一种膨胀节的失效试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种膨胀节的失效试验装置，包括：左管道和右管道、与左管道连接的管道左法兰、与右管道连接的管道右法兰以及通过螺栓和垫片连接在管道左法兰和管道右法兰之间的膨胀节，其中，所述左管道和右管道的非连接端均封闭并在内部形成密封腔，密封腔的内部设有加热机构；所述密封腔的外部设有高压储气罐，高压储气罐通过管道依次连接平衡阀和流量计并最终与密封腔连通。本发明专利技术膨胀节的失效试验装置结构简单、操作方便，既能检测膨胀节连接系统是否存在泄漏现象，又能精确地计算出膨胀节连接系统的泄漏率。

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀节的失效试验装置
本专利技术涉及一种膨胀节的失效试验装置。
技术介绍
膨胀节是为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力，而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。利用膨胀节工作主体的有效伸缩变形，以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移，也可用于降噪减振。已广泛应用与环保、化工、冶金等领域。在环保领域中，为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置膨胀节，以补偿管道的热伸长，从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。现有的膨胀节大多采用单一材料制造，抗高温效果差，使用寿命短。某些老式膨胀节还存在漏气等缺陷，对巡视人员和周围环境存在巨大安全隐患。为了提高膨胀节连接系统的紧密性，需要得到膨胀节连接系统在高温下的泄漏率数据，因此需要设计专门的装置测试高温下膨胀节连接系统的泄漏率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种膨胀节的失效试验装置及装置的试验方法，膨胀节包括左接套筒和右接套筒可拆卸连接，便于膨胀节进行安装和清理，膨胀节的失效试验装置结构简单、操作方便，既能检测膨胀节连接系统是否存在泄漏现象，又能精确地计算出膨胀节连接系统的泄漏率。为了实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种膨胀节的失效试验装置，包括左管道和右管道、与左管道连接的管道左法兰、与右管道连接的管道右法兰以及通过螺栓和垫片连接在管道左法兰和管道右法兰之间的膨胀节，其中，所述左管道和右管道的非连接端均封闭并在内部形成密封腔，密封腔的内部设有加热机构；所述密封腔的外部设有高压储气罐，高压储气罐通过管道依次连接平衡阀和流量计并最终与密封腔连通，所述试验装置还包括用于测量密封腔内部温度和压力的传感器；所述膨胀节包括膨胀节本体和安装在膨胀节两端的连接法兰，膨胀节的左法兰和管道左法兰之间的螺栓上、以及膨胀节的右法兰和管道右法兰之间的螺栓上均连接有用于测量螺栓伸长量的直线位移传感器，所述垫片上连接有用于测量垫片压缩量的直线位移传感器，所述膨胀节的左法兰和管道左法兰之间、以及膨胀节的右法兰和管道右法兰之间配合连接有用于测量法兰转角的角位移传感器。所述的直线位移传感器为LVDT，所述角位移传感器为RVDT。所述高压储气罐与平衡阀之间的管路上设有缓冲罐，所述缓冲罐上设有压力表和温度传感器。所述缓冲罐上还设有调压阀和泄压阀。所述流量计与密封腔之间的管路上设有换热器。所述换热器为套管式换热器，所述套管式换热器由水箱提供冷却源。本专利技术膨胀节的失效试验装置的有益效果是：第一、本专利技术一种膨胀节，安装方便，结构紧凑，左接套筒和右接套筒由耐热材料制成，提高了设备的耐高温性，膨胀节外部设有膨胀管，并填充耐热物质，提高了膨胀节的安全性和使用寿命。第二、工作时，高压储气罐向密封腔内输送气体，通过加热机构加热密封腔内的气体并实时监测密封腔内气体的温度和压力值，当达到待测温度时，保持待测温度并保压足够的时间，此时，若高压储气罐与密封腔内的气体满足气态平衡方程，表现为密封腔内气体的压力值不变，则没有发生泄漏，若高压储气罐与密封腔内的气体不满足气态平衡方程，表现为密封腔内气体的压力值变小，则发生泄漏；气体从密封腔泄漏会影响密封腔的压力，通过平衡阀调节管道两侧的压力，密封腔内泄露多少气体就会从高压储气罐里补充多少气体，通过流量计检测气体的体积变化量，通过体积变化量得到体积变化率，通过体积变化率表示泄漏率，即可精确求得泄露率。该装置结构简单、操作方便，既能检测螺栓法兰连接系统是否存在泄漏现象，又能精确计算出不同压力和温度条件下的泄漏率，对于提高膨胀阀连接系统的紧密性研究具有参考意义。第三、通过传感器监测不同压力和温度条件下螺栓的伸长量、垫片压缩量和法兰的转角，可以求得螺栓的预紧力和垫片的应力等数据，为螺栓、垫片和法兰优化和改进提供了数据支持。第四、高压储气罐内压力较大，如果直接接入平衡阀会对平衡阀造成损伤，影响工作寿命，因此在高压储气罐与平衡阀之间的管路上设有缓冲罐可以起到缓冲作用，同时压力表和温度传感器可以实时检测缓冲罐内的温度和压力。第五、缓冲罐上设置调压阀用于调节缓冲罐内的压力，进一步保证平衡阀的安全工作。第六、由于密封腔内的高温气体会影响流量计的测量，因此在流量计与密封腔之间的管路上设置的换热可以起到换热降温的作用，保证了流量计的测量精度。附图说明图1是本专利技术试验装置的结构示意图；图2是本专利技术中直线位移传感器和角位移传感器的安装示意图。图中：1-高压储气罐；2-阀门；3-压力表；4-泄压阀；5-缓冲罐；6-调压阀；7-温度传感器；8-微压平衡阀；9-微量体积流量计；10-套管式换热器；11-水箱；12-温度控制箱；13-盲板；14-左管道；15-右管道；16-垫片；17-密封腔；18-加热电阻；20-用于测量密封腔内部温度和压力的传感器；24-螺栓；25-直线位移传感器；26-手动开关；27-角位移传感器；A-数据采集系统。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1和图2所示，一种膨胀节的失效试验装置，包括左管道和右管道、与左管道连接的管道左法兰、与右管道连接的管道右法兰以及通过螺栓和垫片连接在管道左法兰和管道右法兰之间的膨胀节，其中，所述左管道和右管道的非连接端均封闭并在内部形成密封腔，密封腔的内部设有加热机构；所述密封腔的外部设有高压储气罐，高压储气罐通过管道依次连接平衡阀和流量计并最终与密封腔连通，所述试验装置还包括用于测量密封腔内部温度和压力的传感器；所述膨胀节包括膨胀节本体和安装在膨胀节两端的连接法兰，膨胀节的左法兰和管道左法兰之间的螺栓上、以及膨胀节的右法兰和管道右法兰之间的螺栓上均连接有用于测量螺栓伸长量的直线位移传感器，所述垫片上连接有用于测量垫片压缩量的直线位移传感器，所述膨胀节的左法兰和管道左法兰之间、以及膨胀节的右法兰和管道右法兰之间配合连接有用于测量法兰转角的角位移传感器。该装置结构简单、操作方便，既能检测膨胀阀连接系统是否存在泄漏现象，又能精确计算出不同压力和温度条件下的泄漏率，对于提高膨胀阀连接系统的紧密性研究具有参考意义。如图1所示，在本实施例中，所述螺栓上连接有用于测量螺栓伸长量的直线位移传感器25，所述垫片16上连接有用于测量垫片16压缩量的直线位移传感器，所述膨胀节左法兰和管道左法兰之间、以及膨胀节右法兰和管道右法兰之间配合连接有用于测量法兰转角的角位移传感器27。由于LVDT(线性可变差动变压器)和RVDT(旋转可变差动变压器)使用寿命长，精度高适用于测量微小的变形，所以在本实施例中，直线位移传感器采用LVDT，角位移传感器27采用RVDT。通过直线位移传感器25(LVDT)可以测得在相应温度和压力下螺栓的伸长量，然后通过公式计算可以获得螺栓的应变量和预紧力、以及在相应温度和压力下垫片16的压缩量，然后通过公式计算出垫片16的压紧应力和残余压紧应力，最后通过相应的公式(压缩回弹曲线表达式)可以求得垫片16在该温度下的应力，RVDT记录了在相应温度和压力下法兰的转角，LVDT和RVDT为螺栓、垫片16和法兰优化和改进提供了数据支持。如图1所示，作为本专利技术技术方案的一个优选实施例，在本实施例中，所述高压储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膨胀节的失效试验装置，其特征在于，包括左管道和右管道、与左管道连接的管道左法兰、与右管道连接的管道右法兰以及通过螺栓和垫片连接在管道左法兰和管道右法兰之间的膨胀节，其中，所述左管道和右管道的非连接端均封闭并在内部形成密封腔，密封腔的内部设有加热机构；所述密封腔的外部设有高压储气罐，高压储气罐通过管道依次连接平衡阀和流量计并最终与密封腔连通，所述试验装置还包括用于测量密封腔内部温度和压力的传感器；所述膨胀节包括膨胀节本体和安装在膨胀节两端的连接法兰，膨胀节的左法兰和管道左法兰之间的螺栓上、以及膨胀节的右法兰和管道右法兰之间的螺栓上均连接有用于测量螺栓伸长量的直线位移传感器，所述垫片上连接有用于测量垫片压缩量的直线位移传感器，所述膨胀节的左法兰和管道左法兰之间、以及膨胀节的右法兰和管道右法兰之间配合连接有用于测量法兰转角的角位移传感器。

【技术特征摘要】
1.一种膨胀节的失效试验装置，其特征在于，包括左管道和右管道、与左管道连接的管道左法兰、与右管道连接的管道右法兰以及通过螺栓和垫片连接在管道左法兰和管道右法兰之间的膨胀节，其中，所述左管道和右管道的非连接端均封闭并在内部形成密封腔，密封腔的内部设有加热机构；所述密封腔的外部设有高压储气罐，高压储气罐通过管道依次连接平衡阀和流量计并最终与密封腔连通，所述试验装置还包括用于测量密封腔内部温度和压力的传感器；所述膨胀节包括膨胀节本体和安装在膨胀节两端的连接法兰，膨胀节的左法兰和管道左法兰之间的螺栓上、以及膨胀节的右法兰和管道右法兰之间的螺栓上均连接有用于测量螺栓伸长量的直线位移传感器，所述垫片上连接有用于测量垫片压缩量的直线位移传感器，所述膨胀节...

【专利技术属性】
技术研发人员：王铮，
申请(专利权)人：无锡市永兴金属软管有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32