CN103471927A

CN103471927A - 一种金属管水压自动试验机

Info

Publication number: CN103471927A
Application number: CN2013104211651A
Authority: CN
Inventors: 张同波; 李军; 陈江涛; 冯永刚; 刘志毅; 孔国滨; 闫现臣
Original assignee: Xinxing Ductile Iron Pipes Co Ltd
Current assignee: Xinxing Ductile Iron Pipes Co Ltd
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-09-16
Also published as: CN103471927B

Abstract

本发明公开了一种金属管水压自动试验机，涉及由水压或液压产生的压力实验装置技术领域。所述金属管水压自动试验机包括液压系统、插口挡墙、插口推头、承口端堵、承口挡墙、水压系统，电控控制柜和金属管运输装置，其中液压系统、液控水阀、水压系统、金属管运输装置均受控于所述电气控制柜，根据不同金属管径，电气控制柜发出不同的控制指令，从而使插口推头获得逐步加强的预紧力，满足该管径下的水压试验要求。所述水压自动试验机，可实现免改型、多规格、自动无人值守水压试验，提高了工作效率，特别适合全自动生产线。

Description

一种金属管水压自动试验机

技术领域

本发明涉及由水压或液压产生的压力实验装置技术领域，尤其涉及一种金属管水压自动试验机。

背景技术

为了保证金属管的质量和力学性能，金属管必须逐根按规定的压力进行水压试验，对水压试验不合格的管子，找出打压不合格形成的原因，有效的进行生产控制；而且，对于不同管径的金属管，水压试验的压力标准也是不同的。目前传统的金属管水压试验机的设备系统是由挡墙、拉杆、底座、插口堵头、承口堵头及液压系统和水压系统组成。这种传统的水压试验机试水压时的工作原理有两种，一种是由油缸驱动的插口堵头全压压紧金属管，压力大于金属管试水压最高压力，这种水压试验机的主要问题是插口推头上的密封圈使用寿命短。

同时，现有水压试验机的水压试验是直接将浮动插口堵头堵住插口端口，然后水压直接升至最大值，当管道有较大缺陷时，这种做法有可能导致管道爆裂，可能造成人员伤亡和财产损失。并且，由于直接将水压升至最大值，因此，必须打压开始就使液压机构将插口推头和承口堵头的密封压紧力升至最大，显然，从一开始，插口推头和承口堵头的密封件就处于高压作用下，也就是说，在整个打压测试过程中，密封件长时间处在高压作用下，这极大减小密封件的使用寿命。开始时，管内水压并没有很快升至最大，因此，这时对密封结构来说，尤其水压刚开始打压时就存在一个很大的压力差，从实际应用中可以发现这种大的压力差也容易导致密封件损坏，减小密封件的使用寿命。

另一种水压试验机是采用油缸驱动的插口堵头低压预紧金属管，通过液压系统使油缸自锁，插口推头采用浮动头的结构，在对金属管试水压时，插口浮动推头能够根据金属管试水压的大小自动压紧金属管，这种水压试验机的主要问题是必须根据金属管管径的大小更换浮动插口堵头，不能混管试水压。因此这两种传统的水压试验机在自动化生产线上存在以下问题：1、不能实现根据管径的大小自动打水压；2、不能实现不同管径的金属管进行混合打压；3、在进行不同管径的金属管进行打压的过程中，由于插口堵头设计成浮动堵头的原因，必须根据打压规格的不同更换插口堵头，造成工作效率低；4、需有人照料，安全性不高。

中国专利文献CN201561892U公开了一种压力堵板，如图1-2所示，在打压堵板13和活塞1上开设有直径不同的宽凹形密封槽3，这样可以适应不同规格的阀门试件的水压测试。虽然CN 201561892U的压力堵板可以适应不同规格的阀门试件，但其密封结构是通过在打压堵板13和活塞1上开设密封槽来形成的，这种形成密封结构的方法需要先加工槽，再在槽中设置密封圈等密封材料，工序复杂，同时降低打压堵板13和活塞1的强度。并且，其也只能适应三种不同规格的阀门试件的水压测试，对于那些规格与密封槽直径都不一致的阀门试件，无法实现水压测试，必须更换打压堵板13和活塞1，这同样出现了前面所述的现有技术中常见的问题。另一个问题是，由于采用了活塞式堵板，活塞1与活塞套2之间的密封问题同样需要解决。

中国专利文献CN2634464Y虽然指出其通过电脑自动控制高压水压试验机的运行，但其并没有描述关于自动运行的技术实施方案。同时，对钢管内打压的过程是先打低压水后直接打高压水，这样，当钢管存在较大缺陷时，直接打高压水将直接导致钢管爆裂，造成人员伤害、设备损坏等事故发生，这也是前面所述的现有技术中存在的一个难题。当然，在打压的过程中，插口推头和承口堵头存在有压力差，如前面所述的那样，这也容易导致密封件的损坏。

中国专利文献CN202195928U公开了一种阀门压力测试方法，其中仅指出针对不同阀门试验要求设定相关试验参数下置到PLC中，并没有公开其它技术信息，更没有给出如何打压的技术方案，也就是说，他并没有针对前面所指出的现有技术存在的问题做出改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种金属管水压自动试验机，所述试验机能够自动识别管径、进行双工位或多工位水压试验，不同规格水压试验时免改型，并可实现混管水压试验和自动无人值守打水压，提高设备工作效率，降低工人劳动强度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种金属管水压自动试验机，包括液压系统1、油缸2、插口挡墙3、插口推头4、承口端堵5、承口挡墙6、拉杆7和水压系统8，所述液压系统1与所述油缸2固定连接，所述油缸2固定在所述插口挡墙3上，所述插口推头4固定在所述油缸2的活动端上，插口挡墙3与承口挡墙6之间通过拉杆7进行连接，承口端堵5固定在所述承口挡墙6上，水压系统8与承口端堵5相连通，液控水阀9与插口推头4相连通，所述液压系统1、液控水阀9、水压系统8、金属管运输装置11受控于所述电气控制柜12；所述插口推头4和承口端堵5均包括钢板20和多个弹性密封圈19，所述多个弹性密封圈19固定在所述钢板上，所述多个弹性密封圈19的直径不同且同心设置；液压系统1向油缸2输送压力流体，油缸2的活动端带动插口推头4移动，从而实现插口推头4压住金属管插口端口；电气控制柜12能够根据金属管管径的大小自动控制液压系统1的压力输出，并且液压系统1能够随着水压系统8压力升高自动升高压力输出，从而保证插口推头4对插口端口的压紧力随着金属管内部水压升高而自动升高。

上述技术方案中，插口推头4和承口端堵5均包括钢板20和多个弹性密封圈19，通过在钢板20上设置多个弹性密封圈19来形成压紧插口端口的密封结构，由于并没有像文献CN201561892U那样，在插口推头4和承口端堵5上开设槽，因此，不影响插口推头4和承口端堵5强度，工序简单，节约成本。同时，与开槽相比，同样面积的插口推头4和承口端堵5上可以设置更多的弹性密封圈19，也就是说，与开槽相比，插口推头4和承口端堵5能够适应更多管径的金属管。另外，即使待测金属管的管径与弹性密封圈19均不适应，这时通过简单的更换弹性密封圈19即可，不需要更换插口推头4和承口端堵5，极大的降低了成本。

同时，在打压的过程中，水压是逐渐升高的，插口推头4对插口端口的压紧力随着金属管内部水压升高而自动升高，这样，如果金属管存在较大缺陷时，在水压较低时即可发现，避免爆管等事故发生，保证生命和财产安全。并且，由于插口推头4对插口端口的压紧力随着金属管内部水压升高而自动升高，这就保证了插口推头4的压力在打压的过程中最后才升至最大值的，也就是说，插口推头4上的弹性密封圈19在整个测试过程中不是长时间的作用在高压下，这延长了密封圈的使用寿命。另外，插口推头4对插口端口的压紧力随着金属管内部水压升高而自动升高，这样，插口推头4上的密封件受到管内和油缸的压力差小，这也延长了密封件的使用寿命。

进一步，所述金属管运输装置11包括举升托轮14、举升托轮升降机构15、电机16、管径识别系统17和自动运管平车18，所述举升托轮14通过举升托轮升降机构15固定在自动运管平车18的左右两侧，电机16为举升托轮升降机构15提供动力，管径识别系统17固定在所述自动运管平车18上，所述电机16和自动运管平车18受控于所述电气控制柜12，所述管径识别系统17与所述电气控制柜12电连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述水压自动试验机包括电气控制柜、管径识别系统，电气控制柜能够控制金属管运输装置所采集到关于金属管的管径和水压试验后的数据，电气控制柜内事先存储好关于不同的管径试验水压与液压之间的经验公式，在进行水压实验的过程中，随着水压的上升，传感器把水压压力信号通过PC计算后传递给液压系统，液压系统的压力也随之上升，使油缸的推力始终保持水压试验时所需的密封力，防止水泄漏。

根据采集到的相关数据电气控制柜发出相应的指令信号，控制相关部件动作，从而实现金属管自动无人值守混管打压并能够自动识别金属管，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率，使工作人员远离水压试验危险区，提高了工作人员的安全性。所述水压自动试验机具有数据采集功能，可对金属管进行历史追踪，方便查询相关数据。

进一步，在同一试验机上，所述插口推头4和承口端堵5设置两套以上，每套之间错落有致地布局，从而满足更高效的需求。插口推头4还可以根据不同管径型号设置两套以上，当管径跨度大时，选用合适的插口推头4即可。

上述技术方案实现以下技术效果：所述水压自动试验机的插口推头和承口端堵上设有不同直径的密封圈，能够实现多种不同管径水压试验，不用改型，使用方便，而且所述插口推头和承口端堵可以设置两组或两组以上，在同一台试验机上可以实现进行不同管径的水压实验，大大提高了生产效率，通常，不同组的插口推头和承口端堵之间采用错落的方式进行布置；为了节省工作空间，还可采取更换插口推头4的方式，这种情况下，只需要选择适合管径需求插口推头更换到液缸的活塞杆上即可。

附图说明

图1 为现有技术中密封堵板的立体示意图；

图2 为工作状态时的密封堵板剖面示意图；

图3 为本发明金属管水压自动试验机结构示意图；

图4 为是图3中插口推头的结构示意图。

附图标记：1、液压系统，2、油缸，3、插口挡墙，4、插口推头，5、承口端堵，6、承口挡墙，7、拉杆，8、水压系统，9、液控水阀，10？11、金属管运输装置，12、电气控制柜，13？14、举升托轮，15、举升托轮升降机构，16、电机，17、管径识别系统，18、自动运管平车，19、弹性密封圈，20、钢板。

具体实施方式

如图3所示，一种金属管水压自动试验机，其主要工作原理是识别即将进行水压试验的金属管管径，控制系统根据管径执行打压程序，首先通过液压系统把金属管两端低压预紧后，根据试压水泵在金属管内部产生的压力大小自动调节液压系统的压力，以达到该管径金属管试水压时不漏水的要求，完成金属管水压试验。所述试验机包括液压系统1、油缸2、插口挡墙3、插口推头4、承口端堵5、承口挡墙6、拉杆7、水压系统8、金属管运输装置11和电气控制柜12。

所述液压系统1与所述油缸2固定连接，液压系统1为油缸2提供动力来源，所述油缸2固定在所述插口挡墙3上，所述插口推头4固定在所述油缸2的活塞杆端上，插口推头4在油缸2的作用下能够左右移动；插口挡墙3与承口挡墙6之间通过拉杆7进行连接，承口端堵5固定在所述承口挡墙6上。水压系统8与承口端堵5相连通，可将水注入到金属管内，液控水阀9与插口推头4相连通，所述液压系统1、液控水阀9、水压系统8、金属管运输装置11受控于所述电气控制柜12。

所述金属管运输装置11包括举升托轮14、举升托轮升降机构15、电机16、管径识别系统17和自动运管平车18。所述举升托轮14通过举升托轮升降机构15固定在自动运管平车18的两侧，电机16为举升托轮升降机构15提供动力，管径识别系统17固定在所述自动运管平车18上，管径识别系统17能够测试出金属管的管径数据并将数据传送给电气控制柜12使用，所述电机16和自动运管平车18受控于所述电气控制柜12，所述管径识别系统17与所述电气控制柜12连接。

为了提高所述试验机的工作效率，所述插口推头4和承口端堵5可以设置两组以上，如图4所示，所述插口推头4包括钢板20和弹性密封圈19，所述弹性密封圈19固定在所述钢板上，所述弹性密封圈19设有两个以上，所述弹性密封圈19的直径不同且同心设置，所述密封圈19的直径与金属管相适配，同一组插口推头4和承口端堵5可以实现对不同管径金属管的水压试验工作。不同组的插口推头和承口端堵5之间可以错落布置，以最大限度地利用工作空间。

金属管从前序工位到该工位后，自动运管平车18上的举升托轮升降机构15将金属管举起，并使用管径识别系统17对金属管进行测径。测径结果传送给电气控制柜12，电气控制柜12控制举升托轮升降机构15自动将金属管举升到相应高度。为了根据金属管径提供符合质量规格要求的试验水压，同时，实现液压自动跟踪水压，以保证油缸2提供足够的插口推头预紧力，电气控制柜12根据预先存储在其内的针对该管径的打压程序控制液压系统1启动，油缸2通过插口推头4预压紧金属管，此时水压系统8启动，进行低压充水和高压试验。同时液压系统1随着水压系统8压力的升高自动升高压力，以保证金属管插口推头4的实时预紧力。检测合格后，电气控制柜12控制液控水阀9自动打开泄压，同时自动运管平车18上的举升托轮升降机构15自动降下金属管到相应位置，泄压完毕后油缸2带动插口推头4退回，自动运管平车18启动，把金属管转运到下一个工位，然后返回，依次进行下一次工作循环，以上部件的控制都由电气控制柜12自动控制实现。合格的金属管通过电气控制柜进行数据采集，用来进行质量跟踪。

所述水压自动试验机包括电气控制柜12、管径识别系统17和水压系统8，电气控制柜12能够控制并接收水压系统8和金属管运输装置11所采集到关于金属管的管径和水压试验后的数据，电气控制柜12内事先存储好关于不同的管径实验水压与液压之间的经验公式，在进行水压实验的过程中，随着水压的上升，液压也随之上升，油缸2的推力永远略大于水压的反作用力，防止水泄漏。

根据采集到的相关数据，电气控制柜12发出相应的信号，控制相关部件动作，从而实现了金属管自动无人值守试压，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率，使工作人员远离水压试验危险区，提高了工作人员的安全性。所述水压自动试验机具有数据采集功能，可对金属管进行历史追踪，方便查询相关数据。

此外，所述水压自动试验机的插口推头4上设有不同直径的弹性密封圈19，能够实现多种不同管径水压试验，不用改型，使用方便，并且，可以根据具体需要更换不同规格的弹性密封圈19。所述插口推头4可以设置两个或两个以上，通过调整插口推头4，在同一台试验机上就可以进行更多不同管径的水压实验，大大提高了生产效率。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及其实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用来帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也将落入本发明要求的保护范围内。

Claims

1.一种金属管水压自动试验机，包括液压系统（1）、油缸（2）、插口挡墙（3）、插口推头（4）、承口端堵（5）、承口挡墙（6）和水压系统（8），所述插口推头（4）与所述油缸（2）连接，所述油缸（2）与所述液压系统（1）连接，其特征在于：还包括管径识别系统（17）和电气控制系统（12），所述管径识别系统（17）用于检测金属管的管径，并将管径数据传送给所述电气控制系统（12）；所述电气控制系统（12）根据管径数据向液压系统（1）和所述水压系统（8）发出与该管径水压试验相匹配的控制指令，使所述插口推头（4）根据试验水压大小获得逐步增大的液压预紧力。

2.如权利要求1所述的金属管水压自动试验机，其特征在于：所述插口推头（4）包括钢板（20）和多个直径不同的弹性密封圈（19），所述多个弹性密封圈（19）同心地固设在所述钢板（20）上。

3.如权利要求1或2所述的金属管水压自动试验机，其特征在于：所述插口推头（4）固定连接在穿过所述插口挡墙（3）的所述油缸（2）活塞杆上。

4.如权利要求1所述的金属管水压自动试验机，其特征在于：所述水压系统（8）通过所述承口端堵（5）向金属管提供试验水压。

5.如权利要求1所述的金属管水压自动试验机，其特征在于：所述插口挡墙（3）和所述承口挡墙（6）通过拉杆（7）连接。

6.如权利要求1所述的金属管水压自动试验机，其特征在于：还包括金属管运输装置（11），所述金属管运输装置（11）包括举升托轮（14）、举升托轮升降机构（15）、电机（16）和自动运管平车（18），所述举升托轮（14）通过举升托轮升降机构（15）固定在自动运管平车（18）的两侧。

7.如权利要求1所述的金属管水压自动试验机，其特征在于：还包括液控水阀（9），所述液控水阀（9）与电气控制系统（12）相连。

8.如权利要求1所述的金属管水压自动试验机，其特征在于：所述电气控制系统（12）包括电气控制柜，所述电气控制柜能够根据金属管管径的大小自动控制液压系统（1）的压力输出，并且液压系统（1）能够随着水压系统（8）压力升高自动升高液压输出，保持始终大于试验水压的状态。

9.如权利要求1到8任一项所述的金属管水压自动试验机，其特征在于：所述插口推头（4）和承口端堵（5）可设置两组以上。

10.如权利要求1到8任一项所述的金属管水压自动试验机，其特征在于：所述插口推头（4）可根据不同管径型号设置两套以上。