CN112014039B - 管组件及其性能测量方法、控制棒水压驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体输送管路领域，提供了一种管组件及其性能测量方法、控制棒水压驱动系统。该管组件包括第一端部关节、中间关节和第二端部关节；第一端部关节、中间关节和第二端部关节均包括关节本体、延伸管和关节球，关节球形成于延伸管的端部，关节球轴向贯穿开设有与延伸管连通的第一通孔；关节本体的内部形成有关节腔，关节本体的两侧形成有与关节腔连通的安装通孔和配合通孔，关节球可转动地设置在关节腔内，延伸管伸出安装通孔，第一通孔与配合通孔连通；中间关节的延伸管和配合通孔分别通过第一连接管与第一端部关节和第二端部关节的延伸管连通。本发明失效次数分散度小、可信的运动次数高，可适用于小尺寸、高频次、大变形的运动位移补偿。

Description

管组件及其性能测量方法、控制棒水压驱动系统

技术领域

本发明涉及流体输送管路领域，尤其涉及一种管组件及其性能测量方法、控制棒水压驱动系统。

背景技术

输送流体时，为了吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或者为了补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移，通常会采用金属膨胀节或金属软管。

以控制棒水压驱动系统为例，该水压驱动机构置于反应堆压力容器内的高温、高压和辐照环境中，其通过利用提升水压缸、传递水压缸和夹持水压缸相互协作来实现控制棒的步升、步降和落棒功能。其中，传递水压缸的外套与提升水压缸的内套固定连接，引水管固定在提升水压缸的外套上，传递水压缸外套的进水孔与引水管连通。驱动机构工作时，提升水压缸的内套相对其外套移动，进而带动传递水压缸同步运动。在此过程中，由于提升水压缸的外套与传递水压缸之间的间距发生变化，即传递水压缸与提升水压缸的外套之间产生相对位移，因此为了补偿传递水压缸的运动位移，传递水压缸的进水孔与引水管之间就需要采用金属膨胀节或金属软管。

但是，金属膨胀节一般适用于大尺寸、低频、小变形的运动位移补偿，无法满足水压驱动机构小尺寸、高频次、大变形的运动位移补偿。金属软管虽然能够满足水压驱动机构小尺寸、高频次、大变形的运动位移补偿，但是金属软管的失效次数的分散度很大，其可信的运动次数为5万次，难以满足水压驱动机构三十多万次，乃至上百万次的运动需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种失效次数分散度小、可信的运动次数高的管组件，以适用于小尺寸、高频次、大变形的运动位移补偿。

本发明还提出一种控制棒水压驱动系统。

本发明还提出一种管组件的性能测量方法。

根据本发明第一方面实施例的管组件，包括第一端部关节、中间关节和第二端部关节；所述第一端部关节、所述中间关节和所述第二端部关节均包括关节本体、延伸管和关节球，所述关节球形成于所述延伸管的端部，所述关节球轴向贯穿开设有与所述延伸管连通的第一通孔；所述关节本体的内部形成有关节腔，所述关节本体的两侧形成有与所述关节腔连通的安装通孔和配合通孔，所述关节球可转动地设置在所述关节腔内，所述延伸管伸出所述安装通孔，所述关节球与所述安装通孔和所述配合通孔活动密封配合，且所述第一通孔与所述配合通孔连通；所述中间关节的所述延伸管和所述配合通孔分别通过第一连接管与所述第一端部关节和所述第二端部关节的所述延伸管连通。

根据本发明实施例的管组件，通过设置第一端部关节、中间关节和第二端部关节，就可利用其关节球相对关节本体的转动来实现整个管组件的收拢或展开，进而完成运动位移的补偿。整个管组件的失效次数分散度小、可信的运动次数高，可适用于小尺寸、高频次、大变形的运动位移补偿。

另外，根据本发明实施例的管组件，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述关节本体包括封盖和封头，所述封盖的一侧形成有凹腔，所述凹腔的底面形成有渐缩孔，所述渐缩孔的孔径沿远离所述凹腔的方向逐渐减小；所述封头堵设在所述凹腔内，所述封头朝向所述渐缩孔的一侧形成有渐扩孔，所述渐扩孔的孔径沿趋近所述渐缩孔的方向逐渐增大，所述渐扩孔与所述渐缩孔共同围设形成所述关节腔；所述安装通孔形成于所述封盖，所述配合通孔形成于所述封头。

根据本发明的一个实施例，所述封头包括抵紧件和密封件，所述密封件与所述封盖固定连接，所述抵紧件活动设置于所述密封件与所述渐缩孔之间，所述抵紧件与所述密封件之间压缩设置有弹簧，所述渐扩孔形成于所述抵紧件，所述配合通孔形成于所述密封件。

根据本发明的一个实施例，所述凹腔为阶梯孔，所述阶梯孔的小端朝向所述渐缩孔，所述密封件朝向所述抵紧件的一侧抵设在所述阶梯孔的台阶面上。

根据本发明的一个实施例，所述抵紧件和所述密封件的相对侧均形成有用于容纳所述弹簧的安装环槽，所述渐缩孔的内壁、所述渐扩孔的内壁以及所述关节球的外壁均形成有耐磨层。

根据本发明的一个实施例，所述第一端部关节和所述第二端部关节之间设有多个所述中间关节，相邻两个所述中间关节中其中一个所述中间关节的所述配合通孔与另外一个所述中间关节的延伸管通过第二连接管连通。

根据本发明的一个实施例，所述中间关节的所述配合通孔为与所述安装通孔同轴的直孔，所述第一端部关节和所述第二端部关节的所述配合通孔均包括依次连通的第一直孔、第二直孔和第三直孔，所述第一直孔与所述安装通孔同轴，所述第一直孔、所述第二直孔和所述第三直孔的轴线两两垂直。

根据本发明的一个实施例，所述第一端部关节的所述第三直孔与所述第二端部关节的所述第三直孔分别向相反的方向延伸，所述第一端部关节的所述第三直孔处连接有第一转接头，所述第二端部关节的所述第三直孔处连接有第二转接头；所述第二转接头的侧壁沿远离所述第二端部关节的方向依次形成有限位凸台和卡接凸起，所述第二转接头的外侧套设有压紧簧片，所述压紧簧片位于所述第二端部关节与所述限位凸台之间，用于与所述限位凸台抵触配合。

根据本发明第二方面实施例的控制棒水压驱动系统，包括提升水压缸和传递水压缸，所述提升水压缸的外套上固定有引水管，所述传递水压缸的外套与所述提升水压缸的内套固定连接，所述传递水压缸的外套开设有进水孔，所述控制棒水压驱动系统还包括上述所述的管组件，所述第一端部关节的所述配合通孔与所述引水管连通，所述第二端部关节的所述配合通孔与所述进水孔连通。

根据本发明第三方面实施例的管组件的性能测量方法，包括以下步骤：

将测力传感器固定在工作台上；

在所述测力传感器的顶端固定连接块；其中，所述连接块背向所述测力传感器的一侧形成有锥形盲孔；

将所述第二转接头插入所述锥形盲孔，直至所述卡接凸起卡入所述锥形盲孔；通过螺钉将所述压紧簧片固定于所述连接块；

将水管连接至所述第一转接头，并将所述水管和所述第一转接头固定在延竖直方向延伸的驱动板上，将所述驱动板连接至升降驱动机构；

在所述管组件的下方放置集水盒；

向所述水管内通入额定压力的高压水，使所述升降驱动机构按照额定速度带动所述驱动板做上下往复运动；

记录所述测力传感器输出的阻力值，并每隔预设时长对所述集水盒进行称重，以获取所述管组件的运动阻力和泄漏量。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本发明中的通过设置第一端部关节、中间关节和第二端部关节，就可利用其关节球相对关节本体的转动来实现整个管组件的收拢或展开，进而完成运动位移的补偿。此外，由于关节球的可动性高，能够满足高温、高压、辐照环境的使用需求，因此整个管组件的失效次数分散度小、可信的运动次数高，可适用于小尺寸、高频次、大变形的运动位移补偿。

本发明中的控制棒水压驱动系统通过采用上述管组件连通引水管与传递水压缸，不仅解决了高温、高压、辐照环境下，传递水压缸相对提升水压缸的外套运动时的供水问题，而且整个管组件的失效次数分散度小、可信的运动次数高，降低了维修更换次数，进而减小了控制棒水压驱动系统的运行成本、提高了可靠性。

本发明中的管组件的性能测量方法通过利用升降驱动机构带动驱动板上下往复运动，就可借助测力传感器检测的阻力值和集水盒内收集的水确定管组件的阻力和泄露量，进而实现对管组件的设计验证和出厂检测，从而保证了管组件安全、可靠的运行。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种管组件的俯视局部剖视示意图；

图2是本发明实施例提供的中间关节的俯视剖视示意图；

图3是本发明实施例提供的第一端部关节的俯视剖视示意图；

图4是本发明实施例提供的封盖的剖视示意图；

图5是本发明实施例提供的一种密封件的剖视示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种密封件的剖视示意图；

图7是本发明实施例提供的传递水压缸在下位状态下管组件的正视剖视图；

图8是本发明实施例提供的传递水压缸在上位状态下管组件的正视剖视图；

图9是本发明实施例提供的传递水压缸在下位状态下管组件的右视剖视图；

图10是本发明实施例提供的传递水压缸在上位状态下管组件的右视剖视图；

图11是图10在A处的放大图；

图12是本发明实施例提供的一种控制棒水压驱动系统的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的一种管组件的性能测量方法的示意图；

图14是本发明实施例提供的管组件不同运动频率下测力传感器输出的阻力值与驱动板往复运动次数的关系图；

图15是本发明实施例提供的管组件和现有金属软管的每小时泄漏量与驱动板往复运动次数的关系图。

附图标记：

110、第一端部关节；120、第二端部关节；130、中间关节；

140、关节本体；141、封盖；1411、渐缩孔；1412、阶梯孔；

1413、安装通孔；142、抵紧件；143、密封件；1431、配合通孔；

1432、第一直孔；1433、第二直孔；1434、第三直孔；

1435、安装环槽；1436、密封环槽；144、弹簧；145、封堵件；

146、密封圈；150、延伸管；160、关节球；161、第一通孔；

170、第一转接头；180、第二转接头；181、限位凸台；

182、卡接凸起；190、压紧簧片；200、第一连接管；

300、提升水压缸；400、传递水压缸；410、进水孔；

500、引水管；600、测力传感器；710、工作台；720、集水盒；

800、连接块；810、锥形盲孔；910、水管；920、驱动板。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

结合图1至图12所示，本发明实施例提供了一种管组件，该管组件包括第一端部关节110、中间关节130和第二端部关节120；第一端部关节110、中间关节130和第二端部关节120均包括关节本体140、延伸管150和关节球160，关节球160形成于延伸管150的端部，关节球160轴向贯穿开设有与延伸管150连通的第一通孔161；关节本体140的内部形成有关节腔，关节本体140的两侧形成有与关节腔连通的安装通孔1413和配合通孔1431，关节球160可转动地设置在关节腔内，延伸管150伸出安装通孔1413，关节球160与安装通孔1413和配合通孔1431活动密封配合，且第一通孔161与配合通孔1431连通；中间关节130的延伸管150和配合通孔1431分别通过第一连接管200与第一端部关节110的延伸管150和第二端部关节120的延伸管150连通。其中，延伸管150可与对应的关节球160一体成型。

以控制棒水压驱动系统为例，下面对上述管组件的工作原理进行说明：

如图12所示，安装时，将第一端部关节110的配合通孔1431与引水管500连通，将第二端部关节120的配合通孔1431与传递水压缸400的进水孔410连通，也就是说，将第一端部关节110的关节本体140和第二端部关节120的关节本体140分别固定在引水管500和传递水压缸400上。

如图8和图10所示，在传递水压缸400从下位状态切换至上位状态的过程中，也即，提升水压缸300的内套相对其外套向上移动的过程中，传递水压缸400随之同步运动，进而带动与传递水压缸400固定连接的第二端部关节120一起向上移动。随着传递水压缸400与提升水压缸300外套之间产生相对位移，第二端部关节120的关节球160随之发生转动，该关节球160的转动又会通过与其连接的第一连接管200传递至中间关节130的关节本体140，使得中间关节130的关节本体140与其内关节球160相对转动。中间关节130的关节球160的转动又会通过与其连接的第一连接管200传递至第一端部关节110，使得第一端部关节110的关节球160转动。经过各个关节球160的依次转动，该该管组件整体收拢，由此就可补偿传递水压缸400与提升水压缸300外套之间减小的位移。

同理，如图7和图9所示，在传递水压缸400从上位状态切换至下位状态的过程中，也即，提升水压缸300的内套相对其外套向下移动的过程中，传递水压缸400随之同步运动，进而带动与传递水压缸400固定连接的第二端部关节120一起向下移动，从而使得第二端部关节120的关节球160随之发生转动，该关节球160的转动又会通过与其连接的第一连接管200传递至中间关节130的关节本体140，使得中间关节130的关节本体140与其内关节球160相对转动。中间关节130的关节球160的转动又会通过与其连接的第一连接管200传递至第一端部关节110，使得第一端部关节110的关节球160转动。经过各个关节球160的依次转动，该该管组件整体展开，由此就可补偿传递水压缸400与提升水压缸300外套之间增大的位移。

需要说明的是，在关节球160的转动过程中，延伸管150受到安装通孔1413的约束，关节球160的转动幅度不会很大，进而可使关节球160的第一通孔161始终与关节本体140的配合通孔1431连通。可见，在上述过程中，第一端部关节110与第二端部关节120之间可形成一个通畅的流体通路。当然，为了保证关节球160转动过程中，关节球160的第一通孔161不会被关节本体140部分遮挡，也就是说，为了避免第一通孔161的实际流通面积不会减小，所以，配合通孔1431的孔径大于第一通孔161的孔径。由此，关节球160转动过程中，第一通孔161在配合通孔1431横截面上的正投影始终落入配合通孔1431中。

由上可知，本发明实施例中的管组件通过设置第一端部关节110、中间关节130和第二端部关节120，就可利用其关节球160相对关节本体140的转动来实现整个管组件的收拢或展开，进而完成运动位移的补偿。此外，由于关节球160的可动性高，能够满足高温、高压、辐照环境的使用需求，因此整个管组件的失效次数分散度小、可信的运动次数高，可适用于小尺寸、高频次、大变形的运动位移补偿。

需要说明的是，中间关节130的数量可以根据实际需要设定，例如，第一端部关节110和第二端部关节120之间设有多个中间关节130，相邻两个中间关节130中其中一个中间关节130的配合通孔1431与另外一个中间关节130的延伸管150通过第二连接管连通。其中，第二连接管和第一连接管200的尺寸和形状可以根据实际情况设定，第二连接管和第一连接管200既可以是直管，也可以是弯管。

另外，在该管组件应用于两个相对运动的部件之间时，若这两个部件位于管组件的前侧、后侧、左侧或右侧时，例如这两个部件均位于管组件的前侧，此时第一端部关节110、中间关节130和第二端部关节120的配合通孔1431可均为与对应安装通孔1413同轴的直孔。

反之，若这两个部件设于管组件的上侧或下侧，或者这两个部件分别设于管组件的上下两侧时，为了便于安装，避免安装导致的附加应力，再结合图2和图3所示，中间关节130的配合通孔1431为与安装通孔1413同轴的直孔，第一端部关节110和第二端部关节120的配合通孔1431均包括依次连通的第一直孔1432、第二直孔1433和第三直孔1434，第一直孔1432与安装通孔1413同轴，第一直孔1432、第二直孔1433和第三直孔1434的轴线两两垂直。为了便于车床加工，第二直孔1433的第一端贯穿关节本体140，第二直孔1433的第二端与第三直孔1434连通，第一直孔1432与第二直孔1433的中部连通。铣削加工完成以后，第二直孔1433的第一端需堵塞一个封堵件145。当然，为了提高密封性、降低泄漏率，封堵件145与关节本体140的接缝处可进行激光焊接处理。需要说明的是，配合通孔1431除了采用上述形式以外，也可以仅由第一直孔1432和第三直孔1434组成，也就是说，配合通孔1431为由第一直孔1432和第三直孔1434构成的L形通孔。

例如，结合图7至图11所示，当该管组件安装于提升水压缸300与传递水压缸400之间时，第一端部关节110的第三直孔1434与第二端部关节120的第三直孔1434分别向相反的方向延伸，第一端部关节110的第三直孔1434处连接有第一转接头170，第二端部关节120的第三直孔1434处连接有第二转接头180；第二转接头180的侧壁沿远离第二端部关节120的方向依次形成有限位凸台181和卡接凸起182，第二转接头180的外侧套设有压紧簧片190，压紧簧片190位于第二端部关节120与限位凸台181之间，压紧簧片190用于与限位凸台181抵触配合。

以该管组件安装于提升水压缸300与传递水压缸400之间为例：

安装时：首先将第二转接头180插入传递水压缸400的进水孔410中，以使第二转接头180通过其侧壁的卡接凸起182与传递水压缸400的进水孔410卡接，其中进水孔410优选为锥形孔；接着，通过螺钉将压紧簧片190固定在传递水压缸400上；最后，将第一转接头170焊接在引水管500的开口处。

如图11所示，由于第二转接头180的外侧套设有压紧簧片190，压紧簧片190通过螺钉固定在传递水压缸400上，因此传递水压缸400相对提升水压缸300向上或向下移动的过程中，若第二转接头180在传递水压缸400的进水孔410内发生松动，也就是说，第二转接头180朝远离传递水压缸400的方向产生位移时，第二转接头180的限位凸台181就会抵紧压紧簧片190，此时压紧簧片190又会对限位凸台181施加反作用力，进而压紧第二转接头180，避免第二转接头180脱离传递水压缸400的进水孔410。

如图2至6所示，关节本体140包括封盖141和封头，封盖141的一侧形成有凹腔，凹腔的底面形成有渐缩孔1411，渐缩孔1411的孔径沿远离凹腔的方向逐渐减小；封头堵设在凹腔内，封头朝向渐缩孔1411的一侧形成有渐扩孔，渐扩孔的孔径沿趋近渐缩孔1411的方向逐渐增大，渐扩孔与渐缩孔1411共同围设形成关节腔；安装通孔1413形成于封盖141，配合通孔1431形成于封头。其中，渐缩孔1411和渐扩孔可采用圆锥孔，以实现关节球160与渐缩孔1411和渐扩孔的线密封。

为了提高关节球160转动过程中第一端部关节110、中间关节130和第二端部关节120的密封性，封头包括抵紧件142和密封件143，密封件143与封盖141固定连接，抵紧件142活动设置于密封件143与渐缩孔1411之间，抵紧件142与密封件143之间压缩设置有弹簧144，渐扩孔形成于抵紧件142，配合通孔1431形成于密封件143。由于关节球160转动过程中，关节球160会挤压抵紧件142，而抵紧件142与密封件143之间设置有弹簧144，因此关节球160对抵紧件142施加的挤压力会导致弹簧144发生变形，弹簧144又会对抵紧件142施加相反的作用力，使得抵紧件142紧贴关节球160，进而也就避免了关节球160与渐扩孔之间产生间隙而发生流体泄露。其中，密封件143与封盖141之间可采用螺纹+焊接的方式进行固定连接，具体地，密封件143的外壁开设有外螺纹，封盖141的内壁开设有与外螺纹配合的内螺纹，密封件143旋入封盖141以后，密封件143与封盖141之间的接缝处进行激光焊接处理。

此外，为了进一步提高密封性，密封件143的侧壁开设有密封环槽1436，密封环槽1436内嵌设有密封圈146。

进一步地，抵紧件142和密封件143的相对侧均形成有用于容纳弹簧144的安装环槽1435。这样设置的好处在于：一方面、便于弹簧144的安装定位；另一方面、在弹簧144变形过程中，安装环槽1435能够对弹簧144的伸缩形成导向，避免弹簧144发生扭曲。

如图4所示，凹腔为阶梯孔1412，阶梯孔1412的小端朝向渐缩孔1411，密封件143朝向抵紧件142的一侧抵设在阶梯孔1412的台阶面上。安装时，首先将关节球160通过阶梯孔1412的大端装入封盖141内，并使延伸管150通过安装通孔1413伸出封盖141；接着，将抵紧件142装入阶梯孔1412的小端。最后将密封件143旋入阶梯孔1412的大端，并在密封件143与封盖141的接缝处进行激光焊接处理。可见，在本实施例中，通过将凹腔设置为阶梯孔1412，不仅可以利用阶梯孔1412的台阶面实现密封件143的安装定位，而且还可以避免密封件143伸入阶梯孔1412过深而导致密封件143与渐缩孔1411之间空间过小，进而导致密封件143对关节球160抵的过紧，使得关节球160转动不灵活。

为了有效降低关节球160的转动阻力和泄漏率、并提高其使用寿命，渐缩孔1411和渐扩孔的内壁以及关节球160的外壁均形成有耐磨层。其中，耐磨层可以但不限于是WC-DLC涂层或CrC-DLC涂层。相比于其他材质的涂层，WC-DLC涂层或CrC-DLC涂层具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化和耐腐蚀性能。

如图12所示，本发明实施例还提供了一种控制棒水压驱动系统，该系统包括提升水压缸300、传递水压缸400和上述管组件，提升水压缸300的外套上固定有引水管500，传递水压缸400的外套与提升水压缸300的内套固定连接，传递水压缸400的外套开设有进水孔410，第一端部关节110的配合通孔1431与引水管500连通，第二端部关节120的配合通孔1431与进水孔410连通。

本发明实施例中的控制棒水压驱动系统通过采用上述管组件连通引水管500与传递水压缸400，不仅解决了高温、高压、辐照环境下传递水压缸400相对提升水压缸300的外套运动时的供水问题，而且整个管组件的失效次数分散度小、可信的运动次数高，降低了维修更换次数，进而减小了该系统的运行成本、提高了可靠性。

如图13所示，本发明实施例还提供了一种管组件的性能测量方法，该方法包括以下步骤：

S1、将测力传感器600固定在工作台710上；例如，通过螺钉将测力传感器600固定在工作台710上；

S2、在测力传感器600的顶端固定连接块800；其中，连接块800背向测力传感器600的一侧即连接块800的顶面形成有锥形盲孔810；

S3、将第二转接头180插入锥形盲孔810，直至卡接凸起182卡入锥形盲孔810；通过螺钉将压紧簧片190固定于连接块800；

S4、将水管910连接至第一转接头170，并将水管910和第一转接头170固定在延竖直方向延伸的驱动板920上，将驱动板920连接至升降驱动机构；

S5、在管组件的下方放置集水盒720；

S6、向水管910内通入额定压力的高压水，使升降驱动机构按照额定速度带动驱动板920做上下往复运动；

S7、记录测力传感器600输出的阻力值，并每隔预设时长例如每隔一小时对集水盒720进行称重，以获取管组件的运动阻力和泄漏量。

需要说明的是，步骤S4中所指的升降驱动机构可以但不限于是偏心轮升降机构或活塞升降机构。以偏心轮升降机构为例，偏心轮升降机构包括电机、偏心轮、连杆、滑块和导轨；电机与偏心轮连接，用于驱动偏心轮转动，连杆的一端与偏心轮转动连接，连杆的另一端与滑块转动连接；导轨沿竖直方向延伸并固定于静止参考系例如墙面或地面，滑块可滑动地嵌设于滑轨，驱动板920与滑块固定连接。由此，当电机驱动偏心轮转动时，偏心轮便通过连杆带动滑块沿导轨上下往复运动。在此过程中，与滑块固定连接的驱动板920也会随之一起上下往复运动。在此情况下，步骤S6中“使升降驱动机构按照额定速度带动驱动板920做上下往复运动”可以通过控制电机按照额定转速转动来实现。

如图14和图15所示，本发明实施例中的管组件在单位小时内的泄漏量远远小于现有金属软管的泄漏量，并且本发明实施例中的管组件的运动寿命超过400万次，失效次数分散度小、可信的运动次数高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种管组件，其特征在于，包括第一端部关节、中间关节和第二端部关节；所述第一端部关节、所述中间关节和所述第二端部关节均包括关节本体、延伸管和关节球，所述关节球形成于所述延伸管的端部，所述关节球轴向贯穿开设有与所述延伸管连通的第一通孔；所述关节本体的内部形成有关节腔，所述关节本体的两侧形成有与所述关节腔连通的安装通孔和配合通孔，所述关节球可转动地设置在所述关节腔内，所述延伸管伸出所述安装通孔，所述关节球与所述安装通孔和所述配合通孔活动密封配合，且所述第一通孔与所述配合通孔连通；所述中间关节的所述延伸管和所述配合通孔分别通过第一连接管与所述第一端部关节和所述第二端部关节的所述延伸管连通；所述关节本体包括封盖和封头，所述封盖的一侧形成有凹腔，所述凹腔的底面形成有渐缩孔，所述渐缩孔的孔径沿远离所述凹腔的方向逐渐减小；所述封头堵设在所述凹腔内，所述封头朝向所述渐缩孔的一侧形成有渐扩孔，所述渐扩孔的孔径沿趋近所述渐缩孔的方向逐渐增大，所述渐扩孔与所述渐缩孔共同围设形成所述关节腔；所述安装通孔形成于所述封盖，所述配合通孔形成于所述封头。

2.根据权利要求1所述的管组件，其特征在于，所述封头包括抵紧件和密封件，所述密封件与所述封盖固定连接，所述抵紧件活动设置于所述密封件与所述渐缩孔之间，所述抵紧件与所述密封件之间压缩设置有弹簧，所述渐扩孔形成于所述抵紧件，所述配合通孔形成于所述密封件。

3.根据权利要求2所述的管组件，其特征在于，所述凹腔为阶梯孔，所述阶梯孔的小端朝向所述渐缩孔，所述密封件朝向所述抵紧件的一侧抵设在所述阶梯孔的台阶面上。

4.根据权利要求2所述的管组件，其特征在于，所述抵紧件和所述密封件的相对侧均形成有用于容纳所述弹簧的安装环槽，所述渐缩孔的内壁、所述渐扩孔的内壁以及所述关节球的外壁均形成有耐磨层。

5.根据权利要求1所述的管组件，其特征在于，所述第一端部关节和所述第二端部关节之间设有多个所述中间关节，相邻两个所述中间关节中其中一个所述中间关节的所述配合通孔与另外一个所述中间关节的延伸管通过第二连接管连通。

6.根据权利要求1至5任一项所述的管组件，其特征在于，所述中间关节的所述配合通孔为与所述安装通孔同轴的直孔，所述第一端部关节和所述第二端部关节的所述配合通孔均包括依次连通的第一直孔、第二直孔和第三直孔，所述第一直孔与所述安装通孔同轴，所述第一直孔、所述第二直孔和所述第三直孔的轴线两两垂直。

7.根据权利要求6所述的管组件，其特征在于，所述第一端部关节的所述第三直孔与所述第二端部关节的所述第三直孔分别向相反的方向延伸，所述第一端部关节的所述第三直孔处连接有第一转接头，所述第二端部关节的所述第三直孔处连接有第二转接头；所述第二转接头的侧壁沿远离所述第二端部关节的方向依次形成有限位凸台和卡接凸起，所述第二转接头的外侧套设有压紧簧片，所述压紧簧片位于所述第二端部关节与所述限位凸台之间，用于与所述限位凸台抵触配合。

8.一种控制棒水压驱动系统，包括提升水压缸和传递水压缸，所述提升水压缸的外套上固定有引水管，所述传递水压缸的外套与所述提升水压缸的内套固定连接，所述传递水压缸的外套开设有进水孔，其特征在于，还包括如权利要求1至7任一项所述的管组件，所述第一端部关节的所述配合通孔与所述引水管连通，所述第二端部关节的所述配合通孔与所述进水孔连通。

9.一种基于权利要求7所述的管组件的性能测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

将测力传感器固定在工作台上；

在所述测力传感器的顶端固定连接块；其中，所述连接块背向所述测力传感器的一侧形成有锥形盲孔；

将所述第二转接头插入所述锥形盲孔，直至所述卡接凸起卡入所述锥形盲孔；通过螺钉将所述压紧簧片固定于所述连接块；

将水管连接至所述第一转接头，并将所述水管和所述第一转接头固定在延竖直方向延伸的驱动板上，将所述驱动板连接至升降驱动机构；

在所述管组件的下方放置集水盒；

向所述水管内通入额定压力的高压水，使所述升降驱动机构按照额定速度带动所述驱动板做上下往复运动；

记录所述测力传感器输出的阻力值，并每隔预设时长对所述集水盒进行称重，以获取所述管组件的运动阻力和泄漏量。

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