CN215727376U - 核燃料包壳管的应变爆破试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种核燃料包壳管的应变爆破试验系统，包括介质箱：用于存储试验介质；抽液模块：与介质箱和增压模块连接，用于将介质箱内的试验介质抽取至增压模块；增压模块：与待试验的管件连接，用于将抽液模块抽取至其内的试验介质增压后，输出至管件内；高温试验炉：其内安装有夹持夹具，用于将待试验的管件限位固定。本实用新型通过增压模块和抽液模块的相互配合可实现对管件的应变爆破试验，简单方便，同时，采用非接触式的测微计，可快速测量管件外径的变化值，进而可有效控制压力的升压过程，保证爆破试验的精确性。

Description

核燃料包壳管的应变爆破试验系统

技术领域

本实用新型涉及管件爆破试验技术领域，尤其涉及一种核燃料包壳管的应变爆破试验系统。

背景技术

管件产品在进行量产时，需要对管件进行产品质量检验，因而需要模拟管件在实际的应用环境，以对管件产品在实际应用中的质量进行检测。而管件爆破试验是通过液体或气体对管件内施加压力，测试管件突然炸裂时的最大承受压力，以此压力为参考将管件应用到合适的领域，而目前，国内燃料棒包壳管(如核燃料)的爆破强度研究还停留在压力以及位移控制的方式上去实现爆破，压力控制不稳定且使用不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种核燃料包壳管的应变爆破试验系统，该系统通过增压模块和抽液模块的相互配合可实现对管件的应变爆破试验，简单方便，且设有位移传感器，可保证压力输出的稳定性，同时，采用非接触式的测微计，可快速测量管件外径的变化值，进而可有效控制压力的升压过程，保证爆破试验的精确性。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种核燃料包壳管的应变爆破试验系统，包括

介质箱：用于存储试验介质；

抽液模块：与介质箱和增压模块连接，用于将介质箱内的试验介质抽取至增压模块；

增压模块：与待试验的管件连接，用于将抽液模块抽取至其内的试验介质增压后，输出至管件内；

高温试验炉：其内安装有夹持夹具，用于将待试验的管件限位固定；

测量模块：包括两平移驱动机构，且两平移驱动机构分别布置于管件的一侧；每一平移驱动机构还均驱动连接一非接触式测微计，用于测量管件的外径变化值。

进一步地，所述增压模块包括用于存储液压油的储油箱、第一齿轮泵、换向伺服阀、增压缸、回流风冷却器；所述第一齿轮泵分别与储油箱和换向伺服阀的入口连接，换向伺服阀的第一出口和第二出口与增压缸的输入端连接，且换向伺服阀的第三出口还经回流风冷却器与储油箱连接；所述抽液模块与增压缸的输出端连接，且增压缸的输出端还与管件连接。

进一步地，所述增压模块还包括依次连接于第一齿轮泵与换向伺服阀之间的第一单向阀、高压过滤器。

进一步地，所述增压模块还包括储能器、单向节流阀、第一压力表、电磁溢流阀；所述储能器经单向节流阀与第一单向阀连接，第一压力表连接于第一单向阀与单向节流阀之间；所述电磁溢流阀连接于第一单向阀与回流风冷却器之间。

进一步地，所述增压缸的输入端还安装一位移传感器。

进一步地，所述抽液模块包括依次连接于介质箱与增压缸的输出端之间的手动球阀、Y型过滤器、第二齿轮泵和第二单向阀。

进一步地，所述抽液模块还包括连接于第二单向阀与介质箱之间的回流溢流阀。

进一步地，所述介质箱与管件之间还连接有第一气控针阀。

进一步地，所述增压模块与管件之间还依次连接有第三单向阀、第二气控针阀和第一压力传感器。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

该系统通过增压模块和抽液模块的相互配合可实现对管件的应变爆破试验，简单方便，且设有位移传感器，可保证压力输出的稳定性，同时，采用非接触式的测微计，可快速测量管件外径的变化值，进而可有效控制压力的升压过程，保证爆破试验的精确性。

附图说明

图1为本实用新型的原理性示意图；

图2为本实用新型的气压驱动模块的原理性示意图；

其中，附图标识说明：

1—介质箱； 2—抽液模块；

3—增压模块； 4—高温试验炉；

5—夹持夹具； 6—测量模块：

7—位移传感器； 8—气压驱动模块；

11—第一气控针阀； 12—第三单向阀；

13—第二气控针阀； 14—第一压力传感器；

21—手动球阀； 22—Y型过滤器；

23—第二齿轮泵； 24—第二单向阀；

25—回流溢流阀； 31—储油箱；

32—第一齿轮泵； 33—换向伺服阀；

34—增压缸； 35—回流风冷却器；

36—第一单向阀； 37—高压过滤器；

38—储能器； 39—单向节流阀；

40—电磁溢流阀； 61—平移驱动机构；

62—非接触式测微计； 81—气源；

82—手滑阀； 83—压力开关；

84—气体过滤器； 85—电气比例阀；

86—调压阀； 87—气控电磁阀。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至2所示，本实用新型提供一种核燃料包壳管的应变爆破试验系统，包括介质箱1：用于存储试验介质；

抽液模块2：与介质箱1和增压模块3连接，用于将介质箱1内的试验介质抽取至增压模块3；

增压模块3：与待试验的管件连接，用于将抽液模块2抽取至其内的试验介质增压后，输出至管件内；

高温试验炉4：其内安装有夹持夹具5，用于将待试验的管件限位固定；

测量模块6：包括两平移驱动机构61，且两平移驱动机构61分别布置于管件的一侧；每一平移驱动机构61还均驱动连接一非接触式测微计62，用于测量管件的外径变化值。

其中，所述增压模块3包括用于存储液压油的储油箱31、第一齿轮泵32、换向伺服阀33、增压缸34、回流风冷却器35；所述第一齿轮泵32分别与储油箱31和换向伺服阀33的入口连接，换向伺服阀33的第一出口和第二出口与增压缸34的输入端连接，且换向伺服阀33的第三出口还经回流风冷却器35与储油箱31连接；所述抽液模块2与增压缸34的输出端连接，且增压缸34的输出端还与管件连接；所述增压模块3还包括依次连接于第一齿轮泵32与换向伺服阀33之间的第一单向阀36、高压过滤器37。

所述增压模块3还包括储能器38、单向节流阀39、第一压力表、电磁溢流阀40；所述储能器38经单向节流阀39与第一单向阀36连接，第一压力表连接于第一单向阀36与单向节流阀39之间；所述电磁溢流阀40连接于第一单向阀36与回流风冷却器35之间；所述增压缸34的输入端还安装一位移传感器7；所述抽液模块2包括依次连接于介质箱1与增压缸34的输出端之间的手动球阀21、Y型过滤器22、第二齿轮泵23和第二单向阀24；所述抽液模块2还包括连接于第二单向阀24与介质箱1之间的回流溢流阀25；所述介质箱1与管件之间还连接有第一气控针阀11；所述增压模块3与管件之间还依次连接有第三单向阀12、第二气控针阀13和第一压力传感器14。

本实用新型工作原理：

继续参照图1至2所示，本实施例中，该系统还包括气压驱动模块8，用于为其他阀门提供气压，其包括气源81、依次与气源81连接的手滑阀82、压力开关83、气体过滤器84、电气比例阀85，以及连接于气体过滤器84与电气比例阀85之间的调压阀86；调压阀86还连接有若干带有消声器的气控电磁阀87，用于控制相应的阀门开闭；工作时，第一齿轮泵32可将储油箱31内的液压油吸取增压后输出，增压后的液压油经高压过滤器37过滤，再经换向伺服阀33的第一入口流至换向伺服阀33内，可避免液压油内的杂质经换向伺服阀33流至增压缸34时，导致增压缸34堵塞；如图1所示，换向伺服阀33，设有一个入口及三个出口(第一出口、第二出口、第三出口)，换向伺服阀33的第一出口及第二出口与增压缸34的输入端连通(增压缸34的活塞位于两出口之间)，第一齿轮泵32将增压后的液压油输入至换向伺服阀33，换向伺服阀33经第一出口将液压油输出至增压缸34的输入端内(此时，液压油位于活塞的一侧)，通过控制换向伺服的阀门开闭的程度进而可控制输入至增压缸34输入端的液压油的流量(压力)，进而通过液压油挤压增压缸34的活塞将位于增压缸34输出端的试验介质(抽液模块2的第二齿轮泵23事先将介质箱1内的试验介质抽至增压缸34的输出端内，试验介质抽取过量时，可经回流溢流阀25回流至介质箱1内)增压至待测管件内，进而对管件进行爆破试验。

将液压油打压至管件内完成试验后，位于增压缸34输入端的液压油经换向伺服阀33的第二出口回流至换向伺服阀33内，并经换向伺服阀33的第三出口回流至储油箱31，液压油在回流至储油箱31内时，回流风冷却器35会对回流的液压油进行降温，避免液压油温度过高，便于循环使用；同时，第一齿轮泵32将液压油通过换向伺服阀33的第二出口输出至增压缸34内(液压油位于活塞的另一侧)，通过液压油挤压活塞回位，进而将管件内的试验介质抽取出来(液压油回流至储油箱31)，经第一气控针阀11回流至介质箱1内，以便循环使用。通过第一齿轮泵32可提供高压输出，换向伺服阀33可控制液压油的输出压力，提高输出压力的稳定性，通过增压缸34可实现对试验介质的快速增压及泄压(增压缸34活塞运动频率快)，此外，在增压缸34的输入端还设有位移传感器7，位移传感器7与增压缸34的活塞连接，用于检测增压缸34活塞的位移，并反馈至后台，进而后台控制换向伺服阀33的阀门的开闭程度，进而精准连续地控制增压缸34的输出压力，另外，在增压缸34的输出端与管件之间还设有第一压力传感器14，第一压力传感器14可实时检测输入至待测管件内的压力，便于工作人员观察并及时调整。

此外，当第一齿轮泵32吸取过多的液压油时，可经单向节流阀39将液压油引流至储能器38存储，从而避免第一齿轮泵32增压的压力过高，对系统造成损坏；同时，存储于储能器38的液压油也可在第一齿轮泵32需要提高输出压力时，经单向节流阀39将液压油输出至换向伺服阀33，避免第一齿轮泵32频繁使用，提高第一齿轮泵32的使用寿命。同时，储能器38与第一齿轮泵32之间还设有第一压力表，可通过第一压力表查看第一齿轮泵32增压输出后的压力，同时，为提高系统的安全性，还设有电磁溢流阀40，当第一齿轮泵32吸取的液压油过量时，可经电磁溢流阀40将多余的液压油回流至储油箱31内，避免压力过高损坏系统。

高温试验炉4内设有夹持夹具5，可将管件夹紧固定，同时，设有两组平移驱动机构61，可驱动非接触式测微计62做平移运动，以便测量管件的外径变化值；采用非接触式测微计62可以有效输出微米级的外径变化数值，并通过外部的高采样频率控制器来实现快速采集变化的外径值，并生成变形量-时间曲线、变形量-压力曲线等，在可控的外径应变值下，有效控制压力的升压过程，直至爆破，从而实现应变爆破的试验过程。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种核燃料包壳管的应变爆破试验系统，其特征在于，包括

介质箱：用于存储试验介质；

抽液模块：与介质箱和增压模块连接，用于将介质箱内的试验介质抽取至增压模块；增压模块：与待试验的管件连接，用于将抽液模块抽取至其内的试验介质增压后，输出至管件内；

高温试验炉：其内安装有夹持夹具，用于将待试验的管件限位固定；

测量模块：包括两平移驱动机构，且两平移驱动机构分别布置于管件的一侧；每一平移驱动机构还均驱动连接一非接触式测微计，用于测量管件的外径变化值。

2.根据权利要求1所述的核燃料包壳管的应变爆破试验系统，其特征在于，所述增压模块包括用于存储液压油的储油箱、第一齿轮泵、换向伺服阀、增压缸、回流风冷却器；所述第一齿轮泵分别与储油箱和换向伺服阀的入口连接，换向伺服阀的第一出口和第二出口与增压缸的输入端连接，且换向伺服阀的第三出口还经回流风冷却器与储油箱连接；所述抽液模块与增压缸的输出端连接，且增压缸的输出端还与管件连接。

3.根据权利要求2所述的核燃料包壳管的应变爆破试验系统，其特征在于，所述增压模块还包括依次连接于第一齿轮泵与换向伺服阀之间的第一单向阀、高压过滤器。

4.根据权利要求3所述的核燃料包壳管的应变爆破试验系统，其特征在于，所述增压模块还包括储能器、单向节流阀、第一压力表、电磁溢流阀；所述储能器经单向节流阀与第一单向阀连接，第一压力表连接于第一单向阀与单向节流阀之间；所述电磁溢流阀连接于第一单向阀与回流风冷却器之间。

5.根据权利要求4所述的核燃料包壳管的应变爆破试验系统，其特征在于，所述增压缸的输入端还安装一位移传感器。

6.根据权利要求2所述的核燃料包壳管的应变爆破试验系统，其特征在于，所述抽液模块包括依次连接于介质箱与增压缸的输出端之间的手动球阀、Y型过滤器、第二齿轮泵和第二单向阀。

7.根据权利要求6所述的核燃料包壳管的应变爆破试验系统，其特征在于，所述抽液模块还包括连接于第二单向阀与介质箱之间的回流溢流阀。

8.根据权利要求1所述的核燃料包壳管的应变爆破试验系统，其特征在于，所述介质箱与管件之间还连接有第一气控针阀。

9.根据权利要求1所述的核燃料包壳管的应变爆破试验系统，其特征在于，所述增压模块与管件之间还依次连接有第三单向阀、第二气控针阀和第一压力传感器。

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