CN102564859B - 外压容器失稳试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外压容器失稳试验装置，它包括：筒体、试验架、法兰、法兰盖、压盖、排气阀、安全阀、数字显示压力表、计算机、压力源、缓冲罐排水阀、筒体排水阀、缓冲罐和压力传感器；工作时，向筒体内加压，可测出待测容器仅在周向均布外压作用下或者在周向外压及轴向载荷联合作用下的失稳试验数据，具有结构简单、测量准确、实时记录数据的特点。
Description
技术领域
本发明涉及承压设备试验技术领域，尤其涉及一种外压容器失稳试验装置。
背景技术
目前日常生活和工业生产广泛应用的压力容器很多是在外压状态下工作的。对于外压圆筒来说，主要设计问题不是强度，而是稳定性；保证其不失稳的条件是许用设计压力小于临界失稳压力。因此，临界压力是判断外压薄壁圆筒失稳的主要依据。确定临界压力的设计公式往往只是经验公式，误差较大，不能得到准确的求解，给工程应用造成很多不便。为了避免由于外压作用导致圆筒的突然外压失稳带来不可预见性的工程损失和安全隐患，需要提供一种外压容器的力学性能测试装置。
虽然中国专利ZL200920032926.3提供了一种薄壁管件外压失稳试验装置，但它没有考虑消除轴向载荷对试件失稳压力的影响，因而不能对只承受均布周向外压载荷的管件提供试验。而且它只适用于薄壁管件，使用范围较窄。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种外压容器失稳试验装置，解决外压容器在周向外压及轴向载荷联合作用下或者仅是周向均布外压作用下存在的失稳问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种外压容器失稳试验装置，所述容器为待测容器，它包括：筒体、试验架、法兰、法兰盖、压盖、排气阀、安全阀、数字显示压力表、计算机、压力源、缓冲罐排水阀、筒体排水阀、缓冲罐和压力传感器；其中，所述筒体固定在试验架上，法兰焊接在筒体上，法兰盖与法兰连接，压盖将待测容器固定在法兰盖上，法兰盖和压盖中心均开有通孔，筒体侧壁通过管路分别与排气阀、安全阀、数字显示压力表和压力传感器相通，计算机与压力传感器相连；筒体底部与缓冲罐相连，缓冲罐与压力源连接，筒体的出口管道上装有筒体排水阀，缓冲罐的出口管道上装有缓冲罐排水阀。
进一步地，还包括一顶杆，所述顶杆的底部与待测容器的底部接触，顶杆的顶部固定在法兰盖上。
进一步地，还包括一置于法兰盖和法兰之间起密封作用的垫片和一置于法兰盖和压盖之间起密封作用的O型密封圈。
本发明的有益效果是，本发明的外压容器失稳试验装置既能测试容器在周向外压及轴向载荷联合作用下的外压性能，又能测试容器仅承受均布周向外压作用的外压性能，同时测试对象不局限于外压薄壁管件的试验装置，对于提高外压容器临界失稳压力的准确性、保证容器在外压工况下安全运行具有重要意义。
附图说明
附图是本发明装置的结构原理图；
图中：筒体1、顶杆2、试验架3、法兰4、法兰盖5、螺钉6、O型密封圈7、待测容器8、压盖9、垫片10、螺栓11、排气阀12、安全阀13、数字显示压力表14、计算机15、压力源16、缓冲罐排水阀17、筒体排水阀18、缓冲罐19，压力传感器20。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。
如图1所示，本发明外压容器失稳试验装置，包括：筒体1、试验架3、法兰4、法兰盖5、压盖9、排气阀12、安全阀13、数字显示压力表14、计算机15、压力源16、缓冲罐排水阀17、筒体排水阀18、缓冲罐19和压力传感器20。
其中，筒体1固定在试验架3上，法兰4焊接在筒体1上，法兰盖5通过螺栓11与法兰4连接，垫片10置于法兰盖5和法兰4之间，起密封作用；压盖9通过螺钉6把待测容器8压紧在法兰盖5上面， O型密封圈7置于法兰盖5和压盖9之间，起密封作用；法兰盖5和压盖9中心均开有通孔，待测容器8内部与大气相通，筒体1侧面通过管路分别与排气阀12、安全阀13、数字显示压力表14和压力传感器20相通，计算机15与压力传感器20相连，计算机15通过压力传感器20实时记录筒体1内的压力，筒体1底部与缓冲罐19相连，缓冲罐19与压力源16连接，筒体1的出口管道上装有筒体排水阀18、缓冲罐的出口管道上装有缓冲罐排水阀17。
本发明的外压容器失稳试验装置还可以包括一顶杆2，顶杆2的底部与待测容器8的底部接触，顶杆2的顶部通过螺钉固定在法兰盖5上。
本发明的工作过程如下：
1、试验前拧紧螺栓11，使得法兰4与法兰盖5紧密连接。筒体排水阀18和缓冲罐排水阀17此时处于关闭状态。
2、将筒体1灌满水，然后把待测容器8放进垫有O型密封圈7的法兰盖5的圆孔内，拧紧螺钉6，将压盖9固定在法兰盖5上，从而固定待测容器8；然后安装顶杆2以消除轴向力（若需要同时考虑周向外压与轴向载荷联合作用，则把顶杆2去掉）。
3、打开压力源16（压力源16可以为手摇泵），预加低压把筒体1内的气体由排气阀12排出，排气结束后关闭排气阀12，通过压力源16缓慢加压，压力经缓冲罐19传到筒体1内，直到待测容器8由于外压失稳发出响声时，数字显示压力表14显示此时具体的压力值，同时计算机15也会自动记录试验过程中的所有压力值。
4、测试完成，关闭压力源16，打开筒体排水阀18和缓冲罐排水阀17进行泄压，泄压完成后打开压盖9，取出待测容器8。
本发明也可作为压力容器课程的外压实验教学装置，安全阀的设置保证了教学的安全性。
Claims (3)
1.一种外压容器失稳试验装置，所述容器为待测容器（8），其特征在于，它包括：筒体（1）、顶杆（2）、试验架（3）、法兰（4）、法兰盖（5）、压盖（9）、排气阀（12）、安全阀（13）、数字显示压力表（14）、计算机（15）、压力源（16）、缓冲罐排水阀（17）、筒体排水阀（18）、缓冲罐（19）和压力传感器（20）；其中，所述筒体（1）固定在试验架（3）上，法兰（4）焊接在筒体（1）上，法兰盖（5）与法兰（4）连接，压盖（9）将待测容器（8）固定在法兰盖（5）上，法兰盖（5）和压盖（9）中心均开有通孔，筒体（1）侧壁通过管路分别与排气阀（12）、安全阀（13）、数字显示压力表（14）和压力传感器（20）相通，计算机（15）与压力传感器（20）相连；筒体（1）底部与缓冲罐（19）相连，缓冲罐（19）与压力源（16）连接，筒体（1）的出口管道上装有筒体排水阀（18），缓冲罐的出口管道上装有缓冲罐排水阀（17）；所述顶杆（2）的底部与待测容器（8）的底部接触，顶杆（2）的顶部固定在法兰盖（5）上。
2.根据权利要求1所述外压容器失稳试验装置，其特征在于，还包括一置于法兰盖（5）和法兰（4）之间起密封作用的垫片（10）。
3.根据权利要求1所述外压容器失稳试验装置，其特征在于，还包括一置于法兰盖（5）和压盖（9）之间起密封作用的O型密封圈（7）。
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