[实用新型]一种高压平衡装置

说明书

本实用新型涉及一种高压平衡装置，通过将力值传感器整体浸泡在带压环境中，力值传感器上受到的力为作动杆自重、作动杆上连接的试件自重、波纹管变形产生的作用力以及作动杆上试件的作用力；通过力值传感器上的数值减去可测的作动杆的自重、波纹管的作用力、试件自重，可以测得作动杆上试件的准确作用力。

技术领域

本实用新型涉及高压环境轴向作动杆上高压作用力的平衡装置，属于材料拉伸轴向变形测试的技术领域，具体涉及高压平衡装置。

背景技术

在高压或者高温高压环境下进行轴向拉伸试验（或其它形式的轴向试验）时，通常需要测定试样轴向的作用力，或进行相关力值操作，以测定材料在给定腐蚀环境条件下的拉伸性能。高温高压下的试件，通常由于受限于容器的尺寸而选择较小的试样，这就决定了试件上的轴向作用力较小。而由于加载的机构通常是放置在常温常压的环境中，需要通过一根作动杆穿入高压容器中对试件进行加载，此时作动杆上密封件产生的摩擦力与试件上的轴向作用力基本在同一量级，极易干扰测得的试样受力力值结果，而因高压在作动杆上产生的力更是可能远大于试件上的轴向试验力。目前比较通用的解决办法是在作动杆的自由端配置一个与作动杆直径相同的小油缸，引入高压容器内的压力溶液产生一个反向作用力作为压力平衡，以抵消高压容器内压力产生的向外的作用力。在作动器出力端放置力传感器，用此处测得的作用力减去事先标定或者计算的其它力，间接得到试件上受到的轴向作用力。

此种做法，固然可以抵消高压容器内压力对作动杆的作用力，但是也存在如下问题：

对于作动杆上因压力产生的作用力是否能够完全平衡不能准确评估，即使采用事先标定的方法也可能因为每一次试验时的具体情况不同而与标定结果不完全一致；

对受轴向作用力越小的试件，密封摩擦力值与试件上的实际受力值越接近，计算得到的试件受力值与实际的试件受力值可能偏差越大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种实现作动杆动作过程中，测试试件上真实受力情况的高压平衡装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种高压平衡装置，包括高压容器，其特征在于：所述高压容器的底部连接中轴套的一端，所述中轴套的另一端连接套筒一端，所述套筒另一端连接端盖；所述中轴套内设有力值传感器，所述力值传感器的顶端连接作动杆底端，所述作动杆顶端延伸至高压容器内，所述中轴套内的作动杆的中段套设有波纹管，所述波纹管的一端与密封结构焊接，所述波纹管的另一端与作动杆焊接；所述力值传感器的底端连接下拉杆的顶端，所述下拉杆的底端延伸至套筒、端盖外并连接电线密封塞和锁紧盖；所述套筒内的下拉杆上设有活塞，所述活塞可在套筒内上下移动，所述活塞的外圈通过密封圈将套筒分为两个活动的腔室，所述活塞上端与套筒上段内腔形成上腔室，所述活塞下端与套筒下段内腔形成下腔室；所述套筒的一侧设有开孔，所述开孔的一端与大气连通，所述开孔的另一端与上腔室相通；所述高压容器通过第一导管与下腔室连通，所述高压容器内的压力液体通过第一导管流入下腔室内。

优选地，所述中轴套的一侧设有波纹管，所述波纹管的顶端通过第二导管连接第一导管；所述波纹管的底端与通过第三导管与中轴套的内腔连通，使两个腔体内的绝缘介质可以相互流通；所述波纹管内设有可移动的隔板，将波纹管分为上部腔体和下部腔体，隔离两种试验介质。

优选地，所述作动杆顶端延伸至高压容器内，所述中轴套内的作动杆的中段套设有波纹管，所述波纹管的一端与压紧套密封焊接，所述波纹管的另一端与作动杆的台阶密封焊接；所述作动杆底端连接力值传感器。

优选地，所述密封结构的外圈通过第一密封圈将高压容器和中轴套密封连接，所述密封结构设置在中轴套的一端并穿套在作动杆上；所述波纹管的一端与密封结构的底部密封连接，形成两个独立的腔室；将波纹管内壁和作动杆外壁形成的腔室与高压容器内腔相通，波纹管外壁和中轴套的内壁形成另一个腔室。