一种新型外压失稳试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种新型外压失稳试验装置，包括台架、筒体、管线、气泵、油箱、气液增压泵、计算机；所述台架分为上下两层，在台架上层设有一个圆形开口，用于安装筒体，在台架下层上分别安装有气泵和油箱，所述气泵通过管线连接到气液增压泵，气液增压泵在出口端分为两条管线，并分别连接到筒体和油箱，所述油箱在其出口端也设有连接到筒体的管线，在筒体侧面设有压力传感器和压力表。本实用新型专利技术在有效验证工作在外压环境下的容器失稳情况时，也能尽最大可能保证实验安全，同时满足对不同内压以及不同尺寸的外压容器的模拟实验。

【技术实现步骤摘要】
一种新型外压失稳试验装置
本技术涉及压力测试
，具体涉及一种用于外压失稳实验的装置。
技术介绍
在工业生产中，尤其是当下非常热门的海洋工程(如海底资源勘查，海洋油气开采等)中，压力容器很多是在外压状态下工作的，如真空容器和海洋开发用的潜水器外壳等。对于外压圆筒来说，工作在外压条件下的容器其稳定性是人们研究的重点对象，一旦涉及出现问题，往往容易发生外压失稳(外压失稳是在外压作用下的薄壁容器器壁内的应力还未达到材料的屈服极限时，容器会突然产生现象而丧失容器原有形状)，但目前的外压失稳设计往往还是只是靠经验公式，而没有一种稳定的验证方式，给生产带来许多不便，而一旦计算错误，导致容器发生外压失稳，则会造成严重的后果。针对上述问题，目前市面上也出现了一些实验设备，但目前这些实验设备，在实验过程中充满许多不确定因素，进口压力过高、发生失稳时的声响不明显等都会给实验安全性带来影响，威胁着人员安全和仪器设备的正常使用。如申请号为201110443772.9的中国专利提供了一种外压容器失稳试验装置，但它在压力控制方面只有手动控制，也没有考虑到万一压力过大导致待测件出现撕裂使泄露油体污染实验台架，严重威胁着实验安全；此外在筒体、待测件、顶杆装配上使用法兰、螺栓连接，结构复杂，拆装麻烦。同时，现有技术所提供的方案，基本都是采用单一的顶杆顶住外压容易，无法适应不同长度尺寸的外压容器，并且在外压失稳的模拟中，由于内压也不一定为常压，目前的实验装置均无法适应不同内压的实验。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供了一种新型外压失稳试验装置，在有效验证工作在外压环境下的容器失稳情况时，也能尽最大可能保证实验安全，同时满足对不同内压以及不同尺寸的外压容器的模拟实验。本技术的技术方案是：一种新型外压失稳试验装置，包括台架、筒体、管线、气泵、油箱、气液增压泵、计算机；所述台架分为上下两层，在台架上层设有一个圆形开口，用于安装筒体，在台架下层上分别安装有气泵和油箱，所述气泵通过管线连接到气液增压泵，气液增压泵在出口端分为两条管线，并分别连接到筒体和油箱，所述油箱在其出口端也设有连接到筒体的管线，在筒体侧面设有压力传感器和压力表一；所述筒体为上小下大的两段圆柱筒结构，其上端为开口端，在筒体的两段圆柱筒的变形处向外设有一段外环，并在外环上设有多个通孔，在与通孔对应的台架上层设有通孔，通过螺栓连接台架与外环的通孔，以使筒体固定在台架上，在筒体的开口端向外设有一段外螺纹，在筒体的外螺纹上连接有锁紧盖，所述锁紧盖为带内螺纹的圆形盖状结构，其内边在内螺纹上方设有一圈台阶，在锁紧盖与筒体连接后，在锁紧盖的台阶下方设置有环状的压盖，压盖卡在锁紧盖和筒体上端，在压盖和锁紧盖之间设有待测件，所述待测件为上部开口的薄壁圆柱筒，其上部开口向外设有外边，并通过外边卡在压盖和锁紧盖之间。进一步的，气泵到气液增压泵之间的管线设有一段并联管线，并联管线中的一段管线为进口阀和调压阀，并在此管线上设有压力表二，另一段管线为电控进口阀和电磁阀，在气液增压泵到筒体之间设有溢流阀，在油箱到筒体之间的管线上设有泄压阀；所述计算机放置于台架上层，并通过数据线分别与电磁阀、电控进口阀、溢流阀、泄压阀、压力传感器连接。进一步的，压盖与筒体之间设置有一起密封作用的垫圈，待测件与压盖之间设置有O型密封圈。进一步的，在压盖和锁紧盖之间设有圆形固定盖，锁紧盖和圆形固定盖的中部都设有通孔，所述圆形固定盖中部焊接有顶杆，顶杆为中空管，其下端底部设有圆板，圆板抵紧待测件的底部，其下部侧面设有网孔，其上部连接有出口阀，出口阀上部设有软管，软管与外界直接联通。更进一步的，所述顶杆有多种长度类型，根据待测件的高度进行选择。本技术还提供基于上述装置的实验方法，步骤如下：采用可多种长度的顶杆的时候，根据待测件的高度，选择尺寸合适的顶杆与圆形固定盖，并将圆形固定盖、待测件、压盖分别放置在筒体上，然后连接好压盖，让顶杆抵紧待测件，然后，打开顶杆上的出口阀，使之处于常开状态，确保实验安全；检查无误，设备通信正常后，进行试验操作；手动控制时，首先打开进口阀和溢流阀，通过手动控制调节气源调压阀，选择气源的最大压力值；启动空气压缩机，筒体内压力增大，当待测件发生失稳时，筒体内压力降低，计算机自动记录失稳压力，此时关闭进口阀、溢流阀并打开泄压阀；自动控制时，关闭调压阀和进口阀，打开电磁阀门和电控进口阀，并在计算机上预先设定电磁阀门的最大气源压力值；发生失稳时，计算机会记录筒体内的失稳压力值，当压力出现下行波段时，在计算机控制下关闭溢流阀、电控进口阀并打开泄压阀；同时，两种方式下，在计算机上预先设定筒体内的最大安全压力值，当超过最大安全压力值时，自动结束实验，即计算机控制关闭溢流阀，打开泄压阀，确保实验安全。进一步的，在压盖和锁紧盖之间设有圆形固定盖，锁紧盖和圆形固定盖的中部都设有通孔，所述的圆形固定盖的通孔上设有内螺纹，并通过内螺纹连接有顶杆，所述顶杆中部有一段螺纹段与圆形固定盖连接，顶杆为中空管，其下端底部设有圆板，其下部侧面设有网孔，其上部连接有快拆接头，快拆接头上连接有出口阀。进一步的，出口阀上方设有软管，软管末端连接有空气压缩机，空气压缩机固定在台架下层上方。进一步的，所述锁紧盖和圆形固定盖上都设有贯穿孔，两个贯穿孔对齐，在贯穿孔内设有可调式单向阀，可调式单向阀的方向为从下到上流通。可调式单向阀的型号为DACV-4P可调式单向阀，开启压力范围3-600psig(根据需要进行调节，确保其开启压力在试验中大于给待测件提供的内压)。其开启值在实验开始前进行设定。本技术还提供基于上述装置的实验方法，步骤如下：采用带有外螺纹段的顶杆的时候，根据待测件的高度，将圆形固定盖、待测件、压盖分别放置在筒体上，然后将顶杆旋入圆形固定盖中，并调整其到合适的位置，为确保密封性，在顶杆的螺纹上缠绕生胶带，然后连接好压盖，让顶杆抵紧待测件，同时连接固定好软管与空气压缩机，并且调整好可调式单向阀设定的压力值，然后，根据需要，对待测件内提供所需的内压，打开顶杆上的出口阀，加注内压后关闭出口阀并关停空气压缩机，使之处于保压状态，确保实验安全；检查无误，设备通信正常后，进行试验操作；手动控制时，首先打开进口阀和溢流阀，通过手动控制调节气源调压阀，选择气源的最大压力值；启动空气压缩机，筒体内压力增大，当待测件发生失稳时，筒体内压力降低，计算机自动记录失稳压力，此时关闭进口阀、溢流阀并打开泄压阀；自动控制时，关闭调压阀和进口阀，打开电磁阀门和电控进口阀，并在计算机上预先设定电磁阀门的最大气源压力值；发生失稳时，计算机会记录筒体内的失稳压力值，当压力出现下行波段时，在计算机控制下关闭溢流阀、电控进口阀并打开泄压阀；同时，两种方式下，在计算机上预先设定筒体内的最大安全压力值，当超过最大安全压力值时，自动结束实验，即计算机控制关闭溢流阀，打开泄压阀，确保实验安全。本技术的有益效果是：1.本设计将计算机与压力传感器、电控进口阀、电磁阀门、溢流阀、泄压阀相连，在压力传递过程中采用手动控制与自动控制相结合的方式，提高了实验的安全性；2.在顶杆的设计上，一端设置了网孔，另一端安装有出口阀并在实验时保持出口阀常开，或者通过可调式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型外压失稳试验装置，包括台架、筒体、管线、气泵、油箱、气液增压泵、计算机，其特征在于，所述台架分为上下两层，在台架上层设有一个圆形开口，用于安装筒体，在台架下层上分别安装有气泵和油箱，所述气泵通过管线连接到气液增压泵，气液增压泵在出口端分为两条管线，并分别连接到筒体和油箱，所述油箱在其出口端也设有连接到筒体的管线，在筒体侧面设有压力传感器和压力表一；所述筒体为上小下大的两段圆柱筒结构，其上端为开口端，在筒体的两段圆柱筒的变形处向外设有一段外环，并在外环上设有多个通孔，在与通孔对应的台架上层设有通孔，通过螺栓连接台架与外环的通孔，以使筒体固定在台架上，在筒体的开口端向外设有一段外螺纹，在筒体的外螺纹上连接有锁紧盖，所述锁紧盖为带内螺纹的圆形盖状结构，其内边在内螺纹上方设有一圈台阶，在锁紧盖与筒体连接后，在锁紧盖的台阶下方设置有环状的压盖，压盖卡在锁紧盖和筒体上端，在压盖和锁紧盖之间设有待测件，所述待测件为上部开口的薄壁圆柱筒，其上部开口向外设有外边，并通过外边卡在压盖和锁紧盖之间。

【技术特征摘要】
1.一种新型外压失稳试验装置，包括台架、筒体、管线、气泵、油箱、气液增压泵、计算机，其特征在于，所述台架分为上下两层，在台架上层设有一个圆形开口，用于安装筒体，在台架下层上分别安装有气泵和油箱，所述气泵通过管线连接到气液增压泵，气液增压泵在出口端分为两条管线，并分别连接到筒体和油箱，所述油箱在其出口端也设有连接到筒体的管线，在筒体侧面设有压力传感器和压力表一；所述筒体为上小下大的两段圆柱筒结构，其上端为开口端，在筒体的两段圆柱筒的变形处向外设有一段外环，并在外环上设有多个通孔，在与通孔对应的台架上层设有通孔，通过螺栓连接台架与外环的通孔，以使筒体固定在台架上，在筒体的开口端向外设有一段外螺纹，在筒体的外螺纹上连接有锁紧盖，所述锁紧盖为带内螺纹的圆形盖状结构，其内边在内螺纹上方设有一圈台阶，在锁紧盖与筒体连接后，在锁紧盖的台阶下方设置有环状的压盖，压盖卡在锁紧盖和筒体上端，在压盖和锁紧盖之间设有待测件，所述待测件为上部开口的薄壁圆柱筒，其上部开口向外设有外边，并通过外边卡在压盖和锁紧盖之间。2.根据权利要求1所述的一种新型外压失稳试验装置，其特征在于，气泵到气液增压泵之间的管线设有一段并联管线，并联管线的一段管线为进口阀和调压阀，并在此管线上设有压力表二，另一段管线为电控进口阀和电磁阀，在气液增压泵到筒体之间设有溢流阀，在油箱到筒体之间的管线上设有泄压阀；所述计算机放置于台架上层，并通过数据线分别与电磁阀、电控进...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐家辉，于春雨，刘白辰，杨成宇，贾豪杰，鲁豪杰，朱小兵，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川,51