一種用于外壓容器穩定性實驗的可調式加強圈裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種用于外壓容器穩定性實驗的可調式加強圈裝置，屬于壓力容器【技術領域】。該裝置將圓筒形容器被安裝在支座上，O型圈裝在支座的O型圈溝槽中，用于圓筒形容器的密封；螺釘桿安裝在支座上端面，用螺母固定；插桿插在螺釘桿的內孔中，組成支撐桿；單斜邊扇形板和/或雙斜邊扇形板固定在插桿的上圓柱外側；支撐桿頂端裝有直邊扇形板組成的頂板，定位套筒插在支座和圓環形平板的中心孔里。支座是兩臺階三圓柱形塊體，中心開有圓形通孔；支座上端圓柱體的頂面有螺釘孔，外側有O型圈溝槽；支座下端圓柱體底面中心有一個圓形凹槽。裝置結構簡單，易制造，成本低，加強作用的圓環形平板可重復使用，且安裝與拆卸方便，易推廣。
【專利說明】—種用于外壓容器穩定性實驗的可調式加強圈裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及圓筒形容器內壁受橫向加強圈支撐作用以提高容器外壓穩定性能力的一種可調式支架裝置，用于外壓容器穩定性教學與科研實驗，屬于壓力容器【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，外壓容器穩定性實驗是在圓筒形容器外壁上施加氣體或液體壓力，使其壓力達到某一臨界值時容器筒體突然變形產生褶皺或波紋的一種容器失穩實驗方法。工程上，為了防止容器在一定壓力下發生失穩，在容器筒體上焊接用型鋼做加強圈以提高容器穩定性能力。但實驗所選用的圓筒形容器由于筒體壁厚較薄，若采用焊接方式將加強圈固定在容器筒壁上，會使容器筒壁焊漏，破壞圓筒自身強度及密閉性。
【發明內容】
[0003]為了能夠實現圓筒形容器外壓穩定性增強的實驗效果，本專利發明了一種可調式加強圈裝置。利用該裝置上圓環形平板對容器筒體進行支撐加強，使其容器在承受壓力時會比無支撐的容器壓力要高，以達到圓筒形容器在更高的外壓載荷作用下實現穩定的目的。。其實驗結果容器失穩時的臨界壓力接近理論的預測值，并會形成理論預測的失穩波紋數。
[0004]本發明解決以下問題:
[0005]I)在圓筒形容器上，加強圈無需焊接就可實現提高外壓穩定性的實驗效果。
[0006]2)加強圈可在圓筒形容器有限空間內安裝與拆卸，容器變形后加強圈不會卡在容器內筒里，可以重復利用。
[0007]3)加強圈在容器內筒高度方向上位置可調，支撐間距可變。
[0008]4)通過插桿互相匹配插裝，支撐桿可拆開做調距桿。支撐桿還可抵消容器底部的外壓載荷作用。
[0009]圓筒形容器2是裝在一個實驗容器殼體4里，用密封組件5將圓筒形容器的端口密封住，形成圓筒形容器2內腔和外腔，同時將實驗容器殼體4密封，使圓筒形容器2的筒體與實驗容器殼體4構成一個密封腔室。密封組件5上開有通孔，使圓筒形容器2內腔與大氣相通。實驗時，外部壓力源提供液壓或氣壓向密封腔內加壓形成介質壓力P，介質壓力P作用在圓筒形容器2外壁的軸向和徑向上。當介質壓力P達到一定值時，圓筒形容器2的筒體局部處向內凹陷，形成葉片狀的波紋b，稱之為圓筒形容器失穩。
[0010]本發明是在圓筒形容器2的內腔里加上圓環形平板3，圓環形平板3靠裝在密封組件5上的支撐桿I支撐。當圓環形平板3緊固在圓筒形容器2的內壁上后，圓筒形容器2外壁受到與形成b波紋同等介質壓力P作用時，并沒有發生筒體失穩。只有將介質壓力P再次升高到更大的值后，才會在受兩加強圈支撐間距內的筒體發生這種失穩現象，而且圓筒形容器2失穩后，葉片狀的波紋區域變小，長度變短，波紋數增加，由原來的波紋b變成變小的波紋a。波紋區域長度改變大小，受兩個板間距h的控制，保證圓筒形容器2在b波紋壓力的作用下不發生失穩，提高了圓筒形容器2實驗的外壓穩定性的能力，圓環形平板3起到容器筒體加強的作用。
[0011]本發明提供了一種用于外壓容器穩定性實驗的可調式加強圈裝置，該裝置包括支座、螺釘桿、螺母、插桿、單斜邊扇形板、雙斜邊扇形板、頂板、O型圈及定位套筒。將圓筒形容器被安裝在支座上，O型圈裝在支座的O型圈溝槽中，用于圓筒形容器的密封；螺釘桿安裝在支座上端面，用螺母固定；插桿插在螺釘桿的內孔中，組成支撐桿；單斜邊扇形板和/或雙斜邊扇形板固定在插桿的上圓柱外側；支撐桿頂端裝有直邊扇形板組成的頂板，定位套筒插在支座和圓環形平板的中心孔里。支座是兩臺階三圓柱形塊體，中心開有圓形通孔;支座上端圓柱體的頂面有螺釘孔，外側有O型圈溝槽；支座下端圓柱體底面中心有一個圓形凹槽。
[0012]其中，圓環形平板是分離元件，由至少2個單斜邊扇形板或雙斜邊扇形板組成，其中，單斜扇形板或雙斜邊扇形板有外扇形面和內扇形面兩個扇形面，中心有插孔，扇形板斜邊是角面，用于控制外扇形面的寬度；圓環形平板即是增強外壓容器穩定性的加強圈，被裝在插桿上，可反復利用。
[0013]支撐桿是分離元件，是由I個螺釘桿和2個以上插桿組成；插桿有定位柱和定位孔，插桿的定位柱插入插桿的定位孔中彼此連接，組成長插桿。
[0014]單斜邊扇形板和雙斜邊扇形板的材料是亞克力、塑料或金屬材料；其他零件均為金屬材料。
[0015]本發明關鍵部件為扇形板拼裝后的圓環形平板和支撐桿組裝部件，它是由插桿、螺釘桿和扇形板組成，相鄰兩個插桿間通過定位柱和定位孔連接，定位柱插入定位孔中。
[0016]本發明的有益效果是:外壓容器穩定性實驗內容由單一的失穩現象實驗拓展到可變支撐間距失穩實驗和穩定性加強設計實驗。裝置結構簡單，易制造，成本低，加強作用的圓環形平板可重復使用，且安裝與拆卸方便，易推廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明裝置工作原理的示意圖。
[0018]圖2是本發明實施例的縱剖面構造圖。
[0019]圖3 (a)是扇形板示意圖。
[0020]圖3 ( b )是扇形板橫截面剖視圖。
[0021]圖3 (C)是拼裝后圓環形平板不意圖。
[0022]圖4是插桿示意圖。
[0023]圖5是支座示意圖。
[0024]圖中:1支撐桿；2圓筒形容器；3圓環形平板加強圈；4實驗容器殼體；
[0025]5密封組件；6頂板；7單斜邊扇形板；8插桿；9圓筒形容器；
[0026]10雙斜邊扇形板；11定位套筒；12螺釘桿；13螺母；140型圈；15支座；
[0027]16外扇形面；17插孔；18平板斜邊；19定扇形面；20安裝接觸面；
[0028]21圓環形平板；22上圓柱；23定位孔；24定位柱；25螺釘孔；260型圈溝槽；
[0029]27圓形凹槽；a變小的波紋；b原來的波紋；p介質壓力；h兩個板間距。【具體實施方式】
[0030]本發明是用于圓筒形容器可以形成雙層失穩波形實驗效果的一種加強圈裝置實例。
[0031]選擇圓筒形容器一端為平封頭，另一端為敞開口，根據容器筒體的長度和筒深，確定螺釘桿、插桿和扇形板組裝后的支架安裝高度。支架支撐桿總高度是圓筒形容器筒深減去容器密封口長度和支座端面與O型圈之間的間距。
[0032]該裝置包括支座15、螺釘桿12、螺母13、插桿8、單斜邊扇形板7、雙斜邊扇形板
10、頂板6、0型圈14、定位套筒11和由4根支撐桿和3層圓環形平板組成的支架。每根支撐桿由I個螺釘桿和5個插桿組成，每層圓環形平板4塊單斜邊扇形板或雙斜邊扇形板組成。
[0033]將各零件經機械加工成型后進行安裝，安裝順序為:①先將4個螺釘桿上螺紋柱分別旋上4個螺母，再將帶螺母的4個螺釘桿分別旋入到支座上端圓柱體的頂面4個螺釘孔內，用螺母擰緊固定。②然后把4塊單斜邊扇形板分別插入每個螺釘桿的圓柱上，由4塊單斜邊扇形板組成第一層圓環形平板。再把4個插桿的定位柱插入螺釘桿上端孔內，插桿的上端再插入另一個插桿，每個插桿的定位柱都可任意插入到另外一個插桿的定位孔里。
③兩層插桿安裝好后，插入4塊雙斜邊扇形板組成的第二層圓環形平板，再插入兩層插桿。
④隨后再插入4塊單斜邊扇形板組成的第三層圓環形平板，在圓環形平板上面分別插入一層插桿和一層頂板，頂板由4塊直邊扇形板組成。⑤支架裝好后，將圓筒形容器開口端從支架上的頂板垂直插入，并沿圓環形平板外徑壓入到支座上端圓柱體上，使支座上端O型圈嵌入到圓筒形容器內筒里，以保證容器密封。⑥將安裝好圓筒形容器支架裝置翻轉，讓裝置上的支座底部朝上，將定位套筒穿過支座和圓環形平板中心孔進行平板支撐與定位，以保證扇形板的外扇形面與圓筒形容器內壁上緊密接觸。
[0034]圓筒形容器安裝到位后支架裝置上圓環形平板與與圓筒形容器內壁上緊密接觸，對容器筒體起支撐加強作用。支架裝置上圓環形平板由四塊組成，當容器筒體失穩后圓環形平板會因筒體變形卡在筒體內腔里，分塊平板在插桿卸掉后，容易松動，便于取出，可再利用。支架裝置上支撐桿可以分離，拆開時，用螺頭從支座底部中心孔將定位套筒旋入拔出。用一根圓棒工具插入到支座底部中心孔內，用力敲擊圓筒形容器平封頭，使容器和支撐桿與支座和螺釘桿脫開，分別取出插桿和扇形板。支架裝置上支撐桿和頂板與容器平封頭相接觸，目的是將作用于容器平封頭的軸向壓力抵消掉。支架裝置上的支座有一個中心孔是與大氣相通，能夠保證圓筒形容器筒體在升壓過程中，筒體外壁承受液壓力，筒體內壁承受大氣壓。
[0035]關鍵部位:螺釘桿與插桿是分離元件；圓環形平板是分離元件；支撐桿是分離元件；定位套筒支撐圓環形平板。
[0036]這種組裝方式采用兩個等間距圓環形平板，實驗效果會形成雙層失穩波紋。
【權利要求】
1.一種用于外壓容器穩定性實驗的可調式加強圈裝置，其特征在于，該裝置包括支座、螺釘桿、螺母、插桿、單斜邊扇形板、雙斜邊扇形板、頂板、O型圈及定位套筒； 將圓筒形容器被安裝在支座上，O型圈裝在支座的O型圈溝槽中，用于圓筒形容器的密封；螺釘桿安裝在支座上端面，用螺母固定；插桿插在螺釘桿的內孔中，組成支撐桿；單斜邊扇形板和/或雙斜邊扇形板固定在插桿的上圓柱外側；支撐桿頂端裝有直邊扇形板組成的頂板，定位套筒插在支座和圓環形平板的中心孔里； 支座是兩臺階三圓柱形塊體，中心開有圓形通孔；支座上端圓柱體的頂面有螺釘孔，夕卜側有O型圈溝槽；支座下端圓柱體底面中心有一個圓形凹槽。
2.根據權利要求1所述的可調式加強圈裝置，其特征在于，所述的圓環形平板是分離元件，由至少2個單斜邊扇形板或雙斜邊扇形板組成，其中，單斜扇形板或雙斜邊扇形板有外扇形面和內扇形面兩個扇形面，中心有插孔，扇形板斜邊是角面，用于控制外扇形面的寬度；圓環形平板即是增強外壓容器穩定性的加強圈，被裝在插桿上，可反復利用。
3.根據權利要求1或2所述的可調式加強圈裝置，其特征在于，所述的支撐桿是分離元件，是由I個螺釘桿和2個以上插桿組成；插桿有定位柱和定位孔,插桿的定位柱插入插桿的定位孔中彼此連接,組成長插桿。
4.根據權利要求1或2所述的可調式加強圈裝置，其特征在于，所述的單斜邊扇形板和雙斜邊扇形板的材料是亞克力、塑料或金屬材料。
5.根據權利要求3所述的可調式加強圈裝置，其特征在于，所述的單斜邊扇形板和雙斜邊扇形板的材料是亞克力、塑料或金屬材料。
【文檔編號】G01M99/00GK103759100SQ201410065022
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】徐巧蓮, 王澤武, 胡大鵬 申請人:大連理工大學
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