
S2、将导线3穿过通孔21和承压盖1；
S3、在通孔21处灌胶，形成胶层4；
S4、将容器盖2安装在待测容器上。
具体的，步骤S3还包括如下子步骤：
S31、在通孔21中灌入胶水A，至胶层深度为通孔21厚度的1/4～1/3时停止灌入，震荡容器盖2，使得灌胶过程中混入胶水的空气被震出胶层，进而使得胶液中无气泡；
优选地，所述胶水A为氰基丙烯酸乙酯胶水；
优选地，所述震荡容器盖2的振动频率为10～100Hz，振幅为0.2～2mm，震荡的振动时间不超过3s，既能够将胶液中的气泡完全震出，又避免震荡影响胶水固化，造成胶水粘接强度降低的现象，
在一个优选的实施方式中，在灌入胶水A之前，将胶水A加热至30～50℃，使得胶水A的流动性更好，进而使得灌胶后的胶层更加均匀，
S32、将容器盖2静置，直至胶水A完全固化；
S33、在通孔21中灌入胶水B，至胶水B的厚度为通孔21厚度的1/3～1/2时停止灌入，在灌入胶水B的同时，对容器盖2进行震荡，使得灌胶过程中混入胶水的空气被震出胶层，进而使得胶液中无气泡；
优选地，所述胶水B为环氧树脂软胶，
由于胶水B的粘度较大，胶层中更易混入气泡造成胶层不均，优选地，所述震荡容器盖2的振动频率为10～100Hz，振幅为0.2～2mm，震荡的振动时间为5～20s，既能够将胶液中的气泡完全震出，又避免震荡影响胶水固化，造成胶水粘接强度降低的现象，
在一个优选的实施方式中，在灌入胶水B之前，将胶水B加热至30～50℃，使得胶水B的流动性更好，进而使得灌胶后的胶层更加均匀，
S34、将容器盖2静置，直至胶水B完全固化；
S35、在通孔21中灌入胶水C，直至通孔21被灌满，震荡容器盖2，使得灌胶过程中混入胶水的空气被震出胶层，进而使得胶液中无气泡；
优选地，所述胶水C与胶水A为同一种胶；
优选地，所述震荡容器盖2的振动频率为30～150Hz，振幅为0.1～1mm，以避免胶水C被震荡出通孔21，震荡的振动时间不超过3s，既能够将胶液中的气泡完全震出，又避免震荡影响胶水固化，造成胶水粘接强度降低的现象，
在一个优选的实施方式中，在灌入胶水C之前，将胶水C加热至30～50℃，使得胶水C的流动性更好，进而使得灌胶后的胶层更加均匀，
S36、将容器盖2静置，直至胶水C完全固化。
实施例
实施例1
对轻水反应堆压力壳进行水压应变测试，按如下步骤进行：
步骤1.在压力壳盖上开设60mm直径的通孔，将承压盖安装固定在压力壳盖上。
步骤2.将检测用应变片导线穿过通孔和承压盖。
步骤3.在通孔处灌胶，将α-氰基丙烯酸乙酯胶水加热至35℃后灌入至通孔，直至胶层厚度通孔厚度1/3停止灌入，在振动频率为10～100Hz，振幅为0.2～2mm条件下震荡2S，静置待胶水完全固化；
将DELO-DUOPOX环氧树脂胶加热至35℃后混合均匀，灌入通孔中，直至环氧树脂胶层厚度为通孔厚度1/3时停止灌入，在在振动频率为10～100Hz，振幅为0.2～2mm条件下震荡10S，静置待胶水完全固化；
将α-氰基丙烯酸乙酯胶水加热至35℃后灌入至通孔，直至胶层厚度通孔厚度1/3停止灌入，在振动频率为10～100Hz，振幅为0.2～2mm条件下震荡1S，静置待胶水完全固化。
步骤4.将压力壳盖安装在轻水反应堆压力壳上。
步骤5.将轻水反应堆压力壳中灌入高压水，进行水压应变测试。
实际水压加压到50Mpa，灌胶贯穿密封处无滴漏等现象，密封效果良好。
对比例1
其它步骤不变，仅将实施例1中的步骤3替换为：在通孔处灌胶，将α-氰基丙烯酸乙酯胶水加热至35℃后灌满通孔，在振动频率为10～100Hz，振幅为0.2～2mm条件下震荡2S，静置待胶水完全固化。
实际水压加压到5Mpa时，灌胶贯穿密封处出现轻微滴漏现象。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上结合优选实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明。不过需要声明的是，这些具体实施方式仅是对本发明的阐述性解释，并不对本发明的保护范围构成任何限制。在不超出本发明精神和保护范围的情况下，可以对本发明技术内容及其实施方式进行各种改进、等价替换或修饰，这些均落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种灌胶贯穿密封结构，其特征在于，包括承压盖(1)、容器盖(2)、导线(3)和胶水层(4)，
所述承压盖(1)固定在容器盖(2)上，
在所述容器盖(2)上开设有通孔(21)，导线(3)穿过承压盖(1)和通孔(21)。
2.根据权利要求1所述的一种灌胶贯穿密封结构，其特征在于，
所述胶水层(4)为在所述通孔(21)内灌胶后形成，所述胶水层(4)包括至少三层，分别为上部硬胶层(41)、中部软胶层(42)和下部硬胶层(43)。
3.根据权利要求2所述的一种灌胶贯穿密封结构，其特征在于，
所述上部硬胶层(41)为胶层硬度高于80D的胶水固化形成，
所述中部软胶层(42)为胶层硬度低于98A的胶水固化形成，
所述下部硬胶层(43)为胶层硬度高于80D的胶水固化后形成。
4.根据权利要求2所述的一种灌胶贯穿密封结构，其特征在于，
所述上部硬胶层(41)为氰基丙烯酸乙酯胶水固化形成，
所述中部软胶层(42)为环氧树脂软胶固化形成，
所述下部硬胶层(43)为与上部硬胶层(41)相同的胶水固化形成。
5.根据权利要求2所述的一种灌胶贯穿密封结构，其特征在于，
所述上部硬胶层(41)的厚度为通孔(21)厚度的1/4～1/3，
所述中部软胶层(42)的厚度为通孔(21)厚度的1/3～1/2，
所述下部硬胶层(43)的厚度为通孔(21)厚度的1/4～1/3。
6.根据权利要求1所述的一种灌胶贯穿密封结构，其特征在于，
所述通孔(21)的孔径不大于100mm。
7.根据权利要求1所述的一种灌胶贯穿密封结构，其特征在于，
在承压盖(1)和容器盖(2)上设置有螺纹孔，使得承压盖(1)能够通过螺栓与容器盖(2)固定，
在承压盖(1)的下表面设置有承压盖凹槽(11)，在容器盖(2)上设置有对应的容器盖凹槽(22)，在承压盖凹槽(11)和容器盖凹槽(22)之间设置有密封圈(5)。
8.根据权利要求7所述的一种灌胶贯穿密封结构，其特征在于，
在所述密封圈(5)上下端面上开设有环形凹槽(51)，所述环形凹槽(51)截面形状为口部较窄而底部较宽的梯形。
9.一种用于核压力容器水压测试的灌胶贯穿密封的方法，包括如下步骤：
S1、将承压盖(1)安装在容器盖(2)上；
S2、将导线(3)穿过通孔(21)和承压盖(1)；
S3、在通孔(21)处灌胶，形成胶层(4)；
S4、将容器盖(2)安装在待测容器上。
10.根据权利要求9所述的一种灌胶贯穿密封的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括如下子步骤：
S31、在通孔(21)中灌入胶水A，至胶层深度为通孔(21)厚度的1/4～1/3时停止灌入，震荡容器盖(2)，使得灌胶过程中混入胶水的空气被震出胶层，进而使得胶液中无气泡；
S32、将容器盖(2)静置，直至胶水A完全固化；
S33、在通孔(21)中灌入胶水B，至胶水B的厚度为通孔(21)厚度的1/3～1/2时停止灌入，在灌入胶水B的同时，对容器盖(2)进行震荡，使得灌胶过程中混入胶水的空气被震出胶层，进而使得胶液中无气泡；
S34、将容器盖(2)静置，直至胶水B完全固化；
S35、在通孔(21)中灌入胶水C，直至通孔(21)被灌满，震荡容器盖(2)，使得灌胶过程中混入胶水的空气被震出胶层，进而使得胶液中无气泡；
S36、将容器盖(2)静置，直至胶水C完全固化。
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