[发明专利]一种模拟中压液体或气体环境的焊接实验舱

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下焊接实验舱，具体涉及一种模拟中压液体或气体环境的焊接实验舱。

背景技术

随着海洋资源的开发，大量钢结构用于海洋工程中，例如海底石油管道、海洋钻井平台、跨海大桥等。无论是结构的建造还是设施的维护，都需要水下焊接。无论是结构的建造还是设施的维护，水下焊接技术具有不可替代的优势。水下湿法焊接可以应用于水深不超过100米的压力环境；当水深超过100米后，一般采用水下高压干法焊接。无论水下湿法或高压干法焊接，都是在高于1个大气压的环境下施焊，而在不同压力下的焊接工艺参数的制定是需要大量的工艺实验研究才能确定。模拟压力环境的焊接实验舱是陆上进行此项研究的大型实验设备。而现有的立式模拟压力环境焊接实验舱的舱体与舱底为一体的，且在舱体的上边开口，舱体周围设置多个穿舱法兰孔，这种结构的缺点是舱内部件不易更换或很难更换，因此，对于不同焊接实验需要不同的舱内部件的适用性较差、自动化程度也较低；且现有的模拟压力环境焊接实验舱压力介质单一、模拟压力低，难以满足多种焊接环境的模拟需求。

发明内容

本发明的目的是为解决现有的实验设备模拟水下焊接，存在舱内部件不易更换、适用性差、模拟焊接实验的模拟压力低、压力介质单一的问题，而提供一种模拟中压液体或气体环境的焊接实验舱。

本发明的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括舱体、舱底、平台支架、环形密封圈、焊接平台、两个卡箍装置两个导柱支架、两个卡箍导柱、两个举升导轨、两个举升油缸、两个举升架、四个凸耳和数个穿舱连接器，舱底的上端面沿边缘设有环形凸台，环形凸台的外侧面设有由下向上、由外向内倾斜的导向斜面，舱底的外壁上设有下环形凸缘，下环形凸缘的下端面为由外向里、由上向下倾斜的下斜面，舱底设置在平台支架的上端面上，数个穿舱连接器均匀布置于舱底中，舱体由圆筒和半圆舱顶组成，圆筒的侧壁前后分别设置两个观察窗口，半圆舱顶的顶部设有法兰孔，半圆舱顶设置在圆筒的上方，圆筒下端的外壁上设有上环形凸缘，舱体设置在舱底的上方，环形密封圈设置在上环形凸缘与下环形凸缘之间，上环形凸缘的上端面以上环形凸缘与下环形凸缘的连接面为基准设有与下斜面对称的上斜面，每个卡箍装置由半圆卡箍、卡箍开合油缸、卡箍支撑轮、油缸连接件和油缸支架组成，半圆卡箍的弧形内侧面沿长度方向设有梯形槽，卡箍开合油缸的固定端与油缸支架铰接，卡箍开合油缸的活塞端与油缸连接件铰接，油缸连接件与半圆卡箍的弧形外表面固定连接，卡箍支撑轮安装在半圆卡箍的下端面，两个卡箍装置对称设置在舱体与舱底的连接处，且两个半圆卡箍扣合成圆环，梯形槽的两侧壁与上斜面和下斜面紧密配合，油缸支架与平台支架的上端面固定连接，半圆卡箍的直径端位于半圆卡箍的外侧壁上以卡箍开合油缸的轴线为基准对称设有导套，每相邻的两个导套之间设置一个导柱支架，且导柱支架的下端与平台支架连接，每个导柱支架配有一个卡箍导柱，且卡箍导柱穿过导柱支架和与其对应的两个导套，两个举升导轨以舱体的竖直中心线为基准对称设置在油缸支架的外侧，且举升导轨的下端与平台支架连接，每个举升导轨上安装一个举升油缸，四个凸耳沿圆筒上端的外壁均布设置，每个凸耳与圆筒焊接，每个举升架的一端与举升油缸连接，每个举升架的另一端与其中两个凸耳连接，焊接平台安装在舱体内的环形凸台上并用螺栓固定。

本发明具有以下有益效果：

一、由于本发明的舱体1和舱底2采用了可开合的结构，舱内部件容易更换，因此，对于不同焊接实验需要不同的舱内部件模拟实验的适用性较高；卡箍装置3将舱体1与舱底2密闭连接，且舱体1上除一个法兰孔13和两个观察窗口1-1-3外，再无其他接口，整体性较好；本发明模拟焊接实验的模拟压力高，不仅可以模拟气体环境下的焊接实验，还可以模拟液体环境下的焊接实验，即可以进行不同压力介质的湿法或干法的焊接研究，因此，本发明压力介质不单一。

二、本发明的舱底2为平板结构，通过穿舱连接器15提供舱内外互通接口，可根据内部实验设备需要增减、布置接口数量和形式；这种设计不但提高了整体性、增加了内部有效利用空间，还提高了实验舱进行不同实验研究的适应能力。

三、内部压力可调，根据实际工程需要而进行模拟研究。

四、本发明采用了快开卡紧装置，液压油缸可以提供一定的预紧力，从而提高了安全性；对分卡箍的设计还简化了舱体密封，提高了实验设备的易用性。

五、本发明的舱体1开合采用液压驱动的举升架带动舱体垂直运动的方式实现，便于实验操作和舱内设备维护；由于在平板式舱底内设置了凸台，保证了舱体闭合时位置精度要求。