一种可视化外压容器失稳实验的教学装置制造方法及图纸

一种可视化外压容器失稳实验的教学装置，包括离心泵、真空泵、不锈钢容器、法兰压盖、密封端盖,不锈钢容器端口依次设置长颈法兰、有机玻璃圆筒，长颈法兰上端连接设置于密封端盖的法兰压盖，法兰压盖上设有安装试件的凹槽Ⅰ，密封端盖上分别开设与真空泵排气口连接的进气接管，与压力变送器Ⅰ连接的排气接管，离心泵出口与不锈钢容器相连，入口与水箱相连，在离心泵的入口管路和长颈法兰的排压管路上均安装电磁开关阀，在排压管路上还安装压力变送器Ⅱ，摄像头安装在有机玻璃圆筒外部，对应试件、压力变送器Ⅰ和压力变送器Ⅱ的表头位置，通过无线网络与计算机通信。本实用新型专利技术可记录试件在两种工况下发生失稳屈服的全过程，安装拆卸方便。方便。方便。

A visual teaching device for external pressure vessel instability experiment

【技术实现步骤摘要】
一种可视化外压容器失稳实验的教学装置


[0001]本技术涉及一种教学装置，尤其是涉及一种可视化外压容器失稳实验的教学装置。

技术介绍

[0002]外压容器的失稳实验是容器在外压作用下发生失稳屈服失效的一种教学实验，外压容器失稳实验的目的，一是让学生掌握外压容器的概念及其失稳屈服过程；二是让学生实测试件失稳时的临界压力，并与理论值进行比较分析。传统的外压容器失稳实验的教学装置多数是依靠水泵或气泵对已安装固定好的试件进行外部加压，当外部压力大于试件的内部压力时，试件发生失稳屈服失效，但整个实验过程存在着一些弊端，如密封性能差、试件装卸困难、读取数据不准、测量精度不高等问题。而有关容器的另一种失稳屈服状态则是研究的较少，即容器在真空泵的作用下内部产生负压，当达到临界失稳压力时容器发生失稳屈服。学生通过传统的外压容器失稳实验的教学装置很难掌握容器在真空状态下发生失稳屈服的全部过程及失稳时临界压力的测量分析，这对于学生的动手实践能力和创新意识的培养是十分不利的。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种可视化外压容器失稳实验的教学装置，该教学装置可完成外压容器发生失稳的另一种工况，即采用真空泵对试件抽真空使试件的内部产生负压而发生失稳屈服，与采用离心泵对试件外部增压使其发生失稳屈服的工况相对比，丰富了外压容器失稳临界压力及失稳后试件产生的波纹数的实验数据。在该教学装置的中，通过对密封端盖的结构设计使试件能够和密封端盖固定密封，实现在真空状态下完成失稳屈服，有效解决了密封性能差的问题；通过对法兰压盖的结构设计，使其能够与有机玻璃圆筒固定密封，并能使试件固定于法兰压盖的凹槽上，有效解决了试件装卸不便的问题。在试件的整个失稳过程中，通过CMOS摄像头全程记录试件和压力变送器表头上的示值，在实验结束后从图像中找出试件失稳瞬间所对应的压力值即为试件失稳的临界压力，有效提高了实验数据的准确性，而且实验的安全性也得到了充分的保证。
[0004]为了解决现有技术存在的问题，本技术采用的技术方案是：
[0005]本技术一种可视化外压容器失稳实验的教学装置，包括离心泵、真空泵、不锈钢容器、长颈法兰、有机玻璃圆筒、试件、法兰压盖、密封端盖、压力变送器Ⅰ、CMOS摄像头、压力变送器Ⅱ、水箱及不锈钢架；所述不锈钢容器置于不锈钢架内，其端口处设置长颈法兰，所述有机玻璃圆筒密封连接在长颈法兰上，有机玻璃圆筒的上端密封连接法兰压盖，所述法兰压盖一侧设有安装试件的凹槽Ⅰ，所述法兰压盖顶部设置于密封端盖上，密封端盖与长颈法兰螺栓连接，所述密封端盖的上端分别开设两个接管，与真空泵排气接口相连接的为进气接管，与压力变送器Ⅰ相连接的为排气接管，在长颈法兰上设有排压管路，所述离心泵的出口通过管线与不锈钢容器相连，离心泵的入口通过管线与水箱相连，在离心泵的入口
管路和长颈法兰的排压管路上分别安装电磁开关阀，在长颈法兰的排压管路上安装压力变送器Ⅱ，所述CMOS摄像头安装在有机玻璃圆筒外部，对应试件、压力变送器Ⅰ和压力变送器Ⅱ的表头位置，通过无线网络与计算机通信。
[0006]进一步地，所述密封端盖下端设有用于连接法兰压盖的环状凸台，与法兰压盖通过环形橡胶圈进行密封。
[0007]进一步地，所述密封端盖上端的进气接管为内螺纹接管，用于连接PVC 软管。
[0008]进一步地，所述密封端盖上端的排气接管为外螺纹接管，用于连接压力变送器Ⅰ。
[0009]进一步地，所述密封端盖沿圆周开设通孔，通过双头螺柱与长颈法兰进行连接。
[0010]进一步地，所述法兰压盖中部开孔，顶端开有与密封端盖配合连接的凹槽Ⅲ及沿中部开孔外周开设的安装试件的凹槽Ⅰ，另一端设置有连接有机玻璃圆筒的凹槽Ⅱ，通过密封胶连接有机玻璃圆筒。
[0011]进一步地，所述压力变送器Ⅰ和压力变送器Ⅱ的输出接头均为赫斯曼接头，且带有数字显示表头。
[0012]进一步地，所述试件为敞口的不锈钢罐，其圆周端口处带有外沿，用于安装在法兰压盖的凹槽Ⅰ上。
[0013]进一步地，所述不锈钢架的底部装有万向轮，用于装置的搬运移动。
[0014]进一步地，在所述不锈钢架上通过螺钉安装有操作面板，操作面板上装配有PLC控制器、继电器和按钮开关，所述两个压力变送器分别通过导线连接在PLC控制器模拟量的输入端，所述继电器和按钮开关分别通过导线连接在PLC控制器数字量的输入端，所述两个电磁开关阀分别通过导线连接在PLC控制器数字量的输出端。
[0015]所述压力变送器通过导线连接在PLC控制器模拟量的输入端，所述继电器和按钮开关通过导线连接在PLC控制器数字量的输入端，所述电磁开关阀通过导线连接在PLC控制器数字量的输出端。
[0016]与传统的外压容器失稳实验的教学装置相比，本技术所具有的优点与有益效果是：
[0017]1.本技术一种可视化外压容器失稳实验的教学装置，可完成外压容器失稳的两种工况，试件在真空泵的作用下完成真空失稳屈服和试件在离心泵的作用下容器内产生外压使试件发生失稳屈服，使学生能够更加全面地掌握外压容器的概念、分类及其失稳屈服的过程，丰富了不同类型的外压容器失稳状态下的实验数据，引用CMOS摄像头拍摄记录试件的整个失稳屈服过程，具有对实验过程反复查看、关键时间节点事件与仪表数据同屏同步显示的特点，与传统的外压容器失稳压力测定的系统降压法相比，具有操作简单、测量数据准确、安装拆卸方便、装置便于移动的优点。
[0018]2.本技术通过操作面板上的PLC控制器可实现自动化控制，当不锈钢容器内部的压力达到设定值时，立即关闭离心泵，并自动开启排压管路上电磁开关阀进行泄压，有效保证了实验操作的安全性。
附图说明
[0019]图1为本技术的结构示意图。
[0020]图2为本技术的PLC控制系统原理框图。
[0021]图3为本技术的密封端盖的结构示意图。
[0022]图4为本技术的法兰压盖的结构示意图。
[0023]图中：1
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离心泵，2
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电磁开关阀，3
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真空泵，4
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不锈钢容器，5
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长颈法兰，6
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有机玻璃圆筒，7
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试件，8
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法兰压盖，81.凹槽Ⅰ，82.凹槽Ⅱ，83.凹槽Ⅲ，9
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密封端盖，91.环状凸台，92.圆形凸台，10
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压力变送器Ⅰ，11
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CMOS 摄像头，12
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压力变送器Ⅱ，13
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操作面板，14
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电磁开关阀，15
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水箱，16
‑ꢀ
不锈钢架。
具体实施方式
[0024]为了使本技术的目的及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可视化外压容器失稳实验的教学装置，其特征在于：包括离心泵(1)、真空泵(3)、不锈钢容器(4)、长颈法兰(5)、有机玻璃圆筒(6)、试件(7)、法兰压盖(8)、密封端盖(9)、压力变送器Ⅰ(10)、CMOS摄像头(11)、压力变送器Ⅱ(12)、水箱(15)、不锈钢架(16)；所述不锈钢容器置于不锈钢架内，其端口处设置长颈法兰，所述有机玻璃圆筒密封连接在长颈法兰上，有机玻璃圆筒的上端密封连接法兰压盖，所述法兰压盖一侧设有安装试件的凹槽Ⅰ，所述法兰压盖顶部设置于密封端盖上，密封端盖与长颈法兰螺栓连接，所述密封端盖的上端分别开设两个接管，与真空泵排气接口相连接的为进气接管，与压力变送器Ⅰ相连接的为排气接管，在长颈法兰上设有排压管路，所述离心泵的出口通过管线与不锈钢容器相连，离心泵的入口通过管线与水箱相连，在离心泵的入口管路和长颈法兰的排压管路上分别安装电磁开关阀，在长颈法兰的排压管路上安装压力变送器Ⅱ，所述CMOS摄像头安装在有机玻璃圆筒外部，对应试件、压力变送器Ⅰ和压力变送器Ⅱ的表头位置，通过无线网络与计算机通信。2.根据权利要求1所述的一种可视化外压容器失稳实验的教学装置，其特征在于：所述密封端盖下端设有用于连接法兰压盖的环状凸台，与法兰压盖通过环形橡胶圈进行密封。3.根据权利要求1所述的一种可视化外压容器失稳实验的教学装置，其特征在于：所述密封端盖上端的进气接管为内螺纹接管，用于连接PVC软管。4.根据权利要求1所述的一种可视化外压容...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢泉澄，唐宇，韩秋宇，陈灏，黄政，邹凤阳，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：新型
国别省市：