CN112362481A - 一种耐压壳体抗压测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及耐压测试装置技术领域，公开了一种耐压壳体抗压测试装置，包括底座，底座的上侧设有左压头组件、右压头组件，左压头组件包括压头本体、压头连接板，压头本体的右端设有凹腔，凹腔内填充有若干铁磁体球，压头本体的左端内部设有磁性组件，压头本体上设有限位组件；左压头组件与右压头组件之间设有若干平行的滑杆，滑杆的左端之间固定有左连接板，滑杆的右端之间固定有右连接板，左连接板上设有压力检测组件，右连接板上设有加载组件。本发明中的左压头组件、右压头组件能够自动适应耐压壳体端部的形状，从而实现曲面的面接触加载，抗压测试加载时能够更好的模拟面接触压力，从而获得良好的测试效果。

Description

一种耐压壳体抗压测试装置

技术领域

本发明涉及耐压测试装置技术领域，尤其涉及一种耐压壳体抗压测试装置。

背景技术

如图9所示的一种耐压壳体13，耐压壳体的中间部位呈圆柱状，耐压壳体的两个端面为球面，整体呈胶囊状，例如一些水下设备的外壳或者潜水艇等外壳，这些耐压壳体实际使用过程中要具备足够的抗压性能（水压），因此需要对耐压壳体进行耐压测试。对于潜水艇而言，通常都是等比例缩小制成耐压壳体的样品，然后对样品进行耐压测试，或者压力与应力的关系，进而对实际潜水艇外壳进行耐压性能评估。该种耐压壳体的表面为弧面或球面，耐压测试时通常直接通过千斤顶来顶压耐压壳体的两端球头（一般抗压测试主要是针对两端球面部分的抗压测试），圆柱部分的表面贴上应变片，通过压力、应力关系来评估耐压性能，然而千斤顶的头部与曲面直接为点接触，很难模拟水压的面接触压力，因此通过千斤顶来对该种耐压壳体进行抗压测试准确度很低；为了进一步使得抗压测试结果更加准确，有些实验室设置大型封闭的水箱，将耐压容器置于水箱内，通过外部设备对水箱内的水进行加压，从而实现抗压测试，然而该种试验设备价格昂贵，而且对密封性要求很高，压力过大容易导致水箱爆裂，而且由于耐压壳体表面贴有应变片，应变片上的数据线需要引出水箱外，这对水箱的密封性要求进一步提高，同时很大的水压的作用直接会影响应变片的形变，从而对检测结果带来很大的干扰。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的耐压壳体抗压测试中存在的上述问题，提供了一种使用方便、成本低、能自动适应耐压壳体两端球面、测试效果好的耐压壳体抗压测试装。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐压壳体抗压测试装置，包括底座，所述底座的上侧设有同轴分布的左压头组件、右压头组件，所述左压头组件包括压头本体、压头连接板，所述压头连接板通过左固定座与底板固定，所述压头本体的右端设有凹腔，所述凹腔内填充有若干铁磁体球，压头本体的左端内部设有用于磁性吸引铁磁体球的磁性组件，所述压头本体上位于凹腔的开口端周围设有用于铁磁体球限位的限位组件；所述右压头组件的结构与左压头组件的结构相同且对称分布，所述左压头组件与右压头组件之间设有若干平行的滑杆，所述滑杆的左端之间固定有左连接板，滑杆的右端之间固定有右连接板，所述右连接板通过右固定座与底座固定连接，所述左连接板上设有压力检测组件，所述右连接板上设有加载组件。

耐压壳体的中间圆柱表面贴上应变片，通过吊具将耐压壳体吊至左压头组件、右压头组件之间的位置，耐压壳体两端的球面分别与左压头组件、右压头组件对应，加载组件推动右压头组件向左移动，使得左压头组件、右压头组件夹紧耐压壳体，此时耐压壳体左端、右端的球面均进入凹腔内与铁磁体球接触，在耐压壳体球面的挤压作用下，凹腔内的铁磁体球自动调整至与球面贴合状态，铁磁体球由于受到限位组件的限位而无法跑出，随着耐压壳体的端部不断进入凹腔内，凹腔内的容积减小，直至所有铁磁体球充满凹腔内的剩余容积，此时耐压壳体的整个球面被铁磁体球接触、压紧，随着加载组件载荷的不断增大，压力检测组件能够实时检测压力大小，应变片能够实时检测到应力，从而获得压力与应力的关系，从而对耐压壳体的抗压性能作出评估。该种检测装置中，左压头组件、右压头组件能够自动适应耐压壳体端部的形状，从而实现耐压壳体局部曲面的整体加压，当凹腔的深度足够深的情况下，也能实现耐压壳体端部与中间侧壁的同时增压，还能实现不同型号、尺寸的耐压壳体的加压，通用性强，整体性能稳定，使用非常方便。

作为优选，所述的限位组件包括套设在压头本体外侧的限位环，所述压头本体上位于球面凹腔的开口端内壁上设有若干沿径向分布的滑孔，每个滑孔内均滑动设有限位杆，限位杆的外端设有限位凸台，所述限位杆的外端与限位环的内壁之间均设有压簧。未加载的情况下，通过磁性组件的磁性吸引铁磁体球，对铁磁体球定位，防止铁磁体球掉落，加载过程中，随着凹腔内的容积不断减小，限位杆对铁磁体球限位，防止铁磁铁球受到挤压而掉落；限位杆可以沿着滑孔滑动，能够自动适应耐压壳体的表面形状，即使耐压壳体的端面、侧面为非规则面，也能对铁磁体球起到良好的限位；同时还能适应不同尺寸的耐压壳体使用。

作为优选，所述限位杆的内端面为球面，所述限位环的内壁固定有与限位杆一一对应的外限位柱，所述限位杆的外端设有内限位柱，所述压簧的两端分别套设在外限位柱、内限位柱上；所述限位环的端部与压头本体的端部之间设有端盖。限位杆的端面为球面，耐压壳体端部的球面挤压限位杆时，限位杆能自动收缩以适应耐压壳体的表面，外限位柱、内限位柱对压簧限位，防止压簧受压而掉落。

作为优选，所述的磁性组件为电磁铁，所述的铁磁体球为钢珠，所述的凹腔为球面凹腔。左压头组件、右压头组件未使用时，电磁铁处于通电状态，电磁铁产生的磁场吸引钢珠，防止钢珠掉落，当耐压壳体的端部进入凹腔内且受到限位柱的限位后，电磁铁断电，此时钢珠在凹腔内可以自由移动，受到压力作用时，钢珠能在一定的容积内快速移动并达到平衡状态。

作为优选，所述的压力检测组件包括若干压力传感器、压板，所述压力传感器固定在左连接板的右侧面上，所述压板位于左连接板的右侧，压板的左端面通过若干导柱与左连接板滑动连接，所述左压头组件的左端固定有左承压板。左压头组件、右压头组件压紧耐压壳体时，通过压力传感器能够准确的检测到压力值。

作为优选，所述的加载组件为油缸，所述油缸的右端与右连接板固定连接，所述右压头组件的右端固定有右承压板，所述油缸的轴端与右承压板固定连接。

作为优选，所述底座上位于左压头组件、右压头组件之间的位置设有支撑座，所述支撑座的底部通过升降油缸与底座固定连接。支撑座用于支撑耐压壳体；使用时通过吊具将耐压壳体吊运至支撑座上，然后通过升降油缸调节支撑座的高度，使得耐压壳体与左压头组件、右压头组件处于同轴状态（基本同轴即可），待左压头组件、右压头组件压紧耐压壳体定位后，升降油缸带动支撑座下降与耐压壳体完全分离；待抗压测试结束后，支撑座上升至与耐压壳体支撑状态，然后左压头组件、右压头组件与耐压壳体分离，整体使用更加方便、安全。

作为优选，所述支撑座的顶面设有V形定位槽，所述支撑座的底部两侧设有导向杆，所述底座上固定有与导向杆一一对应的导向套，所述导向杆伸入导向套内与导向套形成滑动连接。

因此，本发明中的左压头组件、右压头组件能够自动适应耐压壳体端部的形状，从而实现曲面的面接触加载，还能适用于不同形状、尺寸的耐压壳体的定位加载，通用性强，而且使用方便、成本低；抗压测试加载时能够更好的模拟面接触压力，从而获得良好的测试效果。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为图1的正视图。

图3 为图1的俯视图。

图4为图1中去掉底座后的另一视角图。

图5为左压头组件、右压头组件的连接示意图。

图6为图5的剖视图。

图7为左压头组件、压力检测组件的结构示意图。

图8为左压头组件（右压头组件）的***图。

图9为耐压壳体的结构示意图。

图中：底座1、左压头组件2、压头本体20、凹腔200、铁磁体球201、磁性组件202、左承压板203、压头连接板21、左固定座22、右压头组件3、右承压板30、限位组件4、限位环40、滑孔41、限位杆42、限位凸台43、压簧44、外限位柱45、内限位柱46、端盖47、滑杆5、左连接板6、右连接板7、右固定座8、压力检测组件9、压力传感器90、压板91、导柱92、加载组件10、支撑座11、V形定位槽110、导向杆111、导向套112、升降油缸12、耐压壳体13。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示的一种耐压壳体抗压测试装置，包括底座1，底座1的上侧设有同轴分布的左压头组件2、右压头组件3，左压头组件2包括压头本体20、压头连接板21，压头连接板21通过左固定座22与底板1固定，压头本体20的右端设有凹腔200，凹腔为球面凹腔，凹腔内填充有若干铁磁体球201，压头本体20的左端内部设有用于磁性吸引铁磁体球的磁性组件202，本实施例中的磁性组件202为电磁铁，铁磁体球为钢珠；压头本体20上位于凹腔的开口端周围设有用于铁磁体球限位的限位组件4；右压头组件3的结构与左压头组件2的结构相同且对称分布，左压头组件2与右压头组件3之间设有四根平行的滑杆5，滑杆穿过压头连接板21与压头连接板滑动连接，滑杆5的左端之间固定有左连接板6，滑杆5的右端之间固定有右连接板7，右连接板7通过右固定座8与底座固定连接，左连接板6上设有压力检测组件9，右连接板7上设有加载组件10。

底座1上位于左压头组件2、右压头组件3之间的位置设有支撑座11，支撑座11的底部通过升降油缸12与底座固定连接；支撑座11的顶面设有V形定位槽110，支撑座11的底部两侧设有导向杆111，底座1上固定有与导向杆一一对应的导向套112，导向杆伸入导向套内与导向套形成滑动连接。

如图7和图8所示，限位组件4包括套设在压头本体外侧的限位环40，压头本体200上位于球面凹腔的开口端内壁上设有若干沿径向分布的滑孔41，每个滑孔内均滑动设有限位杆42，限位杆42的外端设有限位凸台43，限位杆的外端与限位环的内壁之间均设有压簧44；限位杆42的内端面为球面，限位环40的内壁固定有与限位杆一一对应的外限位柱45，限位杆42的外端设有内限位柱46，压簧44的两端分别套设在外限位柱、内限位柱上；限位环40的端部与压头本体200的端部之间设有端盖47。

如图6和图7所示，压力检测组件9包括若干压力传感器90、压板91，压力传感器90固定在左连接板6的右侧面上，压板91位于左连接板的右侧，压板91的左端面通过若干导柱92与左连接板滑动连接，左压头组件2的左端固定有左承压板203。本实施例中的压力传感器有四个，加载过程中，四个压力传感器的承压面与压板压紧接触。

如图1和图4所示，加载组件10为油缸，油缸的右端与右连接板固定连接，右压头组件3的右端固定有右承压板30，油缸的轴端与右承压板30固定连接。

结合附图，本发明的原理如下：如图1所示，油缸的轴端缩入，右压头组件沿着滑杆5向右移动，电磁铁通电吸引钢珠，对钢珠定位；耐压壳体13（耐压壳体的表面贴有应变片）通过吊具吊装至支撑座11上，升降油缸12带动支撑座上升，使得耐压壳体的轴线与左压头组件、右压头组件的轴线大致同轴，油缸缩短伸长，右压头组件向左移动，直至与耐压壳体与限位杆接触，随着油缸的轴继续伸长，限位杆在耐压壳体端部球面的作用下向外移动，限位杆的端部与耐压壳体的表面保持弹性接触，此时电磁铁断电，左压头组件、右压头组件继续靠近，进一步压紧耐压壳体，此时钢珠受到耐压壳体的挤压而发生移动，钢珠移动后与耐压壳体的表面适应性贴合并至平衡状态，此时耐压壳体被压紧定位；升降油缸下降使得支撑座与耐压壳体完全分离；此时通过压力传感器可以检测耐压壳体两端受到的面压力值，然后不断的增大油缸的压力，获得压力传感器的压力值与应变片的应力值，根据压力传感器的压力值与应变片的应力对耐压壳体的抗压性能进行评估。该种耐压壳体抗压测试装置整体结构稳定、使用方便、成本低，还能适应不同形状结构的耐压壳体抗压测试，通用性强；左压头组件、右压头组件能够自适应与耐压壳体表面贴合，实现面压力加载，测试结果更加准确。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种耐压壳体抗压测试装置，包括底座，其特征是，所述底座的上侧设有同轴分布的左压头组件、右压头组件，所述左压头组件包括压头本体、压头连接板，所述左压头连接板通过左固定座与底板固定，所述压头本体的右端设有凹腔，所述凹腔内填充有若干铁磁体球，压头本体的左端内部设有用于磁性吸引铁磁体球的磁性组件，所述压头本体上位于凹腔的开口端周围设有用于铁磁体球限位的限位组件；所述右压头组件的结构与左压头组件的结构相同且对称分布，所述左压头组件与右压头组件之间设有若干平行的滑杆，所述滑杆的左端之间固定有左连接板，滑杆的右端之间固定有右连接板，所述右连接板通过右固定座与底座固定连接，所述左连接板上设有压力检测组件，所述右连接板上设有加载组件。

2.根据权利要求1所述的一种耐压壳体抗压测试装置，其特征是，所述的限位组件包括套设在压头本体外侧的限位环，所述压头本体上位于球面凹腔的开口端内壁上设有若干沿径向分布的滑孔，每个滑孔内均滑动设有限位杆，限位杆的外端设有限位凸台，所述限位杆的外端与限位环的内壁之间均设有压簧。

3.根据权利要求2所述的一种耐压壳体抗压测试装置，其特征是，所述限位杆的内端面为球面，所述限位环的内壁固定有与限位杆一一对应的外限位柱，所述限位杆的外端设有内限位柱，所述压簧的两端分别套设在外限位柱、内限位柱上；所述限位环的端部与压头本体的端部之间设有端盖。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种耐压壳体抗压测试装置，其特征是，所述的磁性组件为电磁铁，所述的铁磁体球为钢珠，所述的凹腔为球面凹腔。

5.根据权利要求1所述的一种耐压壳体抗压测试装置，其特征是，所述的压力检测组件包括若干压力传感器、压板，所述压力传感器固定在左连接板的右侧面上，所述压板位于左连接板的右侧，压板的左端面通过若干导柱与左连接板滑动连接，所述左压头组件的左端固定有左承压板。

6.根据权利要求1所述的一种耐压壳体抗压测试装置，其特征是，所述的加载组件为油缸，所述油缸的右端与右连接板固定连接，所述右压头组件的右端固定有右承压板，所述油缸的轴端与右承压板固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种耐压壳体抗压测试装置，其特征是，所述底座上位于左压头组件、右压头组件之间的位置设有支撑座，所述支撑座的底部通过升降油缸与底座固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种耐压壳体抗压测试装置，其特征是，所述支撑座的顶面设有V形定位槽，所述支撑座的底部两侧设有导向杆，所述底座上固定有与导向杆一一对应的导向套，所述导向杆伸入导向套内与导向套形成滑动连接。

Images