一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及超压泄放装置动作特性测定研究技术领域，特别涉及一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置。该测定装置包括：高压打气机、框架、活塞式蓄能器、快开装置、高压试验组件和高频动态压力传感器。本发明专利技术能在试验台上实现由水锤现象引起的不同升压速率载荷下的动作特性测定试验，为超压泄放装置在高升压速率下的动作特性测定研究提供了试验平台，整体装置简单快捷，性能稳定。有效解决了当前超压泄放装置动作特性测定试验施加高升压速率载荷的难题，克服了现有动作特性测定试验运用可燃气体爆炸作为压力源的危险性，以及现有试验方法时间长，需计算气体爆破压力且难以准确控制压力载荷升压速率的缺点。以准确控制压力载荷升压速率的缺点。以准确控制压力载荷升压速率的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置


[0001]本专利技术涉及超压泄放装置动作特性测定研究
，特别涉及一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置。

技术介绍

[0002]超压泄放装置是保障压力容器使用安全的重要构件，一旦压力容器内部压力骤然上升，压力容器内部进入超压状态，为保障压力容器的结构完整性，保障社会财产安全与人民生命安全，超压泄放装置动作并主动泄放压力容器内部压力，以防止压力容器结构产生破坏。超压泄放装置广泛应用于各种各样的压力容器之中，因而研究本专利技术涉及超压泄放装置动作特性测定研究至关重要，是压力容器长期安全稳定运行的关键问题。
[0003]现有技术中，解决超压泄放装置动作特性测定研究主要是利用点燃密闭空间内可燃气体，产生气体爆炸的气体压力波作为产生高升压速率的压力源，压力波传递至超压泄放试验装置，以此对超压泄放装置在高速升压速率下的动作特性进行研究，但其缺点是气体爆炸危险性高、试验时间长，需计算气体爆破压力且难以准确控制载荷的升压速率。可见，现有技术仍未解决实现载荷安全性、精确控制载荷大小及载荷升压速率的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术为克服现有技术的不足，提出一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置，包括：高压打气机、框架、活塞式蓄能器、快开装置、高压试验组件、高频动态压力传感器、超压泄放装置；所述高压打气机、活塞式蓄能器和快开装置设置于框架的内部，所述高压试验组件和高频动态压力传感器设置于框架的上方。
[0007]根据所述一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置，其具体结构为：
[0008]所述高压打气机的高压气体出口与活塞式蓄能器底端入口连接，两者通过硬密封的形式密封，高压打气机为整体试验台提供气源压力。
[0009]进一步，所述活塞式蓄能器包括气体端与液体端、内置有移动式活塞以及活塞限位装置；
[0010]进一步，活塞式蓄能器顶端液体出口与快开装置通过NPT螺纹密封连接；
[0011]进一步，所述快开装置与高压试验组件中的高压筒体通过NPT螺纹密封连接；
[0012]进一步，所述高压试验组件中的高压筒体与框架通过螺栓实现定位连接；所述高压筒体上方设置高压凸肩头盖，高压凸肩头盖与高压筒体之间形成安装密封装置的空间；所述高压O型环、高压密封平垫片、高压压紧压环被安放在密封装置空间中；所述高压筒体外壁及高压压紧顶盖设置有螺纹，高压螺纹套筒内壁具有两段内螺纹，通过高压螺纹套筒将高压筒体外壁及高压压紧顶盖螺纹连接为一个整体；所述高压压紧压环被高压压紧顶盖
压紧，高压预紧盘设置在高压压紧顶盖上方提供轴向密封压紧力。
[0013]进一步，所述高压凸肩头盖上方设置有压力传感器接口凹槽，凹槽内壁为内螺纹，压力传感器密封垫片设置在凹槽中，高频动态压力传感器与高压凸肩头盖通过螺纹连接。
[0014]进一步，所述高压凸肩头盖上方设置有排水阀接口凹槽，凹槽内壁为内螺纹，排气阀与高压凸肩头盖采用硬密封的方式密封。
[0015]进一步，所述超压泄放装置(以超压泄放试验装置为爆破片为例)，试验部分平垫片设置在高压凸肩头盖上方，与常规爆破片爆破试验夹持器结构相同，所述试验部分平垫片上方的零件按照从下到上安装顺序分别为试验部分爆破片、试验部分压环以及试验部分夹具；所述试验部分夹具与高压凸肩头盖通过螺纹连接，运用螺纹拧紧力挤压内部密封面达到密封效果。
[0016]进一步，所述快开装置，当活塞式蓄能器气体端充入预设压力的高压气体后，快开装置根据实验者需要实现快开功能，快开装置两端与活塞式蓄能器以及高压试验组件通过NPT螺纹实现密封连接效果。
[0017]进一步，所述快开装置，任何经过工程经验认可的快开装置如快开阀门、爆破阀等快开装置均可用于所述超压泄放装置动作特性测定实验装置的流场快开。
[0018]进一步，所述高压打气机并不局限其作为高压气源，任何经过工程经验认可的气源如低压打气机加气体增压器联合作用或高压气瓶等均可用于所述超压泄放装置动作特性测定实验装置的气源压力输出设备。
[0019]进一步，所述活塞式蓄能器并不局限于活塞式蓄能器，也可采用例如重力加载式、弹簧加载式、气体加载式等其他蓄能器形式。
[0020]本专利技术的工作原理为：初始活塞式蓄能器气相滑道内的气体压力为高压打气机输出的压力P1，由于活塞蓄能器两端压力平衡，因而活塞式蓄能器流体滑道至快开装置段的流体压力与气体压力相同也为P1；活塞式蓄能器是液压气动系统中的一种储能部件，它可以在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来，当系统需要时，又将压缩能或位能转变为液压或气压等能量并释放出来，重新补给系统，具有结构简单、反应灵敏的特点；由于快开装置的开启，连通了此前被快开装置分隔开的液体流域，随着活塞式蓄能器的气体区域体积不断扩大，高压气体推动活塞另一端的流体释放出能量，活塞式蓄能器流体滑道至快开装置段的流体压力P1以水锤压力波的形式传递至快开装置至超压泄放试验装置段的液体P2，使超压泄放试验装置受到快速、高升压速率的载荷；根据理想气体状态方程PV＝nRT，可以通过改变气体占活塞式蓄能器的体积与初始气体压力P1更改超压泄放试验装置受到的载荷大小与升压速率；高频动态压力传感器采集超压泄放装置受到的载荷，研究人员可对超压泄放装置受到的压力载荷进行监测，对超压泄放装置进行动作特性测定实验研究。
[0021]本专利技术所述的测定装置包括：能够提供高压气体压力的高压打气机；与高压打气机连接，能够储存与快速释放压力载荷、提供高升压速率载荷的活塞式蓄能器；与活塞式蓄能器连接，能够防止高压压力在提升至预设压力之前传递至试验对象，以及快速打开压力出口并使活塞式蓄能器提供的压力载荷传递到试验对象的快开装置；与快开装置连接，用于固定试验对象以及排空试验装置内部气体的高压试验组件；与高压试验组件连接，能够监测压力变化的高频动态压力传感器。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]在试验可控性及结构形式方面，可在试验台上实现不同升压速率下的超压泄放装置动作特性测定实验，为超压泄放装置由水锤工况引起高升压速率下的动作特性测定研究提供了试验平台，整体装置性能稳定，根据理想气体状态方程PV＝nRT，可以通过改变气体占活塞式蓄能器的体积与初始预充气体压力P1更改超压泄放试验装置受到的载荷大小与升压速率，并且载荷升压速率以及载荷大小可控可复现。
[0024]在工作原理方面，采用液体传递高升压速率载荷，利用快开装置与活塞式蓄能器结合的方法，有效解决了当前动作特性测定试验施加高升压速率载荷的难题，克服了现有动作特性测定试验采用气体爆炸方案运用高压气体爆炸作为具有高升压速率的压力源的安全性问题，以及其试验时间长，需计算气体爆破压力且难以准确控制压力大小以及升压速率的缺点。
[0025]在结构可靠性与替换性方面，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置，其特征在于，包括：高压打气机(1)、框架(2)、活塞式蓄能器(3)、快开装置(4)、高压试验组件和高频动态压力传感器(6)；所述高压打气机(1)、活塞式蓄能器(3)和快开装置(4)设置于框架(2)的内部，所述高压试验组件和高频动态压力传感器(6)设置于框架(2)的上方；高压打气机(1)的高压气体出口与活塞式蓄能器(3)底端入口连接，高压打气机(1)为整体试验装置提供气源压力；所述活塞式蓄能器(3)包括气体端与液体端、内置有移动式活塞以及活塞限位装置，用于储存与快速释放压力载荷、提供高升压速率载荷；活塞式蓄能器(3)顶端液体出口与快开装置(4)通过NPT螺纹密封连接；所述快开装置(4)与高压试验组件中的高压筒体(5
‑
1)通过NPT螺纹密封连接；所述高频动态压力传感器(6)与高压试验组件中的高压凸肩头盖(5
‑
4)连接。2.根据权利要求1所述一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置，其特征在于：所述高压试验组件中的高压筒体(5
‑
1)与框架(2)通过螺栓实现定位连接；所述高压筒体(5
‑
1)上方设置高压凸肩头盖(5
‑
4)，高压凸肩头盖(5
‑
4)与高压筒体(5
‑
1)之间形成安装密封装置的空间；高压O型环(5
‑
5)、高压密封平垫片(5
‑
6)、高压压紧压环(5
‑
7)被安放在密封装置空间中；所述高压筒体(5
‑
1)外壁及高压压紧顶盖(5
‑
2)设置有螺纹，高压螺纹套筒(5)内壁具有两段内螺纹，通过高压螺纹套筒(5)将高压筒体(5
‑
1)外壁及高压压紧顶盖(5
‑
2)螺纹连接为一个整体；所述高压压紧压环(5
‑
7)被高压压紧顶盖(5
‑
2)压紧，高压预紧盘(5
‑
3)设置在高压压紧顶盖(5
‑
2)上方提供轴向密封压紧力。3.根据权利要求2所述一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置，其特征在于：所述高压凸肩头盖(5
‑
4)上方设置有压力传感器接口凹槽，凹槽内壁为内螺纹，压力传感器密封垫片(6
‑
1)设置在凹槽中，高频动态压力传感器(6)与高压凸肩头盖(5
‑
4)通过螺纹连接。4.根据权利要求2所述一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置，其特征在于：所述高压凸肩头盖(5
‑
4)上方设置有排水阀接口凹槽，凹槽内壁为内螺纹，排气阀(7)与高压凸肩头盖(5
‑
4)采用硬密封的方式密封。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述一种水锤工况下超压泄放装置动作特性测定实验装置，其特征在于：所述超压泄放装置，以超压泄放试验装置为爆破片为例，试验部分平垫片(5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠虎，韩一乐，王辰，黄淞，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：