CN101915647B - 水压试验机端面密封试压头装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水压试验机端面密封试压头装置，包括连接盘，连接盘上固装有外套，外套在与连接盘接触的一端的外侧设有第一法兰，其特征是：外套内设有内套筒，内套筒与外套之间通过径向密封圈密封，内套筒的远离连接盘的一端的外侧设有第二法兰，第二法兰上紧固有导向套筒，导向套筒和内套筒的相对端面上均制有台阶孔，两台阶孔内设有端面密封圈，第一法兰和第二法兰之间设有弹簧预紧装置，弹簧预紧装置包括弹簧螺栓，第一法兰上螺纹连接有弹簧螺栓，弹簧螺栓穿过第二法兰的孔内，弹簧螺栓的中部套装有预紧弹簧。优点是：本发明适应较大公差的钢管并自行补偿钢管在测试中的缩短，扩大了水压机的测试范围。

Description

水压试验机端面密封试压头装置

技术领域

本发明属于焊接钢管检测技术领域，特别是涉及一种水压试验机端面密封试压头装置。

背景技术

目前，焊接钢管的产量在国内钢管行业中已占有较大比例，但是大部分焊管由于没有进行中、高压水压试验（7～32MPa），只能用于一般水煤气输送和结构用钢管。只有少部分经过中、高压水压试验的高品质焊接钢管能够应用到石油、天然气、汽车、化工等重要行业。因此钢管水压试验机技术的发展对焊管应用领域的不断扩大起到了至关重要的作用。

焊接钢管水压试验机中的试压头是钢管端部密封的重要部件，尤其是中、高压水压试验机对钢管端部密封性能的要求更高。钢管端部密封形式可分为端面密封和径向密封。端面密封又分为固定式端面密封、油水平衡随动式端面密封和差压缸随动式端面密封；但由于在钢管进行水压试验时，尤其是进行高压试验时，钢管的长度会有一定程度的缩短，以φ610X12000mm的钢管为例，在进行高压水压试验（大于20MPa）时，钢管缩短了10mm左右，固定式端面密封试压头由于没有随动跟踪功能只适用于低压、中压水压试验（小于15 MPa），而且，固定式端面密封试压头对钢管长度公差的要求比较严格（公差为 0～6mm），钢管超长容易切断密封圈，钢管过短不能保压。而油水平衡随动式端面密封和差压缸随动式端面密封虽然适合于打中、高压（7～25 MPa），但油水平衡随动式端面密封和差压缸随动式端面密封中涉及到了机、电、液多种领域，结构复杂，不易维护。另外端面密封试压的钢管基本上没有试压盲区。径向密封又分为内径向密封、无间隙外径向密封和大间隙外径向密封；内径向密封和无间隙外径向密封适合中、高压（7～31 MPa），大间隙外径向密封适合于打中压、高压和超高压（7～70 MPa），径向密封的钢管管端有50～100mm的盲区，不能验证此处的钢管的防漏性能，此外，由于无间隙径向密封时，密封圈与钢管紧密磨擦，而且钢管表面的粗糙度比较大，一般每试压4～10根钢管U形密封圈就损坏更换，这样就极大地提高了维修保养的频次，减少了水压试验机的产量，同时也大大地增加了工人的劳动强度。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种水压试验机端面密封试压头装置，其能够适应较大公差的钢管并自行补偿钢管在测试中的缩短。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种水压试验机端面密封试压头装置，包括连接盘，连接盘上固装有外套，外套在与连接盘接触的一端的外侧设有第一法兰，其特征是：外套内设有内套筒，内套筒与外套之间通过径向密封圈密封，内套筒远离连接盘的一端外侧设有第二法兰，第二法兰上紧固有导向套筒，导向套筒和内套筒的相对端面上均制有台阶孔，两台阶孔内设有端面密封圈，第一法兰和第二法兰之间设有弹簧预紧装置，弹簧预紧装置包括弹簧螺栓，第一法兰上螺纹连接有弹簧螺栓，弹簧螺栓穿过第二法兰的孔内，弹簧螺栓的中部套装有预紧弹簧。所述第一法兰上还通过接近开关支架安装有接近开关。

所述接近开关的在水压试验机端面密封试压头轴向投影的位置位于第一法兰和第二法兰之间，用以检测内套筒的伸缩量。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明采用了以上技术方案后，具有以下主要优点：

1、试压头装置的停止位置不是基于主油缸的绝对位置，而是相对受试钢管端面的位置停止的，此时内套筒及端面密封圈施加在钢管端面的压紧力等于弹簧产生的预压力，在理论上说是永远不会切断端面密封圈，从而使端面密封圈更耐用、运行费用更低，同时也提高了试压头装置对钢管公差的适应范围，对钢管长度公差范围也由 0～6mm放宽到 0～100mm。

2、该试压头装置的内套筒和端面密封圈等前端部件设计成伸缩式结构，在钢管内部水压增压过程中，钢管因本身高压水压力出现缩短时，内套筒及端面密封圈等前端部件仍可一直跟踪并压紧受试钢管端面，其压紧力随钢管本身高压水压力的增大而成比例增大，因而保证了水压机在机架和受试钢管受到高压变形缩短的情况下仍能密封保压，解决了普通端面密封不能打高压的问题。

3、本试压头装置相比于油水平衡随动式端面密封和差压缸随动式端面密封而言，还具有结构简单、便于维修、操作调整方便、经济实用、运行费用低、工作效率高等特点。其比较适用于要求一次性投资较少的中、小企业使用，尤其对电-液转换技术调整维修水平较差的企业更为适用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的使用状态图。

图中： 1、连接盘； 2、第一密封圈； 3、吊环； 4、预紧弹簧； 5、弹簧螺栓； 6、外套； 7、内套筒； 8、端面密封圈； 9、导向套筒； 10、径向密封圈； 11、接近开关； 12、接近开关支架；

100、钢管。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种水压试验机端面密封试压头装置，包括连接盘1，连接盘上固装有外套6，外套在与连接盘接触一端的外侧设有第一法兰，连接盘与外套之间通过第一密封圈2密封，外套6内设有内套筒7，内套筒与外套之间通过径向密封圈10密封，内套筒的远离连接盘1的一端的外侧设有第二法兰，第二法兰上紧固有导向套筒9，导向套筒和内套筒的相对端面上均制有台阶孔，两台阶孔内设有端面密封圈8，第一法兰和第二法兰之间设有弹簧预紧装置，弹簧预紧装置包括弹簧螺栓5，第一法兰上螺纹连接有弹簧螺栓，弹簧螺栓穿过第二法兰的通孔内，弹簧螺栓的中部套装有预紧弹簧4。所述连接盘上还装有吊环3，以方便在装配时使用吊具吊装，减轻操作工的劳动负担。

第一法兰上还通过接近开关支架12安装有接近开关11，接近开关的在水压试验机端面密封试压头轴向投影的位置位于第一法兰和第二法兰之间，且在第二法兰进行轴向运动所经过空间的外侧，用以检测内套筒7的伸缩量。

本发明的动作原理为：

请参阅图2，当顶紧钢管100时，主油缸推动试压头装置向前移动，当端面密封圈10的端面顶到受试钢管的端面时，内套筒7、导向套筒9和端面密封圈即停止运动；外套6和连接盘1在主油缸的推动下继续前进，接近开关11也随连接盘一起运动；当接近开关运行到第二法兰的外侧时，接近开关发出信号，说明预紧弹簧已经压缩到设定的压力和距离，此时主油缸停止运动，钢管端面所受的压力为预紧弹簧4所产生的压力。

接近开关在接近开关支架上的位置可以调整，这样就可以根据所需的不同的压紧力实现对预紧弹簧的压缩量的调整，调整预紧弹簧的压力。

当进行高水压试验时，由于内套筒的外径和钢管内径之间的环形面积同时也受到高压力水的压力，其压紧力随高压水压力的增大而成比例增大，内套筒、导向套筒和端面密封圈也可随着钢管的缩短继续向前移动，补偿钢管的缩短，保证端面密封圈可以一直贴紧钢管端面，实现跟随式的随动密封，保证了钢管可以进行高压水压试验（大于16MPa），提高了水压试验机的检测范围，同时也拓宽了钢管的销售市场。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种水压试验机端面密封试压头装置，包括连接盘，连接盘上固装有外套，外套在与连接盘接触的一端的外侧设有第一法兰，其特征是：外套内设有内套筒，内套筒与外套之间通过径向密封圈密封，内套筒远离连接盘的一端外侧设有第二法兰，第二法兰上紧固有导向套筒，导向套筒和内套筒的相对端面上均制有台阶孔，两台阶孔内设有端面密封圈，第一法兰和第二法兰之间设有弹簧预紧装置，弹簧预紧装置包括弹簧螺栓，第一法兰上螺纹连接有弹簧螺栓，弹簧螺栓穿过第二法兰的孔内，弹簧螺栓的中部套装有预紧弹簧；所述第一法兰上还通过接近开关支架安装有接近开关，所述接近开关的在水压试验机端面密封试压头轴向投影的位置位于第一法兰和第二法兰之间。

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