法蘭密封面張開(kāi)量的測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】法蘭密封面張開(kāi)量的測(cè)量裝置，包括兩個(gè)磁性座，兩個(gè)磁性座分別吸附在承壓容器上密封連接的兩個(gè)法蘭的安裝孔的內(nèi)壁面上，固定支架、頂推支架分別裝在兩個(gè)磁性座上，短彈簧片及長(zhǎng)彈簧片的一端固定裝在固定支架上，兩個(gè)彈簧片的另一端懸置，且均沿法蘭的徑向延伸，兩個(gè)彈簧片固定端的兩側(cè)均設(shè)有一個(gè)應(yīng)變片，短彈簧片上的兩個(gè)應(yīng)變片及長(zhǎng)彈簧片上的兩個(gè)應(yīng)變片均為半橋連接；頂推支架上設(shè)有兩個(gè)軸向頂推腳，所述兩個(gè)頂推腳中的一個(gè)與短彈簧片的懸置端抵接，所述兩個(gè)頂推腳中的另一個(gè)與長(zhǎng)彈簧片的懸置端抵接，所述四個(gè)應(yīng)變片的連接導(dǎo)線經(jīng)水密接插件引出。本發(fā)明能夠在承壓容器內(nèi)高壓水環(huán)境中對(duì)法蘭密封面的張開(kāi)量進(jìn)行測(cè)量。
【專利說(shuō)明】法蘭密封面張開(kāi)量的測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及法蘭密封測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及在承壓容器內(nèi)高壓水環(huán)境條件中測(cè)量法蘭密封面張開(kāi)量的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓法蘭密封是承壓容器常用的密封形式，通常采用具有自密封作用的O形橡膠圈安裝在法蘭密封面的溝槽內(nèi)，由于預(yù)密封作用O形圈與法蘭密封面及密封面上的溝槽底面緊密接觸，承壓容器內(nèi)的水介質(zhì)通過(guò)法蘭密封面間隙進(jìn)入溝槽時(shí)只能對(duì)O形密封圈的一個(gè)側(cè)面起作用，當(dāng)承壓容器內(nèi)的壓力增大時(shí)，把O形密封圈推向溝槽另一側(cè)面，從而將O型密封圈擠壓成D形，并把壓力傳遞給法蘭接觸面，如此進(jìn)一步提高了密封效果。然而，O形密封圈的自密封能力是有限的，由于法蘭密封面之間存在間隙，當(dāng)承壓容器內(nèi)壓力過(guò)高時(shí)，法蘭密封面在軸向載荷的作用下會(huì)產(chǎn)生張開(kāi)變形，使得密封面間隙增加，可能會(huì)出現(xiàn)O形密封圈的“膠料擠出”現(xiàn)象，由此導(dǎo)致密封失效，因此，在承壓容器的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，尤其是對(duì)于超高壓容器或大尺寸的承壓容器的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須知悉在設(shè)計(jì)壓力時(shí)法蘭密封面的最大張開(kāi)量，并以此為主要依據(jù)設(shè)計(jì)密封圈和溝槽的結(jié)構(gòu)形式及尺寸，從而保證承壓容器的可靠密封。
[0003]目前，承壓容器的法蘭密封面張開(kāi)量的分析主要是采用有限元分析軟件在確定的結(jié)構(gòu)尺寸和設(shè)計(jì)壓力下進(jìn)行模擬計(jì)算，得到法蘭密封面張開(kāi)量的理論值，并將其作為后續(xù)密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的尺寸依據(jù)，然而由于缺少在承壓容器內(nèi)高壓水環(huán)境中對(duì)法蘭密封面實(shí)際張開(kāi)量進(jìn)行測(cè)量的裝置，因而無(wú)法對(duì)理論計(jì)算值進(jìn)行實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證。現(xiàn)有技術(shù)中鮮少有法蘭密封面張開(kāi)量的測(cè)量技術(shù)，中國(guó)專利ZL201110462716.X公開(kāi)了 “一種法蘭密封面的測(cè)量裝置”，其主要應(yīng)用于法蘭生產(chǎn)制造過(guò)程中由于焊接及熱處理工藝造成的法蘭密封面變形的測(cè)量，其無(wú)法適用于在承壓容器內(nèi)高壓水下環(huán)境中對(duì)法蘭密封面張開(kāi)量的測(cè)量，又如中國(guó)專利ZL20132011942.3公開(kāi)的“一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒法蘭開(kāi)口檢測(cè)裝置”，其雖然是通過(guò)應(yīng)變片應(yīng)變測(cè)量從而檢測(cè)塔筒法蘭開(kāi)口量，并與最大理論值進(jìn)行比較從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)法蘭開(kāi)口情況，但是其在法蘭連接面的外側(cè)設(shè)置應(yīng)變片，而且測(cè)量的是法蘭徑向應(yīng)變，同樣無(wú)法適用于在承壓容器內(nèi)高壓水下環(huán)境中對(duì)法蘭密封面張開(kāi)量的測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本 申請(qǐng)人:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種法蘭密封面張開(kāi)量的測(cè)量裝置，其能夠在承壓容器內(nèi)高壓水環(huán)境中對(duì)法蘭密封面的張開(kāi)量進(jìn)行測(cè)量，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
法蘭密封面張開(kāi)量的測(cè)量裝置，包括磁性座一及磁性座二，所述兩個(gè)磁性座依靠其磁性分別吸附在承壓容器的法蘭一、法蘭二上的安裝孔的內(nèi)壁面上，法蘭一與法蘭二密封連接；固定支架與磁性座一固接，短彈簧片及長(zhǎng)彈簧片的一端固定裝在固定支架上，短彈簧片及長(zhǎng)彈簧片的另一端懸置，且均沿所述兩個(gè)法蘭的徑向延伸，短彈簧片固定端及長(zhǎng)彈簧片固定端的兩側(cè)均設(shè)有一個(gè)應(yīng)變片，短彈簧片上的兩個(gè)應(yīng)變片及長(zhǎng)彈簧片上的兩個(gè)應(yīng)變片均為半橋連接，且短彈簧片上的兩個(gè)應(yīng)變片及長(zhǎng)彈簧片上的兩個(gè)應(yīng)變片沿所述兩個(gè)法蘭的軸向粘貼；頂推支架固定裝在磁性座二上，頂推支架上設(shè)有沿所述兩個(gè)法蘭軸向凸出的兩個(gè)頂推腳，所述兩個(gè)頂推腳中的一個(gè)與短彈簧片的懸置端抵接，所述兩個(gè)頂推腳中的另一個(gè)與長(zhǎng)彈簧片的懸置端抵接，所述四個(gè)應(yīng)變片的連接導(dǎo)線經(jīng)水密接插件引出。
[0006]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:
所述固定支架帶有直角結(jié)構(gòu)，固定支架通過(guò)所述直角結(jié)構(gòu)緊貼在磁性座一上，且所述直角結(jié)構(gòu)的軸向板與磁性座一固接，短彈簧片及長(zhǎng)彈簧片的一端均與所述直角結(jié)構(gòu)的徑向板的同一端固接。
[0007]所述頂推支架帶有直角結(jié)構(gòu)，頂推支架通過(guò)所述直角結(jié)構(gòu)緊貼在磁性座二上，且所述直角結(jié)構(gòu)的軸向板與磁性座二固接，兩個(gè)頂推腳設(shè)在所述直角結(jié)構(gòu)的徑向板上。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)效果:
本發(fā)明通過(guò)將所述彈簧片設(shè)置成預(yù)彎曲變形的懸臂形式，通過(guò)測(cè)量在承壓容器內(nèi)高壓水介質(zhì)的軸向載荷的作用下所述彈簧片的應(yīng)變變化量，并根據(jù)懸臂梁的應(yīng)變和撓度之間的函數(shù)關(guān)系，即能夠?qū)崿F(xiàn)在承壓容器內(nèi)高壓水環(huán)境中對(duì)法蘭密封面的實(shí)際張開(kāi)量的實(shí)時(shí)測(cè)量；本發(fā)明通過(guò)一長(zhǎng)一短兩個(gè)彈簧片的設(shè)置，不僅能夠測(cè)量法蘭密封面在試驗(yàn)壓力下沿法蘭軸向的實(shí)際張開(kāi)量，而且能夠測(cè)量法蘭密封面的張開(kāi)角度。利用本發(fā)明獲得的實(shí)際測(cè)量值不僅能夠?qū)τ邢拊椒ㄓ?jì)算出的理論值進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，而且能夠?yàn)榉ㄌm密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和尺寸提供更為精確的設(shè)計(jì)依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明所述固定支架的側(cè)視圖。
[0011]圖3為本發(fā)明所述頂推支架的側(cè)視圖。
[0012]其中:1、磁性座一 ；2、磁性座二 ；3、法蘭一 ；4、法蘭二 ；5、固定支架；6、短彈簧片；
7、長(zhǎng)彈簧片；8、應(yīng)變片；9、頂推支架；91、頂推腳；10、連接導(dǎo)線；11、水密接插件；12、O型密封圈；13、應(yīng)變儀。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0014]見(jiàn)圖1,本發(fā)明包括磁性座一 I及磁性座二 2，所述兩個(gè)磁性座依靠其磁性分別吸附在承壓容器的法蘭一 3、法蘭二 4上的安裝孔的內(nèi)壁面上，具體地，法蘭一 3、法蘭二 4分別為承壓容器的筒體法蘭、筒帽法蘭，法蘭一 3與法蘭二 4之間通過(guò)O型密封圈12形成端面密封連接；固定支架5與磁性座一 I固接，短彈簧片6及長(zhǎng)彈簧片7的一端固定裝在固定支架5上，短彈簧片6及長(zhǎng)彈簧片7的另一端懸置，且短彈簧片6及長(zhǎng)彈簧片7的懸置端均沿所述兩個(gè)法蘭的徑向延伸，短彈簧片6固定端及長(zhǎng)彈簧片7固定端的兩側(cè)均設(shè)有一個(gè)應(yīng)變片8，短彈簧片6上的兩個(gè)應(yīng)變片8及長(zhǎng)彈簧片7上的兩個(gè)應(yīng)變片8均為半橋連接，且短彈簧片6上的兩個(gè)應(yīng)變片8及長(zhǎng)彈簧片7上的兩個(gè)應(yīng)變片8沿所述兩個(gè)法蘭的軸向粘貼；頂推支架9固定裝在磁性座二 2上，頂推支架9上設(shè)有沿所述兩個(gè)法蘭軸向凸出的兩個(gè)頂推腳91，兩個(gè)頂推腳91中的一個(gè)與短彈簧片6的懸置端抵接，兩個(gè)頂推腳91中的另一個(gè)與長(zhǎng)彈簧片7的懸置端抵接，四個(gè)應(yīng)變片8的連接導(dǎo)線10經(jīng)水密接插件11引出至外部動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀13，水密接插件11設(shè)在所述兩個(gè)法蘭的任一法蘭上。
[0015]具體地,見(jiàn)圖1、圖2,所述固定支架5帶有直角結(jié)構(gòu)，固定支架5通過(guò)所述直角結(jié)構(gòu)緊貼在磁性座一 I上，且所述直角結(jié)構(gòu)的軸向板與磁性座一 I通過(guò)固定螺栓固接，短彈簧片6及長(zhǎng)彈簧片7的一端均與所述直角結(jié)構(gòu)的徑向板的同一端通過(guò)固定螺栓固接；見(jiàn)圖1、圖3，所述頂推支架9帶有直角結(jié)構(gòu)，頂推支架9通過(guò)所述直角結(jié)構(gòu)緊貼在磁性座二 2上，且所述直角結(jié)構(gòu)的軸向板與磁性座二 2通過(guò)固定螺栓固接，兩個(gè)頂推腳91設(shè)在所述直角結(jié)構(gòu)的徑向板上。所謂“軸向”、“徑向”，分別指所述兩個(gè)法蘭的軸向、徑向。而且，為了可微調(diào)固定支架5在磁性座一 I上的裝配位置、頂推支架9在磁性座二 2上的裝配位置，固定支架5所述直角結(jié)構(gòu)的軸向板、頂推支架9所述直角結(jié)構(gòu)的軸向板上均設(shè)有與固定螺栓配合的腰形孔。
[0016]本發(fā)明的測(cè)量過(guò)程如下:
見(jiàn)圖1，初始安裝時(shí)通過(guò)磁性座一 I和磁性座二 2的軸向間距的設(shè)定，使頂推支架9的兩個(gè)頂推腳91分別頂推短彈簧片6和長(zhǎng)彈簧片7的懸置端，利用頂推腳91的頂推力確保兩個(gè)彈簧片產(chǎn)生一定的預(yù)彎曲(在彈簧片的線彈性范圍內(nèi)彎曲)，在承壓容器內(nèi)水壓力逐漸增加的過(guò)程中，由于軸向載荷的作用，承壓容器的法蘭密封面逐漸張開(kāi)，磁性座一 I與磁性座二 2之間的距離隨著法蘭密封面的張開(kāi)而增加，從而使得固定支架5與頂推支架9之間的距離逐漸增加，短彈簧片5與長(zhǎng)彈簧片6的彎曲變形則逐漸減小，應(yīng)用外部動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀13和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采集所述兩個(gè)彈簧片固定端的應(yīng)變輸出，根據(jù)懸臂梁的應(yīng)變——撓度關(guān)系函數(shù)，利用所述兩個(gè)彈簧片固定端的應(yīng)變輸出數(shù)據(jù)，即可以得到承壓容器法蘭密封面的張開(kāi)量。由于所述兩個(gè)法蘭固定連接，因此在承壓容器內(nèi)高壓水的軸向載荷作用下，法蘭密封面的張開(kāi)路徑并不是單純的沿法蘭軸向張開(kāi)，而是呈現(xiàn)具有一定張開(kāi)角度的“V”字形張開(kāi)，因此，本發(fā)明進(jìn)一步采用一長(zhǎng)一短兩個(gè)彈簧片進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)長(zhǎng)、短兩個(gè)彈簧片的測(cè)量的位移以及二者的位移差，不僅能夠測(cè)量法蘭密封面在試驗(yàn)壓力下沿法蘭軸向的實(shí)際張開(kāi)量，而且能夠測(cè)量法蘭密封面的張開(kāi)角度。
[0017]本發(fā)明通過(guò)將一長(zhǎng)一短兩個(gè)彈簧片設(shè)置成預(yù)彎曲變形的懸臂形式，通過(guò)測(cè)量在承壓容器內(nèi)高壓水介質(zhì)的軸向載荷的作用下所述兩個(gè)彈簧片的應(yīng)變變化量，并根據(jù)懸臂梁的應(yīng)變和撓度之間的函數(shù)關(guān)系，即能夠?qū)崿F(xiàn)在承壓容器內(nèi)高壓水環(huán)境中對(duì)法蘭密封面的實(shí)際張開(kāi)量的實(shí)時(shí)測(cè)量。
[0018]以上描述是對(duì)本發(fā)明的解釋，不是對(duì)發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見(jiàn)權(quán)利要求，在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。
【權(quán)利要求】
1.法蘭密封面張開(kāi)量的測(cè)量裝置，其特征在于:包括磁性座一(I)及磁性座二(2)，所述兩個(gè)磁性座依靠其磁性分別吸附在承壓容器的法蘭一(3)、法蘭二(4)上的安裝孔的內(nèi)壁面上，法蘭一(3)與法蘭二(4)密封連接；固定支架(5)與磁性座一(I)固接，短彈簧片(6)及長(zhǎng)彈簧片(7)的一端固定裝在固定支架(5)上，短彈簧片(6)及長(zhǎng)彈簧片(7)的另一端懸置，且均沿所述兩個(gè)法蘭的徑向延伸，短彈簧片(6)固定端及長(zhǎng)彈簧片(7)固定端的兩側(cè)均設(shè)有一個(gè)應(yīng)變片(8)，短彈簧片(6)上的兩個(gè)應(yīng)變片(8)及長(zhǎng)彈簧片(7)上的兩個(gè)應(yīng)變片(8)均為半橋連接，且短彈簧片(6)上的兩個(gè)應(yīng)變片(8)及長(zhǎng)彈簧片(7)上的兩個(gè)應(yīng)變片(8)沿所述兩個(gè)法蘭的軸向粘貼；頂推支架(9)固定裝在磁性座二(2)上，頂推支架(9)上設(shè)有沿所述兩個(gè)法蘭軸向凸出的兩個(gè)頂推腳(91)，所述兩個(gè)頂推腳(91)中的一個(gè)與短彈簧片(6)的懸置端抵接，所述兩個(gè)頂推腳(91)中的另一個(gè)與長(zhǎng)彈簧片(7)的懸置端抵接，所述四個(gè)應(yīng)變片(8 )的連接導(dǎo)線(10 )經(jīng)水密接插件(11)引出。
2.按權(quán)利要求1所述的法蘭密封面張開(kāi)量的測(cè)量裝置，其特征在于:所述固定支架(5)帶有直角結(jié)構(gòu)，固定支架(5 )通過(guò)所述直角結(jié)構(gòu)緊貼在磁性座一(I)上，且所述直角結(jié)構(gòu)的軸向板與磁性座一(I)固接，短彈簧片(6)及長(zhǎng)彈簧片(7)的一端均與所述直角結(jié)構(gòu)的徑向板的同一端固接。
3.按權(quán)利要求1或2所述的法蘭密封面張開(kāi)量的測(cè)量裝置，其特征在于:所述頂推支架(9)帶有直角結(jié)構(gòu)，頂推支架(9)通過(guò)所述直角結(jié)構(gòu)緊貼在磁性座二(2)上，且所述直角結(jié)構(gòu)的軸向板與磁性座二(2)固接，兩個(gè)頂推腳(91)設(shè)在所述直角結(jié)構(gòu)的徑向板上。
【文檔編號(hào)】G01B7/02GK103868443SQ201410107762
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】吳國(guó)慶, 王永軍, 沈永春 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所