CN115615838B - 一种柔性滤管的极限疲劳测试装置以及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性滤管的极限疲劳测试装置以及测试方法，第一密封塞组件与第二密封塞组件均包括密封塞，密封塞的中部粘接在筒体外部，筒体内部滑动安装有内架，内架的内侧固定有感压薄膜片，内架的外侧固定有压力显示计，筒体中螺纹安装有螺杆，第二密封塞组件的内架中固定有气管，气管的一端伸出内架内侧固定有充气头，气管的另一端伸出内架外侧固定有连接头，连接头用于连接压力源，充气头上套设有气球，该种柔性滤管的极限疲劳测试装置结构简单、使用方便、能够对柔性滤管进行压力测试，第一密封塞组件与第二密封塞组件在柔性滤管两端内部进行拆装时十分方便。

Description

一种柔性滤管的极限疲劳测试装置以及测试方法

技术领域

本发明涉及滤管的疲劳测试技术领域，具体为一种柔性滤管的极限疲劳测试装置以及测试方法。

背景技术

柔性滤管包括无缝滤管和有缝滤管，无缝滤管采用无缝编织而成，有缝滤管为滤布后期加工而成。有缝的柔性滤管可采用超声焊接，热熔接等工艺。由于柔性滤管材料的直径较小（<15mm），因此焊缝的宽度较窄（<4mm）焊接强度是决定柔性滤管最大承压能力的一个重要决定因素。由于焊接的工艺，导致焊缝周边的材料强度和整体强度有差别。因此焊缝边缘部分也属于影响柔性滤管承压强度的重点关注区域。

对这类焊接的柔性滤管，尤其是焊接区域及周边的强度传统的测试方法是随机在滤管中间选取代表性区域，裁剪一段环形样品（2~5cm）。随后在柔性滤管环形样品焊缝处相反位置剪开，然后使用疲劳试验机将两侧剪开口分别夹住，通过在焊缝的两侧拉动剪开的柔性滤管，直到焊缝开裂，记录下疲劳失效时的拉力并通过换算获得滤管焊接处的疲劳极限。这种测试方法操作不方便，测得的结果并不能模拟实际使用中的工况，因此所得的数据离真实值相差较远。同时该类方法只能选取整个柔性滤管的某一小段来进行检测，因此很大几率会错过整根滤管中某些细小位置的制造缺陷，从质检质控的角度来说，会对良品率造成负面影响。

柔性滤管需要检测抗疲劳能力，而柔性滤管由于本身的过滤孔径较大，柔性滤管对液体或气体的阻力较小，透水性能较好，因此这种滤管的质检采用过滤介质，即采用液体或气体时很难在不破坏柔性滤管的情况下达到实际工况中的压力；并且测试时需要很高的流速才能形成一定的扩张压力，对于最大扩张压强需要的流速很高，较难实现。如果采用传统的液体测量方式，需要以使用较大量的液体来保证测试的连续性，增加了测试的难度。同时，该种传统测试方法过程繁琐，可靠性较差。

在公告号为CN110823708A的专利中，通过检测密封塞和充气密封塞对柔性滤管的两端进行堵塞，然后利用充气管对弹性套进行充气，将充气针与快速接气管的快速接头连接，快速接气管与空压机连接，然后打开空压机，调整转子流量计，缓慢充气，直至柔性滤管破裂，但是柔性滤管破裂后，需要对压力显示计、感压薄膜片、充气管等部件进行回收，但是由于检测密封塞和充气密封塞在对柔性滤管的两端内部的阻力以及密封胶水的紧密粘接力，使得这些部件难以拆装。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性滤管的极限疲劳测试装置以及测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柔性滤管的极限疲劳测试装置，包括第一密封塞组件、第二密封塞组件和柔性滤管，所述第一密封塞组件与第二密封塞组件分别对柔性滤管的两端进行堵塞，所述第一密封塞组件与第二密封塞组件均包括密封塞，所述密封塞的中部粘接在筒体外部，所述筒体内部滑动安装有内架，所述筒体内设有滑槽，所述内架通过滑轮滑动安装在滑槽中，所述内架的内侧固定有感压薄膜片，所述内架的外侧固定有压力显示计，所述感压薄膜片通过线路电性连接于压力显示计，所述筒体中螺纹安装有螺杆，所述螺杆的顶端伸出密封塞固定有旋钮，所述内架的一侧通过滑轮滑动至滑槽的一端时进行限位，利用旋钮驱动螺杆顶端转动，使得螺杆底端伸入筒体内部以对内架的另一侧进行限位固定，所述第二密封塞组件的内架中固定有气管，所述气管的一端伸出内架内侧固定有充气头，所述气管的另一端伸出内架外侧固定有连接头，所述连接头用于连接压力源，所述充气头上套设有气球，所述内架包括外板和内板，所述外板与内板之间通过多个连轴固定连接，所述感压薄膜片固定在内板上，所述压力显示计固定在外板上；

所述第一密封塞组件与第二密封塞组件在柔性滤管两端内部进行拆装时十分方便，拆卸时首先利用位于柔性滤管一端的旋钮驱动螺杆顶端转动，将螺杆底端与内架相脱离，然后利用把手将第一密封塞组件中的内架从密封塞和筒体中抽出即可，再利用位于柔性滤管另一端的旋钮驱动螺杆顶端转动，将螺杆底端与内架相脱离，利用连接头将第二密封塞组件中的内架从密封塞和筒体中抽出即可。

优选的，所述柔性滤管的两端均套设有第一固定箍，以使柔性滤管的两端分别密封固定在密封塞上。

优选的，所述密封塞为弹性塞。

优选的，所述气球套装在充气头上时通过第二固定箍进行固定。

优选的，所述第一密封塞组件的内架外侧设有把手。

优选的，所述把手与连接头分别位于第一密封塞组件与第二密封塞组件的筒体内部。

一种柔性滤管的极限疲劳测试装置以及测试方法，包括以下步骤：

将感压薄膜片固定在第一密封塞组件中的内板上；

将压力显示计固定在第一密封塞组件中的外板上；

将气球套装在第二密封塞组件的充气头上；

将第一密封塞组件中的密封塞塞进柔性滤管的一端内部，

将第二密封塞组件中的密封塞塞进柔性滤管的另一端内部，

将连接头与压力源连接，将压力源中的压缩气体或压力液体充入到气球中，所述压力源的压力大于柔性滤管的最大压强；

记录柔性滤管破裂时的最大压强，并算出柔性滤管承受的最大压强；

q=F/S

式中

q为柔性滤管承受的最大压强；

F为压力显示计读出的最大压力值；

S为感压薄膜片的面积。

优选的，将压力源中的气体或液体缓慢充入到气球中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.该种柔性滤管的极限疲劳测试装置结构简单、使用方便、能够对柔性滤管进行压力测试，该种柔性滤管的极限疲劳测试方法能够对柔性滤管进行压力测试，简单可靠；

2.该种柔性滤管的极限疲劳测试装置中的第一密封塞组件与第二密封塞组件在柔性滤管两端内部进行拆装时十分方便，拆卸时将内架从橡胶塞和筒体中滑出即可，安装时对橡胶塞的按压端进行按压，使得橡胶塞的伸入端伸入柔性滤管端内部进行堵塞，然后利用旋钮驱动螺杆顶端转动，使得螺杆底端伸入筒体内部以对内架进行限位固定。

附图说明

图1是本发明的内部结构示意图；

图2是本发明的内部结构剖视图；

图3是本发明的第一密封塞组件侧视图；

图4是本发明的内架结构示意图；

图5是本发明的密封塞与筒体结构示意图；

图6是本发明的外部结构示意图。

附图标记中：1、第一密封塞组件；2、第二密封塞组件；3、柔性滤管；4、密封塞；5、筒体；6、内架；7、滑槽；8、滑轮；9、感压薄膜片；10、压力显示计；11、线路；12、螺杆；13、旋钮；14、气管；15、充气头；16、连接头；17、气球；18、第一固定箍；19、第二固定箍；20、把手；21、外板；22、内板；23、连轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底部”和“顶部”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

请参阅图1、图2、图4、图5和图6，本发明提供一种技术方案：一种柔性滤管的极限疲劳测试装置，包括第一密封塞组件1、第二密封塞组件2和柔性滤管3，第一密封塞组件1与第二密封塞组件2分别对柔性滤管3的两端进行堵塞，第一密封塞组件1与第二密封塞组件2均包括密封塞4，密封塞4的中部粘接在筒体5外部，筒体5内部滑动安装有内架6，筒体5内设有滑槽7，内架6通过滑轮8滑动安装在滑槽7中，内架6的内侧固定有感压薄膜片9，内架6的外侧固定有压力显示计10，感压薄膜片9通过线路11电性连接于压力显示计10，筒体5中螺纹安装有螺杆12，螺杆12的顶端伸出密封塞4固定有旋钮13，内架6的一侧通过滑轮8滑动至滑槽7的一端时进行限位，利用旋钮13驱动螺杆12顶端转动，使得螺杆12底端伸入筒体5内部以对内架6的另一侧进行限位固定，第二密封塞组件2的内架6中固定有气管14，气管14的一端伸出内架6内侧固定有充气头15，气管14的另一端伸出内架6外侧固定有连接头16，连接头16用于连接压力源，充气头15上套设有气球17，内架6包括外板21和内板22，外板21与内板22之间通过多个连轴23固定连接，感压薄膜片9固定在内板22上，压力显示计10固定在外板21上。

请参阅图1、图2和图4柔性滤管3的两端均套设有第一固定箍18，以使柔性滤管3的两端分别密封固定在密封塞4上，防止柔性滤管3的两端发生破裂。

请参阅图1、图2、图5和图6，密封塞4为弹性塞，密封塞4分为按压端和伸入端，弹性塞可以为橡胶塞或硅胶塞，橡胶塞或硅胶塞具有弹性，并且密封性好，柔性滤管3的长度小于气球17的长度，以便于气球17在充气后能够对感压薄膜片9产生压力。

气球17本身发生形变所需的内外压差较小，在形变发生后可以均匀贴合在柔性滤管3的内表面，在发生形变扩张时，压力可以均匀地传导到柔性滤管3的各个位置。

请参阅图1、图2和图5，气球17套装在充气头15上时通过第二固定箍19进行固定，第一固定箍18与第二固定箍19为尼龙扎带，气球17提供膨胀压力，实现模拟扩张压强的测试，解决了柔性滤管3对于水或气体阻力小的缺陷，从而方便的测出柔性滤管3能够承受的最大压强。

请参阅图1、图2和图4，第一密封塞组件1的内架6外侧设有把手20，把手20与连接头16分别位于第一密封塞组件1与第二密封塞组件2的筒体5内部，便于手部对第一密封塞组件1与第二密封塞组件2的筒体5进行施压，从而使得第一密封塞组件1与第二密封塞组件2能够塞入柔性滤管3的两端内部。

气管14上还可设有电子压力计，电子压力计被配置成检测气球中的压力，电子压力计能够记录压力，可以记录气球17的压力值，当气球17未撑破柔性滤管3时，电子压力计记录的压力值与压力显示计10中的压力值相差不大，因此可以通过电子压力计记录的最大压力值校对压力显示计10记录的最大压力值，从而保证检测的准确性。

柔性滤管3的极限疲劳测试方法，包括以下步骤：

将感压薄膜片9固定在第一密封塞组件1中的内板22上；

将压力显示计10固定在第一密封塞组件1中的外板21上；

将气球17套装在第二密封塞组件2的充气头15上；

将第一密封塞组件1中的密封塞4塞进柔性滤管3的一端内部，

将第二密封塞组件2中的密封塞4塞进柔性滤管3的另一端内部，

将连接头16与压力源连接，将压力源中的压缩气体或压力液体充入到气球17中，压力源的压力大于柔性滤管3的最大压强；

记录柔性滤管3破裂时的最大压强，并算出柔性滤管3承受的最大压强；

q=F/S

式中

q为柔性滤管承受的最大压强；

F为压力显示计读出的最大压力值；

S为感压薄膜片的面积。

将压力源中的气体或液体缓慢充入到气球17中，气管14上可以装有玻璃转子流量计控制气体的流量，实现缓慢充气，也可以通过调节阀实现气体或液体的流量调节，保证缓慢的充气或充入液体。

压力源上装有调压阀，调压阀调整压力源出来气体或液体的压力，压力源通常采用空气压缩机，从空气压缩机出来的高压气体通过压力调节阀进行压力调整，从而保证压力合适，完成指定工况条件下的非破环性极限测试。

通过气球17，即气球提供压力，气球17被柔性滤管3包裹，气球17注入气体或液体后进行膨胀，而柔性滤管3限制气球17膨胀，当气球17撑满柔性滤管3时，感压薄膜片9被气球17挤压，能够实时检测气球17的压力，当柔性滤管3被气球17撑破时，此时感压薄膜片9检测的压力为柔性滤管3的最大压强，解决了柔性滤管3对于水或气体阻力小的缺陷，使能够正常进行柔性滤管3的压力测试。

本发明提供的柔性滤管的极限疲劳测试装置和柔性滤管的极限疲劳测试方法能够确认现有柔性滤管3的工况极限，测得的结构准确性高。

本发明提供的柔性滤管的极限疲劳测试装置中的第一密封塞组件1与第二密封塞组件2在柔性滤管3两端内部进行拆装时十分方便，拆卸时首先利用位于柔性滤管3一端的旋钮13驱动螺杆12顶端转动，将螺杆12底端与内架6相脱离，然后利用把手20将第一密封塞组件1中的内架6从密封塞4和筒体5中抽出即可，再利用位于柔性滤管3另一端的旋钮13驱动螺杆12顶端转动，将螺杆12底端与内架6相脱离，利用连接头16将第二密封塞组件2中的内架6从密封塞4和筒体5中抽出即可，安装时分别利用位于柔性滤管3两端的旋钮13驱动螺杆12顶端转动，使得螺杆12底端伸入筒体5内部以对位于第一密封塞组件1与第二密封塞组件2中的内架6进行限位固定，再分别将第一密封塞组件1与第二密封塞组件2中密封塞4的按压端进行按压，使得密封塞4的伸入端伸入柔性滤管3端内部进行堵塞。

实施例一：

测试超声焊接柔性滤管3所能承受的最大扩张压强

柔性滤管3为尼龙滤管，根据柔性滤管3的直径15mm，选择直径14.5mm，厚2cm的橡胶塞，橡胶塞选用两个，橡胶塞粘接在筒体5上，橡胶塞伸入端的直径小于柔性滤管3的直径防止橡胶塞撑坏柔性滤管3，然后将内架6分别滑动安装在两个筒体5内，并通过旋钮13驱动螺杆12顶端转动，使得螺杆12底端伸入筒体5内部以对内架6的另一侧进行限位固定，分别形成第一密封塞组件1与第二密封塞组件2，再将30cm的细长条状气球套在充气头15上，利用第二固定箍19进行固定，保证不漏气，剪一段34cm的柔性滤管3，将柔性滤管3套在气球上，然后柔性滤管3的一端插入第二密封塞组件2，并用第一固定箍18固定，将贴有感压薄膜片9的第一密封塞组件1插入到柔性滤管3的另一端，并用第一固定箍18固定，将连接头16通过快速接气管与空压机连接，然后打开空压机，调整转子流量计，缓慢充气，直至柔性滤管3破裂，读出压力显示计10最大数值F=68.2N，感压薄膜片9的面积为S=4.5*10-5m2，该柔性滤管3所能承受的最大扩张压强q=F/S=68.2/4.5*10-5=1.516*106Pa，测试后利用位于柔性滤管3一端的旋钮13驱动螺杆12顶端转动，将螺杆12底端与内架6相脱离，然后利用把手20将第一密封塞组件1中的内架6从密封塞4和筒体5中抽出即可，再利用位于柔性滤管3另一端的旋钮13驱动螺杆12顶端转动，将螺杆12底端与内架6相脱离，利用连接头16将第二密封塞组件2中的内架6从密封塞4和筒体5中抽出即可。

实施例二：

测试热切边焊接柔性滤管3所能承受的最大扩张压强

根据滤管直径20mm，选择直径19.5mm，厚2cm的橡胶塞，橡胶塞选用两个，橡胶塞粘接在筒体5上，橡胶塞伸入端的直径小于柔性滤管3的直径防止橡胶塞撑坏柔性滤管3，然后将内架6分别滑动安装在两个筒体5内，并通过旋钮13驱动螺杆12顶端转动，使得螺杆12底端伸入筒体5内部以对内架6的另一侧进行限位固定，分别形成第一密封塞组件1与第二密封塞组件2，再将30cm的细长条状气球套在充气头15上，利用第二固定箍19进行固定，保证不漏气，剪一段34cm的柔性滤管3，将柔性滤管3套在气球上，然后柔性滤管3的一端插入第二密封塞组件2，并用第一固定箍18固定，将贴有感压薄膜片9的第一密封塞组件1插入到柔性滤管3的另一端，并用第一固定箍18固定，将连接头16通过快速接气管与空压机连接，然后打开空压机，调整转子流量计，缓慢充气，直至柔性滤管3破裂，读出压力显示计10最大数值F=17.5N，感压薄膜的面积为S=4.5*10-5m2，该柔性滤管3所能承受的最大扩张压强q=F/S=17.5/ 4.5*10-5=3.889*105Pa，测试后利用位于柔性滤管3一端的旋钮13驱动螺杆12顶端转动，将螺杆12底端与内架6相脱离，然后利用把手20将第一密封塞组件1中的内架6从密封塞4和筒体5中抽出即可，再利用位于柔性滤管3另一端的旋钮13驱动螺杆12顶端转动，将螺杆12底端与内架6相脱离，利用连接头16将第二密封塞组件2中的内架6从密封塞4和筒体5中抽出即可。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种柔性滤管的极限疲劳测试装置，其特征在于：包括第一密封塞组件（1）、第二密封塞组件（2）和柔性滤管（3），所述第一密封塞组件（1）与第二密封塞组件（2）分别对柔性滤管（3）的两端进行堵塞，所述第一密封塞组件（1）与第二密封塞组件（2）均包括密封塞（4），所述密封塞（4）的中部粘接在筒体（5）外部，所述筒体（5）内部滑动安装有内架（6），所述筒体（5）内设有滑槽（7），所述内架（6）通过滑轮（8）滑动安装在滑槽（7）中，所述内架（6）的内侧固定有感压薄膜片（9），所述内架（6）的外侧固定有压力显示计（10），所述感压薄膜片（9）通过线路（11）电性连接于压力显示计（10），所述筒体（5）中螺纹安装有螺杆（12），所述螺杆（12）的顶端伸出密封塞（4）固定有旋钮（13），所述内架（6）的一侧通过滑轮（8）滑动至滑槽（7）的一端时进行限位，利用旋钮（13）驱动螺杆（12）顶端转动，使得螺杆（12）底端伸入筒体（5）内部以对内架（6）的另一侧进行限位固定，所述第二密封塞组件（2）的内架（6）中固定有气管（14），所述气管（14）的一端伸出内架（6）内侧固定有充气头（15），所述气管（14）的另一端伸出内架（6）外侧固定有连接头（16），所述连接头（16）用于连接压力源，所述充气头（15）上套设有气球（17），所述内架（6）包括外板（21）和内板（22），所述外板（21）与内板（22）之间通过多个连轴（23）固定连接，所述感压薄膜片（9）固定在内板（22）上，所述压力显示计（10）固定在外板（21）上；

所述第一密封塞组件（1）与第二密封塞组件（2）在柔性滤管（3）两端内部进行拆装时十分方便，拆卸时首先利用位于柔性滤管（3）一端的旋钮（13）驱动螺杆（12）顶端转动，将螺杆（12）底端与内架（6）相脱离，然后利用把手（20）将第一密封塞组件（1）中的内架（6）从密封塞（4）和筒体（5）中抽出即可，再利用位于柔性滤管（3）另一端的旋钮（13）驱动螺杆（12）顶端转动，将螺杆（12）底端与内架（6）相脱离，利用连接头（16）将第二密封塞组件（2）中的内架（6）从密封塞（4）和筒体（5）中抽出即可。

2.根据权利要求1所述的一种柔性滤管的极限疲劳测试装置，其特征在于：所述柔性滤管（3）的两端均套设有第一固定箍（18），以使柔性滤管（3）的两端分别密封固定在密封塞（4）上。

3.根据权利要求1所述的一种柔性滤管的极限疲劳测试装置，其特征在于：所述密封塞（4）为弹性塞。

4.根据权利要求1所述的一种柔性滤管的极限疲劳测试装置，其特征在于：所述气球（17）套装在充气头（15）上时通过第二固定箍（19）进行固定。

5.根据权利要求1所述的一种柔性滤管的极限疲劳测试装置，其特征在于：所述第一密封塞组件（1）的内架（6）外侧设有把手（20）。

6.根据权利要求5所述的一种柔性滤管的极限疲劳测试装置，其特征在于：所述把手（20）与连接头（16）分别位于第一密封塞组件（1）与第二密封塞组件（2）的筒体（5）内部。

7.一种柔性滤管的极限疲劳测试方法，其采用权利要求1-6中任一项所述的柔性滤管的极限疲劳测试装置，其特征在于，包括以下步骤：

将感压薄膜片（9）固定在第一密封塞组件（1）中的内板（22）上；

将压力显示计（10）固定在第一密封塞组件（1）中的外板（21）上；

将气球（17）套装在第二密封塞组件（2）的充气头（15）上；

将第一密封塞组件（1）中的密封塞（4）塞进柔性滤管（3）的一端内部，

将第二密封塞组件（2）中的密封塞（4）塞进柔性滤管（3）的另一端内部，

将连接头（16）与压力源连接，将压力源中的压缩气体或压力液体充入到气球（17）中，所述压力源的压力大于柔性滤管（3）的最大压强；

记录柔性滤管（3）破裂时的最大压强，并算出柔性滤管（3）承受的最大压强；

q=F/S

式中

q为柔性滤管承受的最大压强；

F为压力显示计读出的最大压力值；

S为感压薄膜片的面积。

8.根据权利要求7所述的柔性滤管的极限疲劳测试方法，其特征在于，将压力源中的气体或液体缓慢充入到气球（17）中。