[发明专利]一种适用于高温高压环境下的力测量装置

说明书

本发明公开了一种适用于高温高压环境下的力测量装置，其中避免了现有技术中拉伸轴与高压釜采用动密封连接方式，从而不需要考虑密封圈的动摩擦力，使得摩擦副的摩擦力可直接通过力传感器测量获得，测量数据更精准可靠；同时，该力测量装置中通过采用市场上可采购的适用于常温高压环境的水下力传感器直接测力，克服了因没有适用于高温高压环境下力传感器而带来的测量数据不准确的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种适用于高温高压环境下的力测量装置。

背景技术

摩擦性能是材料的基本性质之一，某种材料的摩擦性能可以通过材料的静、动摩擦系数来表征，其中，静摩擦系数定义为静摩擦力与法向力之比（静摩擦力是两接触表面在相对移动开始时的最大阻力）。在实际工程设计和评估中，摩擦系数是部件结构稳定性计算的关键参数之一，尤其是静摩擦系数，是判断部件从稳定到失稳的关键参数，需要通过试验获得。

目前，ASTM等国际通用行业标准中仅对一些非常简单的摩擦副种类、接触形式、环境条件的组合情况规范了试验方法，而对于实际工程中存在的较为复杂的摩擦副种类、接触形式、环境条件的组合情况没有规范相应的试验方法。因此，目前无论是设计阶段还是运行评估阶段，摩擦副之间静摩擦系数的取值通常仅参考机械手册中的类似情况，而机械手册中的参考值往往与工程实际部件的摩擦副种类、接触形式、环境条件等情况不符，这样会出现设计或评估安全系数过大或过小的现象，对于工业生产的经济性、安全性是不利的。尤其是对于服役在高温高压密闭容器环境中部件而言，由于高温高压水（或蒸汽）环境中载荷传感器和位移传感器的限制使用，其静摩擦系数测量更是困难。

现有技术中，为了能够获取高温高压水或蒸汽环境下部件之间的静摩擦系数，通常都是将试样置于高温高压密闭容器中进行试验，然而，目前市场上几乎没有适用于该类环境条件下的力传感器来直接测量试样的摩擦力，因而目前的静摩擦系数都是通过间接测量并加以计算获得的。在上述计算获取静摩擦系数的过程中，必须要考虑到试验装置中密封元件的摩擦力，而该摩擦力并不是一个稳定的数值，其波动比较大且无规律，因而这样测量计算得到的静摩擦系数值并不够准确。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种适用于高温高压环境下的力测量装置，其中摩擦力可直接测量获取，测量非常的方便。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种适用于高温高压环境下的力测量装置，其中，高压容器的内腔为高温高压环境腔，所述力测量装置包括：

连接套，其一端部用于与所述高压容器相固定且密封连接，所述连接套上具有沿轴向贯穿且与所述高温高压环境腔相连通的第一通孔；

安装套，其固设于所述连接套的另一端部上，所述安装套上具有封闭的收容腔，所述的收容腔与所述第一通孔相连通；

力输出轴，所述力输出轴的输出端穿设在所述安装套的所述收容腔中；

力传感器，所述力传感器为适用于常温高压环境的水下测力传感器，所述力传感器连接在所述力输出轴的输出端上并位于所述收容腔中；

拉伸轴，所述拉伸轴的轴心线与所述力输出轴的轴心线相平行或重合，所述拉伸轴的一端固定地连接在所述力传感器上，所述拉伸轴的另一端穿过所述第一通孔并伸入所述高压容器的所述高温高压环境腔中；

冷却水套，其套设在所述连接套上，所述冷却水套与连接套之间形成冷却水腔，所述冷却水套上还具有与所述冷却水腔相连通的进水通道与出水通道。

优选地，所述安装套上具有用于与所述连接套相固定连接的接头部，所述接头部上开设有可供所述拉伸轴沿轴向对应穿过的第二通孔，所述第二通孔连通所述的收容腔与所述的第一通孔。

进一步地，所述收容腔与所述第一通孔分设于所述第二通孔的相异两侧。

进一步地，所述拉伸轴分别间隙配合地插设在所述第一通孔与第二通孔中。