CN102788692B - 超高温热阀的热态密封试验方法 - Google Patents

Abstract

一种超高温热阀的热态密封试验装置。主要为了检测热阀在不同工作压力、不同工作温度下与油缸工作压力的匹配参数以及阀门的保温性能。其特征在于：进口端试压盲板(1)的内侧及出口端试压盲板(2)的内侧均衬有保温层(4)，进气孔(7)通过管线(9)与氮气瓶(8)连通，出气孔(13)依次连通针形阀(14)、蒸馏水瓶(15)及流量计(16)。该超高温热阀的热态密封试验装置能够方便地检测不同工作压力、不同工作温度下的油缸工作压力，同时也能检测阀门的保温性能。

Description

超高温热阀的热态密封试验方法

技术领域

本发明涉及一种阀门的检测装置，具体涉及一种超高温热阀的热态密封试验装置。

背景技术

热阀是安装在航天器试验装置内的超高温高压液动截止阀，阀门的最高工作温度900℃，最高工作压力12MPa。阀门的启闭动作由安装在支架上方的液压油缸来实现。阀门主要由阀体、阀盖、阀芯、阀杆、隔热衬里结构、阀座、阀杆冷却机构、支架、油缸总成等部件组成。阀门出厂前，除了按《阀门的检验与试验》标准进行壳体强度试验、液压密封试验外，还必须进行另外两项试验：1.阀门在不同工作压力、不同工作温度下与油缸工作压力的匹配试验；2.在阀体内腔工作温度为900℃时，保温一小时，测量阀体外表面温度（T≤100℃）。

由于该阀门在超高速（12马赫）风洞试验装置中使用，风洞试验需要输入不同压力和温度等许多参数，阀门的驱动机构必须有合适的驱动力相匹配，驱动力小了，则阀门密封不住，驱动力过大，超过阀门密封面的许用比压，就会把密封面压坏或降低阀门使用寿命。尤其是在高温情况下，密封面材料硬度会降低，许用密封比压会下降，在高温下STL硬质合金的许用密封比压尚无资料可查，只有通过试验来分析总结，向用户提出相对可靠的数据。目前还没有检测上述技术指标的试验装置。

发明内容

为了检测热阀在不同工作压力、不同工作温度下与油缸工作压力的匹配参数以及阀门的保温性能，本发明提供一种超高温热阀的热态密封试验装置，该超高温热阀的热态密封试验装置能够方便地检测不同工作压力、不同工作温度下的油缸工作压力，同时也能检测阀门的保温性能。

本发明所采用的技术方案是：一种超高温热阀的热态密封试验装置，包括进口端试压盲板及出口端试压盲板，进口端试压盲板及出口端试压盲板分别安装在阀体的进口端及出口端，进口端试压盲板的内侧及出口端试压盲板的内侧均衬有保温层，进口端试压盲板上安装有伸入到阀体的进口端内部的热电偶，阀体的进口端内部设有电加热器，进口端试压盲板上设有与阀体的进口端相通的进气孔，进气孔通过管线与氮气瓶连通，管线上依次设有气瓶调节阀、深层控制阀及压力表；出口端试压盲板上设有出气孔，出气孔依次连通针形阀、蒸馏水瓶及流量计。

所述的阀体的外表面上设有接触式温度控制仪。

本发明的有益效果是：由于采取上述技术方案，在不同工作压力、不同工作温度下测量油缸的工作压力，同时也能检测阀门的保温性能。根据测得的数据，就可计算出STL硬质合金在高温下的许用密封比压，进而在实际应用时，在保证密封性能的前提下，阀门的驱动机构上也能施加合理的驱动力，提高阀门的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中1-进口端试压盲板，2-出口端试压盲板，3-阀体，4-保温层，5-热电偶，6-电加热器，7-进气孔，8-氮气瓶，9-管线，10-气瓶调节阀，11-深层控制阀，12-压力表，13-出气孔，14-针形阀，15-蒸馏水瓶，16-流量计，17-温度控制仪，18-温度显示装置，19-油缸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如图1所示，一种超高温热阀的热态密封试验装置，包括进口端试压盲板1及出口端试压盲板2，进口端试压盲板1及出口端试压盲板2分别安装在阀体3的进口端及出口端，进口端试压盲板1的内侧及出口端试压盲板2的内侧均衬有保温层4，保温层4采用硅酸铝纤维毡，进口端试压盲板1上安装有伸入到阀体3的进口端内部的热电偶5，热电偶5与温度显示装置18相连，阀体3的进口端内部设有电加热器6，进口端试压盲板1上设有与阀体3的进口端相通的进气孔7，进气孔7通过管线9与氮气瓶8连通，管线9上依次设有气瓶调节阀10、深层控制阀11及压力表12；出口端试压盲板2上设有出气孔13，出气孔13依次连通针形阀14、蒸馏水瓶15及流量计16。

实际使用时，阀门处于半关状态，启动液压站，接通电加热器6电源，同时用冷空气对阀杆、阀芯及阀座的冷却管送气。当热电偶5显示温度为505℃时，开启气瓶调节阀10和深层控制阀11，内腔加压采用高压氮气瓶8作为压力源，通过气瓶调节阀10和深层控制阀11来保证阀门进口端的工作压力。当阀门密封面出现泄漏时，泄漏的气体会通过出口端的针形阀14进入蒸馏水瓶15，产生气泡，泄漏量通过流量计16进行计量。当压力表12显示压力为1MPa时，操作电磁阀，使控制热阀阀杆的油缸19进油，调节油缸19压力由小逐渐加大，将阀门密封。观察蒸馏水瓶15，如果无气泡，则证明阀门已密封。记录下此时的油缸19工作压力。用该压力连续试验三次，且效果很接近，该数值则为正式试验数值。

第二次试验是保持阀体3内温度不变，增加阀体3进口端内腔试验压力到2MPa，这时阀体密封面就会泄漏（蒸馏水瓶15有气泡），慢慢增大油缸19工作压力，直到无气泡为止。重复三次后，记录此时的油缸19工作压力。

按照上述方法，阀体3进口端内腔压力依次为4MPa、6MPa、8MPa、10MPa、12MPa，每次调节减压阀压力，记录下每次油缸工作压力。

然后再改变温度，依次试验油缸19工作压力，直至完成35次不同的温度和压力试验，得出35个油缸19工作压力记录，该项试验就算完成了。

下面是一组试验数据，其中阀门的工作压力分为1、2、4、6、8、10、12MPa共7个压力级，阀门的工作温度分为505℃、611℃、715℃、809℃、900℃共5个温度等级，它们互相对应组合，共做35次试验，试验实测数值见表1。根据这些测试数据，就可计算出STL硬质合金在高温下的许用密封比压。阀门实际应用时，在保证密封性能的前提下，阀门的驱动机构上能施加合理的驱动力，提高阀门的使用寿命。

表1热阀油缸调节压力值

所述的阀体3的外表面上设有接触式温度控制仪17。阀体3隔热保温效果试验如下操作，当热电偶5温度显示为900℃时，保温1小时，（如温度升高，则切断电源，温度降低则接通电源），开始时接触式温度控制仪17的显示温度会快速上升，当升高到88℃时，就上下2℃波动，保持1小时后，最终温度为88℃。上述试验数据体现出阀体3内表面隔热保温的效果。

Claims (2)

1.一种超高温热阀的热态密封试验方法，采用的试验装置包括进口端试压盲板(1)及出口端试压盲板(2)，进口端试压盲板(1)及出口端试压盲板(2)分别安装在阀体(3)的进口端及出口端，进口端试压盲板(1)的内侧及出口端试压盲板(2)的内侧均衬有保温层(4)，进口端试压盲板(1)上安装有伸入到阀体(3)的进口端内部的热电偶(5)，阀体(3)的进口端内部设有电加热器(6)，进口端试压盲板(1)上设有与阀体(3)的进口端相通的进气孔(7)，进气孔(7)通过管线(9)与氮气瓶(8)连通，管线(9)上依次设有气瓶调节阀(10)、深层控制阀(11)及压力表(12)；出口端试压盲板(2)上设有出气孔(13)，出气孔(13)依次连通针形阀(14)、蒸馏水瓶(15)及流量计(16)；其特征在于：包括如下步骤，

1）当温度值为505℃时，开启气瓶调节阀(10)和深层控制阀(11)，往阀体(3)内充氮气，使得超高温热阀密封面泄漏，泄漏量通过流量计(16)计量；

2）当压力值为1MPa时，操作电磁阀，使控制超高温热阀阀杆的油缸(19)进油，并通过蒸馏水瓶(15)来判断超高温热阀的重新密封；

3）记录超高温热阀重新密封时的油缸(19)工作压力；

4）用该压力值连续试验三次，且效果很接近，该油缸(19)工作压力则为正式试验数值；

5）保持温度值不变，依次改变压力值，记录每个压力值相对应的油缸(19)工作压力，至完成1MPa、2MPa、4MPa、6MPa、8MPa、10MPa、12MPa7个不同压力值下的试验；

6）改变温度值，每个温度值下对应有上述7个不同压力值，记录每个压力值相对应的油缸(19)工作压力，直至完成505℃、611℃、715℃、809℃、900℃5个不同温度值下的35次压力试验。

2.根据权利要求1所述的超高温热阀的热态密封试验方法，其特征在于：所述的阀体(3)的外表面上设有接触式温度控制仪(17)。