CN102435400B - 机械振打器双向密封性能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械振打器双向密封性能测试方法，步骤是：将待测机械振打器安装于试验筒体上，连接外漏测试装置，提升缓冲罐及试验筒体内压力及温度至预定值，保温保压至预定时间，取得水箱冒气泡情况；保持试验筒体内压力不变，提升进气口内压力至预定提升值，保温保压预定时间，取得微量流量计示值变化情况；对试验筒体与机械振打器进气口进行同步泄压，拆卸完成试验的机械振打器，安装下一台设备，重复上述步骤。本发明优点是：实现被测机械振打器的非破坏性测试，避免下一台试验时重复加温加压，节约了试验成本，提高了试验效率，系统整体结构设计合理，安全可靠。

Description

机械振打器双向密封性能测试方法

技术领域

本发明涉及一种机械振打器双向密封性能测试方法。

背景技术

目前工业生产中，自动振打除灰装置因有效的解决了煤气化过程中气化设备换热面积灰影响传热的问题而得到了广泛推广和应用，其执行单元—机械振打器直接安装在气化设备上，其运行环境复杂，不合适的密封方式将造成严重的事故，因此，气化工艺对其密封性能的要求极其严格，需保证机械振打器在所有工况下没有至大气侧的泄漏，即外泄漏量为零，密封保护气体通过机械振打器进气口向气化设备内泄漏量必须控制在0.5g/min以内。

中国发明专利ZL 200510018677.9（机械振打器）和ZL 200910060886.X（机械振打器密封系统），采用的技术方案是：机械振打器振打执行机构设计为与设备传热面接触的撞击杆和起能量传递作用的活塞杆两个部分，外界气缸发出动能，对活塞杆产生冲击，活塞杆在冲击作用下产生微小位移，并将这个冲击传递给撞击杆，最后由撞击杆对设备传热面产生振打，避免振打执行部件出现大幅往复运动，同时引入气体保护，设置内外多重双向密封结构，能满足设备高温高压复杂工况的严格密封要求，解决了机械振打器结构及密封的实施方案，但并未涉及到机械振打器密封性能测试的方面，而批量生产的机械振打器在实际应用前需模拟实际工况进行全面的密封性能测试。目前并未见关于高温高压工况下机械振打器及类似双向密封结构性能测试方法方面的报道，且普通条件下，室温的气态介质加热至煤气化工艺要求的温度需要时间较长，影响实际测试效率，无法满足批量生产机械振打器的全面测试要求；同时，由于机械振打器振打执行机构本身为传动连接，在一定内外压差的作用下较易与活塞导筒脱离，测试时容易对产品造成损坏。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种能对机械振打器密封进行良好性能测试的机械振打器双向密封性能测试方法，实现被测机械振打器的非破坏性试验，提高批量生产的机械振打器在高温高压工况下的试验效率，并节约批量试验的成本。

本发明为解决上述提出的问题所采用的解决方案是：机械振打器双向密封性能测试方法，包含有以下步骤：

1) 将缓冲罐内沉积水分及污垢排净后，将被测机械振打器凸面法兰通过螺栓及垫片安装在试验筒体的凸面法兰上，将金属软管的接口与被测机械振打器进气口连接，将外漏测试装置的气体导向端盖安装在被测机械振打器活塞导筒端部；

2) 开启阀门                                                

、阀门和阀门

，关闭其他阀门，开启空气压缩机、缓冲罐及试验筒体上的电加热器，使得缓冲罐及试验筒体内气体压力及温度提升至预定压力及温度，并保温保压5min；所述的预定压力范围为：3.5MPa~4.0MPa，预定温度为：250℃~270℃；

3) 观察并记录步骤2）过程中外漏测试装置中水箱内冒气泡情况，若水箱中有连续冒泡现象产生，即该台被测机械振打器存在外密封泄漏的缺陷，为不合格产品；若水箱中无连续冒泡现象产生，即被测机械振打器向外部大气无泄露；

4) 若被测机械振打器向外部大气无泄露，则进一步对被测机械振打器进行内密封性能测试，开启阀门和阀门

，关闭其他阀门，保持试验筒体内压力不变，开启空气压缩机，待缓冲罐内压力上升0.5MPa~0.6MPa后，关闭空气压缩机及阀门

，此时被测机械振打器进气口较试验筒体内气压高0.5MPa~0.6MPa，保温保压；

5) 观察并记录步骤4）保温保压过程中管路

上微量流量计示值的变化情况，判断内密封性能，若被测机械振打器内密封性能也合格，可判断被测机械振打器密封性能合格。

按上述方案，步骤1）的缓冲罐内沉积水分及污垢排净的方法是：首先开启阀门

，关闭其他阀门，打开空气压缩机，待缓冲罐内压力增加至0.5MPa~0.6MPa后，打开阀门

，将前次试验的缓冲罐内所沉积的水分和污垢通过管路

排净至缓冲罐外。

按上述方案，步骤5）所述的判断内密封性能的原则是：微量流量计示值即为缓冲罐内气体通过管路

由被测机械振打器进气口往试验筒体内流动的流量，若微量流量计最大示值大于0.5g/min，表明该台被测机械振打器存在内密封泄漏的缺陷；若微量流量计最大示值小于等于0.5g/min，依此判断被测机械振打器密封保护气体向设备内部泄露情况符合技术要求，即内密封合格。

按上述方案，步骤5）还包括有观察并记录步骤4）保温保压过程中外漏测试装置中水箱内冒气泡情况，若水箱中有连续冒泡现象产生，即该台被测机械振打器存在外密封泄漏的缺陷，为不合格产品；若水箱中无连续冒泡现象产生，即被测机械振打器外密封合格。

按上述方案，还包括有以下步骤：完成被测机械振打器内外密封性能测试后，开启阀门，保持其他所有阀门处于关闭状态，待试验筒体内气压与管路

内气压达到平衡后，缓慢开启阀门

，使得试验筒体及管路

间介质同时通过管路

排出设备内，避免泄压时因试验筒体与被测机械振打器进气口间压力差而导致被测机械振打器活塞杆、被测机械振打器撞击杆与被测机械振打器活塞导筒脱离的现象。

按上述方案，还包括有以下步骤：待试验筒体、管路IV完成泄压后，拆卸完成试验的机械振打器，安装好下一台被测机械振打器，重复步骤2），使得缓冲罐内已达到工况要求压力及温度的气体再次充满试验筒体及管路

内，减少再次重复加温加压的时间，有效的节省试验时间，提高试验效率。

本发明的有益效果在于：一方面，本发明测试方法以空气为介质，同时对被测机械振打器的内外密封性能进行测试；另一方面，本发明测试方法通过保持被测机械振打器进气口与试验筒体间压力的平衡，杜绝了机械振打器内部执行机构与活塞导筒脱离的现象产生，从而实现了非破坏性试验；同时，在进行下一台机械振打器双向密封性能测试时，利用本发明测试方法能直接利用对上一台机械振打器进行测试时已达到试验工况要求的介质，避免下一台测试时重复长时间加温加压的过程，能有效节约试验成本，提高试验效率，本方法实用、有效，因此机械振打器及类似结构设备的生产企业及最终用户均可依据本发明对批量生产的产品进行全面的密封性能测试，以确保产品的质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中I局部放大示意图；

图3为本发明测试步骤；

图中：1-空气压缩机，2-阀门I，3-管路，4-缓冲罐，5-阀门，6-管路

，7-管路，8-三通管A，9-阀门III，10-阀门

，11-试验筒体，12-三通管B，13-微量流量计，14-管路，15-管路

，16-阀门

，17-金属软管，18-管路

，19-阀门

，20-被测机械振打器，21-被测机械振打器活塞导筒，22-外漏检测装置，23-气体导向端盖，24-气体导向软管，25-水箱，26-被测机械振打器进气口，27-被测机械振打器凸面法兰，28-试验筒体凸面法兰，29-被测机械振打器活塞杆，30-被测机械振打器撞击杆。

具体实施方式

机械振打器双向密封性能测试方法，包含有以下步骤：

1) 将缓冲罐4内沉积水分及污垢排净后，将被测机械振打器凸面法兰27通过螺栓及垫片安装在试验筒体11的凸面法兰28上，将金属软管17的接口与被测机械振打器进气口26连接，将外漏测试装置22的气体导向端盖23安装在被测机械振打器活塞导筒21端部；

2) 开启阀门 

2、阀门

9和阀门

10，关闭其他阀门，开启空气压缩机1、缓冲罐4及试验筒体11上的电加热器，使得缓冲罐4及试验筒体11内气体压力及温度提升至预定压力及温度，并保温保压5min；所述的预定压力范围为：3.5MPa~4.0MPa，预定温度为：250℃~270℃；

3) 观察并记录步骤2）过程中外漏测试装置22中水箱25内冒气泡情况，若水箱25中有连续冒泡现象产生，即该台被测机械振打器20存在外密封泄漏的缺陷，为不合格产品；若水箱25中无连续冒泡现象产生，即被测机械振打器20向外部大气无泄露；

4) 若被测机械振打器20向外部大气无泄露，则进一步对被测机械振打器20进行内密封性能测试，开启阀门

2和阀门

10，关闭其他阀门，保持试验筒体11内压力不变，开启空气压缩机1，待缓冲罐4内压力上升0.5MPa~0.6MPa后，关闭空气压缩机1及阀门

2，此时被测机械振打器进气口26较试验筒体11内气压高0.5MPa~0.6MPa，保温保压；

5) 观察并记录步骤4）保温保压过程中管路

14上微量流量计13示值的变化情况，判断内密封性能，若被测机械振打器20内密封性能也合格，可判断被测机械振打器20密封性能合格。

按上述方案，步骤1）的缓冲罐4内沉积水分及污垢排净的方法是：首先开启阀门

2，关闭其他阀门，打开空气压缩机，待缓冲罐内压力增加至0.5MPa~0.6MPa后，打开阀门5，将前次试验的缓冲罐4内所沉积的水分和污垢通过管路

6排净至缓冲罐4外。

按上述方案，步骤5）所述的判断内密封性能的原则是：微量流量计13示值即为缓冲罐4内气体通过管路14由被测机械振打器进气口26往试验筒体11内流动的流量，若微量流量计13最大示值大于0.5g/min，表明该台被测机械振打器20存在内密封泄漏的缺陷；若微量流量计13最大示值小于等于0.5g/min，依此判断被测机械振打器20密封保护气体向设备内部泄露情况符合技术要求，即内密封合格。

按上述方案，步骤5）还包括有观察并记录步骤4）保温保压过程中外漏测试装置22中水箱25内冒气泡情况，若水箱25中有连续冒泡现象产生，即该台被测机械振打器20存在外密封泄漏的缺陷，为不合格产品；若水箱25中无连续冒泡现象产生，即被测机械振打器20外密封合格。

按上述方案，还包括有以下步骤：完成被测机械振打器20内外密封性能测试后，开启阀门

16，保持其他所有阀门处于关闭状态，待试验筒体11内气压与管路

14内气压达到平衡后，缓慢开启阀门

19，使得试验筒体11及管路14间介质同时通过管路

排出设备内，避免泄压时因试验筒体 11与被测机械振打器进气口26间压力差而导致被测机械振打器活塞杆29、被测机械振打器撞击杆30与被测机械振打器活塞导筒21脱离的现象。

按上述方案，还包括有以下步骤：待试验筒体11、管路IV完成泄压后，拆卸完成试验的机械振打器20，安装好下一台被测机械振打器，重复步骤2），使得缓冲罐4内已达到工况要求压力及温度的气体再次充满试验筒体11及管路

14内，减少再次重复加温加压的时间，有效的节省试验时间，提高试验效率。

下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。

在图1、2中，机械振打器双向密封性能测试系统由空气压缩机1、缓冲罐4、试验筒体11、外漏测试装置22、管路I3、管路

6、管路

7、管路

14、管路15、管路18组成：

缓冲罐4的顶部安设有安全阀及电加热器，同时缓冲罐4上还设有温度及压力传感器，并开设有多个法兰接口；

试验筒体11一端设有电加热器，另一端设有与被测机械振打器凸面法兰27尺寸一致的凸面法兰28，同时试验筒体11上还安装有温度及压力传感器，并开设有多个法兰接口；

外漏测试装置22由气体导向端盖23、气体导向软管、水箱25组成，气体导向端盖23通过法兰螺栓结构安装在被测机械振打器活塞导筒21上，气体导向软管24一端连接气体导向端盖23，气体导向软管24另一端连接水箱25，当试验筒体11或被测机械振打器进气口26内气体通过被测机械振打器内部密封结构向外泄漏时，外漏气体将由外漏测试装置22的气体导向端盖23沿着气体导向软管24进入水箱25，通过由水箱25中产生的气泡来判定被测机械振打器20外密封的情况。

管路

3由管件、阀门2组成，阀门

2一端通过管件与空气压缩机1出气口连接、另一端通过管件与缓冲罐4上的法兰接口连接，开启或关闭阀门

2时，可连接或切断空气压缩机1与缓冲罐4内介质的流通；

管路II6由阀门5、管件组成，阀门

5通过管件分别与缓冲罐4底的法兰接口及外界大气连接、开启或关闭阀门II5可连接或切断缓冲罐4内介质与外界大气的流通；

管路III7由管件、三通管A8、阀门9组成，三通管A8的第一端通过管件与缓冲罐上4的法兰接口相连，三通管A8的第二端通过管件与阀门III9相连，阀门

9另一端与试验筒体11上的法兰接口相连；开启或关闭阀门III9时，可连接或切断缓冲罐4与试验筒体11间介质的流通；

管路IV14由管件、阀门

10、三通管B12、微量流量计13及金属软管17组成，阀门

10通过管件与三通管A8的第三端相连，阀门IV10的另一端通过管件与三通管B12第一端相连，三通管B12第二端通过管件与微量流量计13相连，微量流量计13另一端通过管件连接金属软管17，金属软管17另一端连接被测机械振打器进气口26，开启阀门

10时，缓冲罐4内试验气体可通过管路

14进入被测机械振打器进气口26，微量流量计13示值为缓冲罐4内气体通过被测机械振打器进气口26往试验筒体11内流动的流量，关闭阀门IV10时，可切断介质在缓冲罐4与被测机械振打器进气口26间的流通；

管路V15由管件、阀门

16组成，阀门

16的一端通过管件连接三通管B12的第三端，阀门V16另一端通过管件连接试验筒体11上的法兰接口，形成管路

14与试验筒体11间的平衡支路，开启或关闭阀门V16时，可连接或切断管路

14与试验筒体11间介质的流通；

管路VI18由管件、阀门

19组成，阀门19一端通过管件与试验筒体11底部的法兰接口相连，另一端与外界大气相连，开启或关闭阀门VI19时，可连接或切断试验筒体11与外界大气间介质的流通；

同时，缓冲罐4、试验筒体11、管路I3、管路6、管路

7、管路14、管路

15和管路VI18上均铺设有绝热层。

一并参照图1-图3，其中图3可视为揭示一种密封性能测试方法，此密封测试方法包含下列步骤：

1)        开启阀门I2，关闭其他阀门，打开空气压缩机1，待缓冲罐4内压力增加至0.5MPa后，打开阀门II5，将上次试验的缓冲罐4内所沉积的水分、污垢等通过管路

3排净至缓冲罐外（步骤31）；

2)        将被测机械振打器凸面法兰27通过螺栓垫片安装在试验筒体凸面法兰28上，将金属软管17与被测机械振打器进气口26连接，将外漏检测装置22的气体导向端盖23安装在被测机械振打器活塞导筒21端部（步骤32）；

3)        开启阀门I2、阀门

9、阀门

10，关闭其他阀门，开启空气压缩机1、缓冲罐4及试验筒体11上的电加热器，使得缓冲罐及试验筒体内气体压力及温度提升至预定压力及温度（步骤33），所述的预定压力范围为：3.5MPa~4.0MPa，预定温度为：250℃~270℃；

4)        通过试验筒体11上压力传感器及温度传感器监测试验筒体11内压力及温度，待达到预定要求后，保温保压5min（步骤34）；

5)        观察并记录步骤34中水箱25内冒气泡情况，若水箱中有连续冒泡现象产生，即该被测机械振打器20外密封存在缺陷，为不合格产品；若水箱25中无连续冒泡现象产生，即被测机械振打器20向外部大气无泄露（步骤35）；

6)        进一步对被测机械振打器26进行内部密封性能测试：开启阀门

2、阀门

10，关闭其他阀门，保持试验筒体11内温度及压力不变，开启空气压缩机1，待缓冲罐7内空气压力及温度提升至预定提升值后，保温保压预定时间30min；具体的说，步骤36实际上是通过提高缓冲罐4内压力来提升管路IV14及被测机械振打器进气口26内空气的压力，该预定提升值为0.5MPa~0.6MPa，即管路IV14内空气压力较试验筒体21内压力要高0.5MPa~0.6MPa，同时，通过电加热器来防止缓冲罐4及试验筒体11内温度的下降（步骤36，37）；

7)        观察并记录步骤37中管路IV14上微量流量计13示值的变化情况，具体的说，微量流量计13的示值即表示气体介质在管路IV14内的流动情况，预定压差作用下，管路14内气体将通过被测机械振打器20内部结构往试验筒体11内流动，微量流量计13的示值即为被测机械振打器20通过其进气口26往试验筒体11内泄漏量的大小；同时，观察并记录步骤37过程中水箱25中气泡的情况（步骤38）；

8)        若步骤38中微量流量计13最大示值大于0.5g/min，表明该台被测机械振打器20存在内密封泄漏的缺陷，为不合格产品；若小于等于0.5g/min，依此判断被测机械振打器进气口26向试验筒体11内部泄露情况符合技术要求，即内密封合格；同时，若步骤38中水箱25内无连续冒泡现象产生，则该台被测机械振打器20外密封符合要求；若该被测机械振打器20内外密封均合格，可判断该被测机械振打器20密封性能合格（步骤39，40）；

9)        完成内外密封性能测试后，关闭其他所有阀门，开启阀门V16，使得试验筒体11内气压通过管路V15与管路

14内气压达到平衡，再缓慢开启阀门

19，使得试验筒体11及管路IV14内气体同时通过管路

18排至外界大气，避免泄压时步骤36因试验筒体与被测机械振打器进气口间所产生的压力差对被测机械振打器20造成的损坏；具体的说，若试验筒体11与被测机械振打器进气口26的泄压不同步，被测机械振打器20的振打执行机构—被测机械振打器活塞杆29、被测机械振打器撞击杆30则会在此压差的作用下与被测机械振打器活塞导筒21脱离，造成被测机械振打器20的损坏，因此管路V15可实现对被测机械振打器20进行非破坏性密封测试（步骤41）；

待试验筒体11、管路IV14完成泄压后，拆卸完成试验的机械振打器20，安装好下一台被测机械振打器；缓慢开启阀门I2、阀门III9、阀门IV10，关闭其他阀门，重复步骤32~42；具体的说，本发明引入了平衡支路—管路V15，使得步骤41中不通过缓冲罐4向外泄压时也能保证试验筒体与被测机械振打器进气口26的同步泄压，步骤41中泄压时切断了缓冲罐4内气体与外界的流通，使得缓冲罐4内已达到预定要求压力及温度的气体得到保留，重复步骤32时可避免再次重复长时间加温加压的过程，有效的节省试验成本及试验时间，提高试验效率（步骤42）。

Claims (5)

1.机械振打器双向密封性能测试方法，包含有以下步骤：

1）将缓冲罐(4)内沉积水分及污垢排净后，将被测机械振打器凸面法兰(27)通过螺栓及垫片安装在试验筒体(11)的凸面法兰(28)上，将金属软管(17)的接口与被测机械振打器进气口(26)连接，将外漏测试装置(22)的气体导向端盖(23)安装在被测机械振打器活塞导筒(21)端部；

2）开启阀门                                                

(2)、阀门

(9)和阀门

(10)，关闭其他阀门，开启空气压缩机(1)、缓冲罐(4)及试验筒体(11)上的电加热器，使得缓冲罐(4)及试验筒体(11)内气体压力及温度提升至预定压力及温度，并保温保压5min；所述的预定压力范围为：3.5MPa~4.0MPa，预定温度为：250℃~270℃；

3）观察并记录步骤2）过程中外漏测试装置(22)中水箱(25)内冒气泡情况，若水箱(25)中有连续冒泡现象产生，即该台被测机械振打器(20)存在外密封泄漏的缺陷，为不合格产品；若水箱(25)中无连续冒泡现象产生，即被测机械振打器(20)向外部大气无泄露；

4）若被测机械振打器(20)向外部大气无泄露，则进一步对被测机械振打器(20)进行内密封性能测试，开启阀门

(2)和阀门

(10)，关闭其他阀门，保持试验筒体(11)内压力不变，开启空气压缩机(1)，待缓冲罐(4)内压力上升0.5MPa~0.6MPa后，关闭空气压缩机(1)及阀门

(2)，此时被测机械振打器进气口(26)较试验筒体(11)内气压高0.5MPa~0.6MPa，保温保压；

5）观察并记录步骤4）保温保压过程中管路

(14)上微量流量计(13)示值的变化情况，判断内密封性能，若被测机械振打器(20)内密封性能也合格，可判断被测机械振打器(20)密封性能合格，步骤5）所述的判断内密封性能的原则是：微量流量计(13)示值即为缓冲罐(4)内气体通过管路

(14)由被测机械振打器进气口(26)往试验筒体(11)内流动的流量，若微量流量计(13)最大示值大于0.5g/min，表明该台被测机械振打器(20)存在内密封泄漏的缺陷；若微量流量计(13)最大示值小于等于0.5g/min，依此判断被测机械振打器(20)密封保护气体向设备内部泄露情况符合技术要求，即内密封合格。

2.按权利要求1所述的机械振打器双向密封性能测试方法，其特征在于步骤1）的缓冲罐(4)内沉积水分及污垢排净的方法是：首先开启阀门

(2)，关闭其他阀门，打开空气压缩机，待缓冲罐内压力增加至0.5MPa~0.6MPa后，打开阀门

(5)，将前次试验的缓冲罐(4)内所沉积的水分和污垢通过管路

(6)排净至缓冲罐(4)外。

3.按权利要求1或2所述的机械振打器双向密封性能测试方法，其特征在于步骤5）还包括有观察并记录步骤4）保温保压过程中外漏测试装置(22)中水箱(25)内冒气泡情况，若水箱(25)中有连续冒泡现象产生，即该台被测机械振打器(20)存在外密封泄漏的缺陷，为不合格产品；若水箱(25)中无连续冒泡现象产生，即被测机械振打器(20) 外密封合格。

4.按权利要求1所述的机械振打器双向密封性能测试方法，其特征在于还包括有以下步骤：完成被测机械振打器(20)内外密封性能测试后，开启阀门

(16)，保持其他所有阀门处于关闭状态，待试验筒体(11)内气压与管路

(14)内气压达到平衡后，缓慢开启阀门(19)，使得试验筒体(11)及管路

(14)间介质同时通过管路

排出设备内，避免泄压时因试验筒体 (11)与被测机械振打器进气口(26)间压力差而导致被测机械振打器活塞杆(29)、被测机械振打器撞击杆(30)与被测机械振打器活塞导筒(21)脱离的现象。

5.按权利要求1或4所述的机械振打器双向密封性能测试方法，其特征在于还包括有以下步骤：待试验筒体(11)、管路IV完成泄压后，拆卸完成试验的机械振打器(20)，安装好下一台被测机械振打器，重复步骤2），使得缓冲罐(4)内已达到工况要求压力及温度的气体再次充满试验筒体(11)及管路

(14)内，减少再次重复加温加压的时间，有效的节省试验时间，提高试验效率。

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