[发明专利]一种管材端部夹持密封夹具

说明书

技术领域

本发明涉及一种夹持密封夹具，具体涉及一种用于管材拉-胀测试实验的管材端部夹持密封结构。

背景技术

拉-胀实验是测试管材性能的一种方法，在管材拉-胀测试实验中管材端部既要夹持以施加轴向力，又要保证密封以施加内压。因此，管材端部的夹持和密封是实现管材拉-胀测试实验的关键，二者相互关联，直接影响管材拉-胀测试实验的准确性。常用的夹持方式有两种：一是在管端内部放入一个比管材内径略小的芯棒作为内部支撑，然后在有芯棒支撑的管材外部用一对半圆形或V形夹具夹紧。但是这种夹持方式能够提供的夹紧力较小，当轴向力较大时夹紧部分容易滑脱导致实验失败，而且实验完成后芯棒很难取出。二是将管材端部压扁形成两个较大的相互平行的平面，然后在管端压扁部分内部放入合适大小的垫块作为内部支撑，最后通过一对平板式夹具夹持管材端部压扁形成的两个平面。但是管端压扁后几何形状的改变会影响实验过程中管材的受力状态，进而影响实验测试结果。常用的密封方式也有两种：一是在管材内部放入带有O型圈的芯轴，芯轴直径稍小于管材内径以芯轴可以在管材内自由移动为宜，芯轴上有2～3个O型圈槽，使用时O型圈紧贴管材内壁和芯轴槽底保证有效密封。这种密封方法简单有效并且对管材性能没有影响，但是实际操作时需要在O型圈对应的管材外部施加约束，以防止因管材胀形造成密封失效。二是在管材两端口部各焊接一个与管材直径相当的封头，从而保证管材的密封。但是焊接时产生的热会对原始管材材力学性能产生一定程度的影响，而且焊缝中可能存在缺陷，增加胀形实验过程中发生泄露的机率。但是，上述方法中夹持和密封是相互独立的装置，使用时两者相互影响，很难保证实验的顺利进行。为此，需要一种管材端部夹持密封夹具解决管材拉-胀测试实验中管材端部夹持和密封不能有效结合的问题。

发明内容

本发明是为解决现有管材拉-胀测试实验夹持和密封相互独立，使用时两者相互影响，很难保证实验的顺利进行，管材夹持和密封不能有效结合，以及影响管材性能实验准确性的问题，进而提出一种管材端部夹持密封夹具。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种管材端部夹持密封夹具包括芯轴、密封圈、楔形块、托板、旋拧件、弹性元件、外卡圈、N个楔形内爪、N个楔形外爪和N个顶杆；其中N为正整数，且8≥N≥3；芯轴为具有充液通道的芯轴，芯轴的一端为二台阶式结构，芯轴的另一端加工有与充液通道贯通的充液口；芯轴的中间段加工有外螺纹；

旋拧件与芯轴的中间段螺纹连接，芯轴上套装有外卡圈，外卡圈与芯轴之间布置有楔形块、N个楔形内爪和N个楔形外爪；楔形块插装在芯轴上，N个楔形内爪和N个楔形外爪分别沿芯轴的周向设置，且楔形内爪和楔形外爪错位布置，N个楔形内爪和N个楔形外爪之间构成一个环形空隙，环形空隙用于插装管材，楔形块的大端底面与芯轴的一阶台面之间安装有密封圈，楔形内爪与楔形块相接触的两个面均为圆弧面，楔形外爪与外卡圈相接触的两个面均为圆弧面；旋拧件与外卡圈之间的芯轴上套装有托板和弹性元件，外卡圈上插装有与楔形外爪一一对应设置的顶杆，顶杆的上端与托板连接，顶杆的下端与楔形外爪的大端底面连接，弹性元件顶靠在托板和外卡圈上。

一种管材端部夹持密封夹具包括芯轴、密封圈、托板、旋拧件、弹性元件、外卡圈、N个楔形内爪、N个楔形外爪和N个顶杆；其中N为正整数，且8≥N≥3；芯轴为具有充液通道的芯轴，芯轴的一端为锥形结构，芯轴的另一端加工有与充液通道贯通的充液口；芯轴的中间段加工有外螺纹；

旋拧件与芯轴的中间段螺纹连接，芯轴上套装有外卡圈，外卡圈内腔与芯轴锥形结构之间布置有N个楔形内爪和N个楔形外爪；N个楔形内爪和N个楔形外爪分别沿芯轴的周向设置，且楔形内爪和楔形外爪错位布置，N个楔形内爪和N个楔形外爪之间构成一个环形空隙，环形空隙用于插装管材，楔形内爪与芯轴锥形结构外弧面相接触的面为圆弧面，楔形外爪与外卡圈相接触的两个面均为圆弧面；芯轴的锥形结构延伸有工形连接部，工形连接部的凹槽内安装有密封圈；旋拧件与外卡圈之间的芯轴上套装有托板和弹性元件，外卡圈上插装有与楔形外爪一一对应设置的顶杆，顶杆的上端与托板连接，顶杆的下端与楔形外爪的大端底面连接，弹性元件顶靠在托板和外卡圈上。