一种应变测量密封装置

技术领域

本发明涉及压力容器技术领域，尤其涉及一种应变测量密封装置。

背景技术

在核工业及石化工业应用中，常需要对压力容器内壁的应变进行测量，以验证实际值与理论数据的一致性。在实际测量时，将应变片置于压力容器中，在水压盖上开孔，利用密封装置将应变片的导线从压力容器内部引出，对容器注水、加压，完成水压试验的同时，完成应变的测量。

在对压力容器内壁的应变进行测量时，压力容器的水压试验压力通常在10Mpa以上，有时甚至高达20Mpa，常用的密封装置常常在压力作用下，出现密封不严现象，造成密封不稳定、能源浪费和安全隐患。

在应变测量的要求中，通常需要对压力容器内部的多个位置进行应变测量，因此需要多个应变片才能完成此工作，应变片的增加，意味着多根导线需要引出。

因此，如何提高密封效果，避免在压力作用下出现密封不严的问题，同时可适用于多根应变片导线的引出，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应变测量密封装置，以提高密封效果，避免在压力作用下出现密封不严的问题，同时可适用于多根应变片导线的引出。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种应变测量密封装置，包括：

密封连接件，用于安装于待密封孔，所述密封连接件具有供应变片导线通过的连接件过线孔；

密封筒，一端与所述密封连接件密封连接，且所述密封筒具有与所述连接件过线孔连通的密封腔；

第一支撑垫片和第二支撑垫片，均设置于所述密封腔内，且于所述第一支撑垫片和第二支撑垫片之间设置有密封填料，所述第一支撑垫片开设有与各个所述应变片导线一一对应的第一垫片孔，所述第二支撑垫片开设有与各个所述应变片导线一一对应的第二垫片孔；

密封螺母，与所述密封筒螺纹配合，用于驱动所述所述第一支撑垫片和第二支撑垫片压紧所述密封填料，所述密封螺母具有供所述应变片导线导出的导出孔。

可选地，在上述应变测量密封装置中，所述第一支撑垫片较所述第二支撑垫片靠近所述密封连接件；

所述密封筒的密封腔为阶梯孔，且靠近所述密封连接件的孔径较小，所述密封腔的阶梯孔的连接处形成有定位台阶；

所述第一支撑垫片包括垫片主体部和位于所述垫片主体部上部的垫片定位部，所述垫片主体部与所述密封腔的小径孔配合，所述垫片定位部与所述密封腔的大径孔配合，且定位于所述定位台阶。

可选地，在上述应变测量密封装置中，所述第一支撑垫片面向所述密封填料的表面为第一凹面；

所述第二支撑垫片面向所述密封填料的表面为第二凹面。

可选地，在上述应变测量密封装置中，所述第一凹面和所述第二凹面均为凹曲面；或者，

所述第一凹面和所述第二凹面均为由底平面和位于底平面外周的锥面围成的锥台槽结构，所述第一垫片孔位于所述第一凹面的底平面位置，所述第二垫片孔位于所述第二凹面的底平面位置。

可选地，在上述应变测量密封装置中，还包括设置于所述密封腔内的压紧柱，所述压紧柱位于所述第二支撑垫片远离所述第一支撑垫片的一侧；

所述压紧柱具有供所述应变片导线穿过的压紧柱孔，所述压紧柱的一端与所述第二支撑垫片抵接，另一端与所述密封螺母抵接。

可选地，在上述应变测量密封装置中，所述密封螺母包括密封螺纹筒和位于所述密封螺纹筒一端的第一外六角头；

所述密封螺纹筒具有与所述密封筒螺纹配合的密封螺纹孔，所述导出孔开设于所述第一外六角头上，且与所述密封螺纹孔连通，所述导出孔与所述密封螺纹孔的结合处形成有抵接所述压紧柱的定位台阶部。

可选地，在上述应变测量密封装置中，所述密封连接件包括连接件主体和设置于所述连接件主体外部的压接密封部；

所述连接件主体于所述压接密封部的下部为用于与所述待密封孔螺纹配合的外螺纹部；

所述连接件主体于所述压接密封部的上部为第二外六角头，所述压接密封部用于压紧所述待密封孔的上沿的密封圈。

可选地，在上述应变测量密封装置中，所述第二外六角头的上部设置有定位槽，所述密封筒的下部插入所述定位槽内。

可选地，在上述应变测量密封装置中，所述密封筒与所述密封连接件焊接连接。

可选地，在上述应变测量密封装置中，所述密封填料为石墨粉填料。

本发明提供的应变测量密封装置，通过密封连接件可安装在待密封孔的位置，并将应变片导线通过该应变测量密封装置引出。通过拧紧密封螺母，可以带动第一支撑垫片向靠近第二支撑垫片的方向移动，以压紧密封填料，使得密封填料的外部与密封筒紧密接触，密封填料的内部与应变片导线紧密接触，实现初始密封。在水压试验过程中，随着压力的升高，水压会作用在位于下部的第一支撑垫片上，推动第一支撑垫片进一步压缩密封填料，实现自紧密封。与现有技术相比，本发明具有自紧密封结构，可承受高压环境，并且不易出现泄漏现象。本发明采用填料密封的方式，可同时穿出多根应变片导线，使得一个应变测量密封装置即可连接多个应变片，完成多个不同位置的应变测量。此外，本发明结构简单，易于操作，可实现重复利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的应变测量密封装置的剖视图；

图2为本发明实施例提供的密封连接件的剖视图；

图3为本发明实施例提供的密封连接件的俯视图；

图4为本发明实施例提供的第一支撑垫片的剖视图；

图5为图4的A向视图；

图6为本发明实施例提供的密封筒的剖视图；

图7为本发明实施例提供的第二支撑垫片的剖视图；

图8为本发明实施例提供的第二支撑垫片的俯视图；

图9为本发明实施例提供的压紧柱的剖视图；

图10为本发明实施例提供的密封螺母的半剖视图；

图11为本发明实施例提供的密封螺母的俯视图。

图中的各项附图标记的含义如下：

100为密封连接件，101为连接件主体，102为外螺纹部，103为压接密封部，104为连接件过线孔，105为定位槽；

200为第一支撑垫片，201为垫片主体部，202为第一垫片孔，203为垫片定位部；

300为密封筒，301为密封腔，302为外螺纹，303为定位台阶；

400为密封填料；

500为第二支撑垫片，501为第二垫片孔；

600为压紧柱，601为压紧柱孔；

700为密封螺母，701为密封螺纹筒，702为密封螺纹孔，703为导出孔，704为第一外六角头；

800为应变片导线。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种应变测量密封装置，以提高密封效果，避免在压力作用下出现密封不严的问题，同时可适用于多根应变片导线的引出。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，本发明实施例公开了一种应变测量密封装置，包括密封连接件100、密封筒300、第一支撑垫片200、第二支撑垫片500和密封螺母700。

其中，密封连接件100用于安装于待密封孔，密封连接件100具有供应变片导线800通过的连接件过线孔104，各个应变片导线800均可通过连接件过线孔104向上引出。

密封筒300的一端与密封连接件100密封连接，防止水压通过密封筒300和密封连接件100的缝隙泄漏。具体的，密封筒300与密封连接件100可焊接连接。密封筒300具有与连接件过线孔104连通的密封腔301。

第一支撑垫片200和第二支撑垫片500，均设置于密封腔301内，且于第一支撑垫片200和第二支撑垫片500之间设置有密封填料400，密封填料400的厚度可根据密封要求和试验水压而定，密封填料400的厚度越厚，密封效果越好。在本实施例中，密封填料400可以为石墨粉填料，需要说明的是，密封填料400也可为其他在压紧后具有密封效果的填料。

如图4和图5所示，第一支撑垫片200开设有与各个应变片导线800一一对应的第一垫片孔202，各个第一垫片孔202可按照一定的阵列方式排列，第一垫片孔202的数量可超过应变片导线800的数量，只要保证每个应变片导线800均由对应的第一垫片孔202即可。

如图7和图8所示，第二支撑垫片500开设有与各个应变片导线800一一对应的第二垫片孔501，各个第二垫片孔501可按照一定的阵列方式排列，第二垫片孔501的数量可超过应变片导线800的数量，只要保证每个应变片导线800均由对应的第二垫片孔501即可。第一垫片孔202的排列方式可以与第二垫片孔501的排列方式相同，也可不同。

如图10和图11所示，密封螺母700与密封筒300螺纹配合，通过旋转密封螺母700，可下压第二支撑垫片500，使得第一支撑垫片200和第二支撑垫片500相互靠近，以压紧第一支撑垫片200和第二支撑垫片500之间的密封填料400，被压紧的密封填料400将被密封填料400包裹的应变片导线800密封。密封螺母700具有供应变片导线800导出的导出孔703。

本发明提供的应变测量密封装置，通过密封连接件100可安装在待密封孔的位置，并将应变片导线800通过该应变测量密封装置引出。通过拧紧密封螺母700，可以带动第一支撑垫片200和第二支撑垫片500压紧密封填料400，使得密封填料400的外部与密封筒300紧密接触，密封填料400的内部与应变片导线800紧密接触，实现初始密封。在水压试验过程中，随着压力的升高，水压会作用在位于下部的第一支撑垫片200上，推动第一支撑垫片200进一步压缩密封填料400，实现自紧密封。与现有技术相比，本发明具有自紧密封结构，可承受高压环境，并且不易出现泄漏现象。本发明采用填料密封的方式，可同时穿出多根应变片导线800，使得一个应变测量密封装置即可连接多个应变片，完成多个不同位置的应变测量。此外，本发明结构简单，易于操作，可实现重复利用。

在本发明一具体实施例中，第一支撑垫片200较第二支撑垫片500靠近密封连接件100，也即在应变测量密封装置安装后，第一支撑垫片200位于第二支撑垫片500的下方。

如图6所示，密封筒300的密封腔301为阶梯孔，且靠近密封连接件100的孔径较小，密封腔301的阶梯孔的连接处形成有定位台阶303。

如图4和图5所示，第一支撑垫片200包括垫片主体部201和位于垫片主体部201上部的垫片定位部203，垫片主体部201与密封腔301的小径孔配合，垫片定位部203与密封腔301的大径孔配合，且定位于定位台阶303。定位台阶303对第一支撑垫片200具有限位作用，能够防止第一支撑垫片200向密封连接件100的方向移动，使得第一支撑垫片200仅能向第二支撑垫片500的方向移动，以压缩密封填料400。

第二支撑垫片500会受到密封螺母700的限位作用，能够防止第二支撑垫片500向密封螺母700的方向移动，使得第二支撑垫片500仅能向第一支撑垫片200的方向移动，以压缩密封填料400。

进一步的，第一支撑垫片200面向密封填料400的表面为第一凹面；第二支撑垫片500面向密封填料400的表面为第二凹面。第一凹面和第二凹面具有环抱效果，在第一支撑垫片200和第二支撑垫片500相互靠近时，第一凹面和第二凹面除了能够实现对密封填料400进行压紧的效果之外，还具有将密封填料400向中间聚拢的效果，使得密封填料400更加紧密的包裹在应变片导线800的周围，避免在应变片导线800周围存在间隙而影响密封。

具体的，第一凹面和第二凹面可均为凹曲面，第一凹面和第二凹面也可均为由底平面和位于底平面外周的锥面围成的锥台槽结构，底平面可以与第一垫片孔202的轴向垂直。第一垫片孔202位于第一凹面的底平面位置，第二垫片孔501位于第二凹面的底平面位置，使得第一垫片孔202和第二垫片孔501的两端均开设在平面上，更容易加工第一垫片孔202和第二垫片孔501。

如图1所示，为了实现对第二支撑垫片500的压紧，在本发明一具体实施例中，应变测量密封装置还可包括设置于密封腔301内的压紧柱600，压紧柱600位于第二支撑垫片500远离第一支撑垫片200的一侧。压紧柱600具有供应变片导线800穿过的压紧柱孔601，压紧柱600的一端与第二支撑垫片500抵接，另一端与密封螺母700抵接。在旋紧密封螺母700时，密封螺母700逐渐向密封填料400的方向靠近，逐渐压紧该压紧柱600，使得压紧柱600压紧第二支撑垫片500。

在本实施例中，压紧柱600为独立于密封螺母700的部件，使得在旋紧密封螺母700时，压紧柱600产生向密封填料400的方向靠近的位移，而不随密封螺母700转动，避免与第二支撑垫片500相互摩擦。

需要说明的是，压紧柱600也可为与密封螺母700一体式结构，在旋紧密封螺母700时，压紧柱600产生向密封填料400的方向靠近的位移的同时，还随密封螺母700转动，虽然与第二支撑垫片500相互摩擦，但也可以驱动第二支撑垫片500压紧密封填料400。

如图10和图11所示，为了方便对密封螺母700的旋转，在本实施例中，密封螺母700包括密封螺纹筒701和位于密封螺纹筒701一端的第一外六角头704。密封螺纹筒701具有与密封筒300螺纹配合的密封螺纹孔702，密封筒300具有与密封螺纹孔702配合的外螺纹302。导出孔703开设于第一外六角头704上，且与密封螺纹孔702连通，导出孔703与密封螺纹孔702的结合处形成有抵接压紧柱600的定位台阶部，也即压紧柱600的上端抵接在定位台阶部上。

如图2所示，密封连接件100包括连接件主体101和设置于连接件主体101外部的压接密封部103。连接件主体101于压接密封部103的下部为用于与待密封孔螺纹配合的外螺纹部102。连接件主体101于压接密封部103的上部为第二外六角头，以方便对密封连接件100的旋紧。在将应变测量密封装置安装至待密封孔时，可通过第二外六角头转动密封连接件100，使得外螺纹部102与待密封孔逐渐旋紧。压接密封部103用于压紧待密封孔的上沿的密封圈，通过旋紧密封连接件100，使得压接密封部103压紧密封圈，提高密封效果。

第二外六角头的上部设置有定位槽105，密封筒300的下部插入定位槽内，以方便连接件主体101与密封筒300的定位，也能够方便连接件主体101与密封筒300的焊接。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。