本發(fā)明涉及于金屬材料在高溫高壓環(huán)境中試驗(yàn)研究，具體地，涉及一種高壓釜軸向加載壓力平衡裝置。

背景技術(shù)：

1、金屬材料在高溫高壓環(huán)境中的力學(xué)化學(xué)交互作用開裂(如應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞)是很多領(lǐng)域面臨的重要問題。典型的如核電站循環(huán)回路及蒸汽發(fā)生器傳熱管、火電站鍋爐水、冷壁、汽輪機(jī)金屬部件、石油化工工業(yè)的壓力容器等，都經(jīng)常因材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕或腐蝕疲勞而導(dǎo)致安全事故，所以，在實(shí)驗(yàn)室中利用高壓釜模擬高溫高壓環(huán)境來(lái)研究金屬材料的力學(xué)化學(xué)交互作用問題具有重要意義。

2、而傳統(tǒng)的力傳感器無(wú)法安裝在試驗(yàn)用高壓釜內(nèi)，現(xiàn)有技術(shù)中加載機(jī)的載荷通過加載軸傳遞到高壓釜的內(nèi)部，試樣所承受的載荷值通過高壓釜外部的力傳感器測(cè)量。然而，此時(shí)力傳感測(cè)量值并非加載到試樣上的實(shí)際載荷，要想得到加載在試樣上的實(shí)際載荷，還需要去除高壓釜內(nèi)壓作用在加載軸上的靜力。在實(shí)際進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)試樣尺寸較小，或者材料強(qiáng)度較低，或者高壓釜壓力較高時(shí)，高壓釜內(nèi)壓對(duì)加載軸施加的載荷會(huì)較大，嚴(yán)重影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3、相關(guān)技術(shù)中提出了一種在加載軸的外端設(shè)置平衡筒的技術(shù)方案，通過將高壓釜內(nèi)的氣體引入平衡筒內(nèi)的方式實(shí)現(xiàn)加載軸兩端的壓力抵消，進(jìn)而解決高壓釜內(nèi)壓力所產(chǎn)生的有害力，但是，平衡筒的設(shè)置會(huì)增加加載裝置的軸向長(zhǎng)度，導(dǎo)致高壓釜位置的增高，給操作員在安裝試樣和鎖緊高壓釜時(shí)帶來(lái)不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷及不足，提出一種高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，該高壓釜軸向加載壓力平衡裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高壓釜軸向加載壓力平衡，保證了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，且不會(huì)增加加載裝置的軸向長(zhǎng)度，進(jìn)而無(wú)需改變高壓釜位置的高度，方便操作員安裝試樣和鎖緊高壓釜。

2、本發(fā)明實(shí)施例的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置包括加載軸和平衡筒，所述加載軸穿設(shè)在高壓釜蓋上，所述平衡筒套設(shè)在所述加載軸上并位于所述高壓釜蓋的外側(cè)，所述平衡套筒與所述加載軸密封連接并與所述加載軸構(gòu)成環(huán)形腔，所述加載軸的外周面上設(shè)有沿所述加載軸的徑向凸出的環(huán)形活塞，所述環(huán)形活塞與所述平衡筒的內(nèi)周面密封接觸并將所述環(huán)形腔分隔成大氣室和壓力室，所述大氣室位于所述環(huán)形活塞朝向所述高壓釜蓋的一側(cè)并具有第一氣孔，所述壓力室位于所述環(huán)形活塞背離所述高壓釜蓋的一側(cè)并具有第二氣孔，所述第一氣孔連通外界，所述第二氣孔與高壓釜內(nèi)部空間連通，所述環(huán)形活塞的外徑為所述加載軸的直徑的倍。

3、本發(fā)明實(shí)施例的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，平衡筒套設(shè)在加載軸上并位于高壓釜蓋的外側(cè)，平衡套筒與加載軸密封連接并與加載軸構(gòu)成環(huán)形腔，加載軸的外周面上設(shè)有沿加載軸的徑向凸出的環(huán)形活塞，環(huán)形活塞與平衡筒的內(nèi)周面密封接觸并將環(huán)形腔分隔成大氣室和壓力室，大氣室位于環(huán)形活塞朝向高壓釜蓋的一側(cè)并具有第一氣孔，壓力室位于環(huán)形活塞背離高壓釜蓋的一側(cè)并具有第二氣孔，第一氣孔連通外界，第二氣孔與高壓釜內(nèi)部空間連通，環(huán)形活塞的外徑為加載軸的直徑的倍，由此，加載軸受到的來(lái)自壓力室的力與高壓釜內(nèi)環(huán)境對(duì)加載軸的壓力大小相等、方向相反，實(shí)現(xiàn)了高壓釜軸向加載壓力平衡，保證了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，且由于平衡筒是套設(shè)在加載軸上的，不會(huì)增加加載裝置的軸向長(zhǎng)度，進(jìn)而無(wú)需改變高壓釜位置的高度，方便操作員安裝試樣和鎖緊高壓釜。

4、在一些實(shí)施例中，所述高壓釜軸向加載壓力平衡裝置還包括軸套，所述軸套套設(shè)在所述加載軸上并與所述加載軸密封連接，所述軸套的一端與所述高壓釜蓋密封連接，另一端與所述平衡筒密封連接。

5、在一些實(shí)施例中，所述高壓釜蓋朝向所述平衡筒的端面具有沿所述加載軸的周向延伸的環(huán)形槽，所述軸套與所述高壓釜蓋的連接段配合在所述環(huán)形槽內(nèi)并與所述環(huán)形槽的內(nèi)壁緊密貼合，所述平衡筒朝向所述高壓釜蓋的一端套設(shè)在所述軸套遠(yuǎn)離所述高壓釜蓋的一端。

6、在一些實(shí)施例中，所述軸套與所述高壓釜蓋螺紋配合，和/或，所述軸套與所述平衡筒螺紋配合。

7、在一些實(shí)施例中，所述軸套的內(nèi)周面具有沿所述加載軸的周向延伸的凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有密封件；和/或，所述環(huán)形活塞的外周面設(shè)有延其軸向延伸的凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有密封件；和/或，所述平衡筒背離所述高壓釜蓋的端壁的內(nèi)周面上設(shè)有沿所述加載軸的周向延伸的凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有密封件。

8、在一些實(shí)施例中，所述密封件包括l型增強(qiáng)石墨盤根和金屬橡膠密封圈，所述l型增強(qiáng)石墨盤根與凹槽的槽壁圍成的容納腔內(nèi)，所述金屬橡膠密封圈位于所述容納腔內(nèi)。

9、在一些實(shí)施例中，所述金屬橡膠密封圈包括橡膠內(nèi)塞和外金屬圈，所述外金屬圈包覆在所述橡膠內(nèi)塞的外周并具有缺口。

10、在一些實(shí)施例中，所述缺口位于所述橡膠內(nèi)塞朝向所述高壓釜蓋的一側(cè)。

11、在一些實(shí)施例中，所述第一氣孔位于所述平衡筒朝向所述高壓釜蓋的端壁上，所述第二氣孔位于所述平衡筒的側(cè)壁上。

12、在一些實(shí)施例中，所述第二氣孔鄰近所述平衡筒背離所述高壓釜蓋的端壁設(shè)置。

技術(shù)特征：

1.一種高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，其特征在于，包括加載軸和平衡筒，所述加載軸穿設(shè)在高壓釜蓋上，所述平衡筒套設(shè)在所述加載軸上并位于所述高壓釜蓋的外側(cè)，所述平衡套筒與所述加載軸密封連接并與所述加載軸構(gòu)成環(huán)形腔，所述加載軸的外周面上設(shè)有沿所述加載軸的徑向凸出的環(huán)形活塞，所述環(huán)形活塞與所述平衡筒的內(nèi)周面密封接觸并將所述環(huán)形腔分隔成大氣室和壓力室，所述大氣室位于所述環(huán)形活塞朝向所述高壓釜蓋的一側(cè)并具有第一氣孔，所述壓力室位于所述環(huán)形活塞背離所述高壓釜蓋的一側(cè)并具有第二氣孔，所述第一氣孔連通外界，所述第二氣孔與高壓釜內(nèi)部空間連通，所述環(huán)形活塞的外徑為所述加載軸的直徑的倍。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，其特征在于，還包括軸套，所述軸套套設(shè)在所述加載軸上并與所述加載軸密封連接，所述軸套的一端與所述高壓釜蓋密封連接，另一端與所述平衡筒密封連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，其特征在于，所述高壓釜蓋朝向所述平衡筒的端面具有沿所述加載軸的周向延伸的環(huán)形槽，所述軸套與所述高壓釜蓋的連接段配合在所述環(huán)形槽內(nèi)并與所述環(huán)形槽的內(nèi)壁緊密貼合，所述平衡筒朝向所述高壓釜蓋的一端套設(shè)在所述軸套遠(yuǎn)離所述高壓釜蓋的一端。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，其特征在于，所述軸套與所述高壓釜蓋螺紋配合，和/或，所述軸套與所述平衡筒螺紋配合。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，其特征在于，所述軸套的內(nèi)周面具有沿所述加載軸的周向延伸的凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有密封件；和/或，所述環(huán)形活塞的外周面設(shè)有延其軸向延伸的凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有密封件；和/或，所述平衡筒背離所述高壓釜蓋的端壁的內(nèi)周面上設(shè)有沿所述加載軸的周向延伸的凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有密封件。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，其特征在于，所述密封件包括l型增強(qiáng)石墨盤根和金屬橡膠密封圈，所述l型增強(qiáng)石墨盤根與凹槽的槽壁圍成的容納腔內(nèi)，所述金屬橡膠密封圈位于所述容納腔內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，其特征在于，所述金屬橡膠密封圈包括橡膠內(nèi)塞和外金屬圈，所述外金屬圈包覆在所述橡膠內(nèi)塞的外周并具有缺口。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，其特征在于，所述缺口位于所述橡膠內(nèi)塞朝向所述高壓釜蓋的一側(cè)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，其特征在于，所述第一氣孔位于所述平衡筒朝向所述高壓釜蓋的端壁上，所述第二氣孔位于所述平衡筒的側(cè)壁上。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，其特征在于，所述第二氣孔鄰近所述平衡筒背離所述高壓釜蓋的端壁設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高壓釜軸向加載壓力平衡裝置，所述高壓釜軸向加載壓力平衡裝置包括加載軸和平衡筒，加載軸穿設(shè)在高壓釜蓋上，平衡筒套設(shè)在加載軸上并與加載軸構(gòu)成環(huán)形腔，加載軸的外周面上設(shè)有沿加載軸的徑向凸出的環(huán)形活塞，環(huán)形活塞將環(huán)形腔分隔成大氣室和壓力室，大氣室位于環(huán)形活塞朝向高壓釜蓋的一側(cè)并具有第一氣孔，壓力室位于環(huán)形活塞背離高壓釜蓋的一側(cè)并具有第二氣孔，第一氣孔連通外界，第二氣孔與高壓釜內(nèi)部空間連通，環(huán)形活塞的外徑為加載軸的直徑的倍。本發(fā)明的高壓釜軸向加載壓力平衡裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高壓釜軸向加載壓力平衡，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，且不會(huì)增加加載裝置的軸向長(zhǎng)度，方便操作員安裝試樣和鎖緊高壓釜。

技術(shù)研發(fā)人員：汪峰,肖嘉,徐博,陳冉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10