CN103822765A

CN103822765A - 一种大型通风设备空气泄漏率检测装置

Info

Publication number: CN103822765A
Application number: CN201410076497.5A
Authority: CN
Inventors: 张劲戈
Original assignee: Shanghai Nautilus General Equipment Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shanghai Nautilus General Equipment Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明涉及一种大型通风设备空气泄漏率检测装置，由压力气源，包括进气口、出气口、压力表，在进气口和出气口间设有流量计和截止阀，所述的进气口为三通进气口，所述的出气口为三通出气口，在所述的三通进气口和三通出气口直联段设置流量计和直联截止阀，所述的三通进气口一端口连接连续压力气源，另一端口经流量计与三通出气口的一个端口连接，第三端口经旁路截止阀与三通出气口的另一端口连接，所述三通出气口的第三端口密闭连接被测大型容器，所述的压力表位于三通出气口和被检测容器之间或直接安装在被检测容器上。用于定量检测大型通风设备泄漏率，操作方便，直接从流量计上读出泄漏率；结构简单，与国外相似效果检测设备比成本极低。

Description

一种大型通风设备空气泄漏率检测装置

技术领域

本发明涉及一种大型通风设备空气泄漏率检测装置，属空气泄漏率检测装置，主要应用于大型通风设备，可拓展用于楼宇新风系统、大型低压气体储存设备、密封粮仓、常压油罐顶盖、沼气池等大型低压有气密性检测要求的场所。

背景技术

气密性检测主要是检验容器及其各联接部位充气后是否有泄漏现象。气压检测主要是检验容器及其各联接部位充气后能否达到设计压力。气密性试验可与气压试验同时进行，气压试验的试验压力应规定为设计压力的1.15倍。两者的重要目的之一，就是检测设备中是否存在因非设计要求出现的气体漏出造成的能量损失，也就是泄漏。

对于压力系统来说，尤其是大型通风设备，泄漏是无处不在的，只要系统因气体漏出损失的压力降能维持在所允许的值以下，不会影响系统的正常操作，就可以认为系统无泄漏。在大型通风设备制造或运转的时候，不但需要知道有无泄漏，而且还要知道泄漏率有多大。

泄漏率指单位时间内空气的泄漏流量。泄漏率是大型通风设备是否存在泄漏的重要指标。目前在通风行业，绝大多数在用涂液法、听音法、超声波法、氨气示踪法等来定性检测有无泄漏，而在一些国外标准中却规定了泄漏率不能超过限值，这就要求定量检测。常规定量检测泄漏大都是采用“保压法”：即气体加压到要求后切断气源，利用压降法计算泄漏率。这种方法在大型低压通风系统中适用于容积较小（5～6m³以下）的设备，而大型通风设备普遍体积庞大，容积量有时达到数百立方米，再加上设备安装高度高、安装环境复杂，使用涂液法等方法定性检测本身就已经很困难，更不用说定量检测了。

设管道直径为D，截面积为s，管道内流量是“单位时间内通过某一截面的气体量”，气体量为“气体所占有的体积同其压力的乘积”。因此，泄漏率表示为 Q=pV/t,单位为Pa.m³/s。

对泄漏率单位进行量纲运算，可得: 1Pa.m³/s=1N.m/s=1J/s=1w

即：1Pa.m³/s相当于每秒流过1J的能量,或相当于1W的功率。可见pV具有质量、能量的双重性，pV/t 则应为能量流量或功率。

由任意质量m的理想气体状态方程:pV=（m/M）RT

可知：pV量值上由气体的质量(包括摩尔质量M和体积V内的总质量m)和温度决定。pV本质上是气体内能的外在表征量, pV值既包含质量，又包含能量。确切的讲,pV应定义为气体的质能量; pV/t为质能流量。

上式中：p,V,m,T依序分别为气体的压力(Pa),容积(m³),质量(g),热力学温度(K); M为气体摩尔质量(g/mol); R为摩尔气体常数(R=831441J/mol.K)。

当没有热能交换(M,T一定)时, pV值是与质量m成正比。泄漏率既可用质能流量Q=pV/t,也可用质量流量q_m=mt来量度。两者量纲虽然不同,仍可相互换算。换算时,必须明确指出温度、摩尔质量一定的条件。这就是以往狭义的泄漏率。

当没有质量交换时(M,m一定),pV值也随外界的热能交换而变化,这时,pV/t的变化量就是能量流量。

普遍意义上，泄漏率Q=pV/t既反映质量变化,又反映热能的变化，同时反映了质能损失率，这正是正压检漏中要全面考察的。

对于大型低压通风设备，即使在没有质量变化（无泄漏）情况下，由于体表面积很大，热能交换也会很大，因此采用常规的压降法很难测得泄漏率。

在大型低压通风设备空气泄漏率检测领域内，目前有以下常用泄漏检测方法：

涂液法检漏：在容器内充气达到规定测试压力后，用检测液涂抹在阀门、焊缝、连接口、螺纹丝口等容易泄漏处，以检测容器的气密性。由于常用的检测液为肥皂水，该方法又称肥皂水涂抹法。优点：该方法原理简单、操作简便、结果明显、使用成本低，是人们生活经验运用，常被用来定位泄漏点和其他方法配套使用。不足：该方法人为经验因素大、有一定的泄漏率范围限制，不能定量检测泄漏率。

听音法检漏：在容器内充气达到规定测试压力后，用耳朵或听诊器检测容器 “咝咝”的漏气声。声音的大小和频率取决于泄漏率的大小、两侧的压力、压差和气体的种类等。优点：该方法原理简单、操作简便、使用成本低，是人们生活经验运用。但在一定泄漏率下，因声波的反射或吸收，很难确定泄漏点，常和其他方法配套使用。不足：该方法与人的个体听力有关，人为经验因素大、结果不十分明显、有一定的泄漏率范围限制，不能定量检测泄漏率。

超声波法检漏：该方法使用超声波检漏仪来检漏，实际上是听音法的一种。它是将泄漏声音中可听频率部分滤掉，仅仅使超声波部分放大，以检测出泄漏。检测时可以直接使用超声波检测器，根据检测仪表指针是否摆动，或使超声波回到可听频率范围内鸣笛的方法来确定有无泄漏。优点：该这种方法操作简便，人为因素较小，不同检测人员所得到的检测结果基本相同。超声波转换器由于只检测超声波部分，在普通工厂的噪音条件下，不受明显干扰，因此检漏效果很好。不足：该法的成本高，灵敏度与被试验物体的加压、减压状况、泄漏的大小、泄漏点与检漏探头间的距离等因素有关，不能定量检测泄漏率。

氨气示踪法检漏：在容器内充入示踪气体氨气，达到规定测试压力后，在阀门、焊缝、连接口、螺纹丝口等怀疑有漏气处贴上具有对氨敏感的pH指示剂的显影带，有漏气孔时，氨气会使显影带改变颜色，由此可找出漏孔的位置，以检测容器的气密性。优点：该这种装置简单、操作方便、易于掌握、便于普及，氨气来源充足成本低，显示直观定位准确，检测灵敏度与被检件的容积大小无关。检测人员除观察颜色变化外，还可以利用嗅觉查找泄漏处。不足：该法需要对容器清洁后注入氨气，充氨过程复杂，氨气是易燃、易爆、有害气体，要求测试环境通风要好；pH示剂的显影带粘贴要求较高；氨对铜及铜合金有腐蚀作用，故不能对含有这些材料的设备进行检漏；该方法适合高压的容器的检漏，低压通风系统一般不采用；该方法不能定量检测泄漏率。

目前，急需一种可以定性、定量检测大型通风设备空气泄漏率的装置，以满足不同场合和国外标准对大型低压通风系统气密性检测的要求。

发明内容

本发明目的在于：提供一种大型通风设备空气泄漏率检测装置，可以定性、定量检测大型通风设备空气泄漏率，以满足不同场合和国外标准对大型低压通风系统气密性检测的要求。

本发明再一目的在于：提供上述大型通风设备空气泄漏率检测装置的使用方法。

为达上述目的，本发明提供下述技术方案：一种大型通风设备空气泄漏率检测装置，由压力气源，包括进气口、出气口、压力表，在进气口和出气口间设有流量计和截止阀，其中，所述的进气口为三通进气口，所述的出气口为三通出气口，在所述的三通进气口和三通出气口直联段设置流量计和截止闭，所述的三通进气口一端口连接连续压力气源，另一端口经流量计与三通出气口的一个端口连接，第三端口经旁路截止阀与三通出气口的另一端口连接，所述三通出气口的第三端口连接被测大型容器密闭连接，所述的压力表位于三通出气口和被检测容器之间或直接安装在被检测容器上。本发明可以直接从流量计上读出泄漏率。

设计原理为：当采用连续压力气源恒压供气时，本发明管道直径为D，截面积为s，管道内流量是“单位时间内通过某一截面的气体量”，气体量为“气体所占有的体积同其压力的乘积”。因此，泄漏率表示为 Q=pV/t,单位为Pa.m³/s。

pV=（m/M）RT=恒定值，如果不产生质能交换，通过流量计示值接近于0；当产生质能交换时，采用连续压力气源供气就会产生质能流量，流量计就会有示值，因此可以直接得到质能损失率，既泄漏率。

在上述方案基础上，所述的直联截止阀有二个，分设在流量计前后，为前部截止阀和后部截止阀，在流量计与三通进气口连接端设有前部直管和前部截止阀，即三通进气口的另一端口连接前部截止阀前端，前部截止阀后端经前部直管连接所述的流量计。

在上述方案基础上，所述的流量计与三通出气口连接端设有后部截止阀和后部直管，所述的流量计与后部直管的前端连接，后部直管经后部截止阀与所述的三通出气口的一个端口连接。

在上述方案基础上，所述的压力气源的最大压力设定为大于被检测容器的压力，并在保持设定压力的情况下连续供气。

在上述方案基础上，本发明提供一种大型通风设备空气泄漏率检测装置使用方法：

（1）对被检测容器进行密闭封堵处理，将三通出气口与被检测容器密闭连接；

（2）关闭直联段截止阀，打开旁路截止阀；

（3）开启压力气源，使整个密闭系统充满空气，并达到预计检测压力值，通过压力表连续监测压力值变化；

（4）保持压力气源连续供气，及时调整压力表示值稳定在预定值范围内，如果压力表示值无法稳定，说明整个密闭系统有泄漏，通过确定漏气位置，并及时堵漏，直到明显泄漏处完全封闭；

（5）先打开直联截止阀，同时监测流量计和压力表示值，待压力表示值稳定后慢慢关闭旁路截止阀，期间需确保流量计示值不超过量程，如果流量计示值达到或接近流量计量程，说明还有暗泄漏点存在，继续寻找并堵漏，直到流量计示值满足流量计量程后，完全关闭旁路截止阀；

（6）旁路截止阀完全关闭后，待流量计示值稳定后，直接在流量计上读取泄漏率，如果不满足检测的泄漏率要求，则继续寻找并堵漏，直到满足检测的泄漏率要求为止；

（7）结束检测时，先打开旁路截止阀，再关闭直联截止阀，最后关闭压力气源。

其中，当所述的直联截止阀有二个时，分设在流量计前后，为前部截止阀和后部截止阀，步骤（2）中关闭直联段截止阀为依序关闭前部截止阀和后部截止阀。

在上述方案基础上，步骤（4）中，可以通过听音法、涂液法、超声波法等方法确定漏气位置。

在上述方案基础上，步骤（5）中,先打开后部截止阀，再打开前部截止阀，同时监测流量计和压力表示值，待压力表示值稳定后慢慢关闭旁路截止阀，期间需确保流量计示值不超过量程。如果流量计示值达到或接近流量计量程，说明还有暗泄漏点存在，继续寻找并堵漏,直到流量计示值满足流量计量程后，完全关闭旁路截止阀。

在上述方案基础上，步骤（7）结束检测后，通过压力表连续监测压力值变化，直到被检测容器内的压力泄完，将三通出气口与被检测容器拆离。

本发明的优点在于：使用连续压力源，用流量计来直接读取泄漏量，解决了国内现有技术难以定量检测大型通风设备泄漏率的问题；操作方便，可以直接从流量计上读出泄漏率；结构简单，相较与国外相似效果检测设备，成本极低。

附图说明

图1为本发明大型通风设备空气泄漏率检测装置的结构示意图；

附图中标号说明：

1——连续压力气源；

21——三通进气口； 22——三通出气口；

3——流量计；

41——前部截止阀； 42——后部截止阀；

51——前部直管； 52——后部直管；

6——旁路截止阀； 7——压力表。

具体实施方式

请参阅图1为本发明大型通风设备空气泄漏率检测装置的结构示意图：

如图1所示，一种大型通风设备空气泄漏率检测装置，由连续压力气源1提供压力，保证检测系统的压力，包括进、出气口、压力表7，在进、出气口间设有流量计3和截止阀，其中：

所述的进气口为三通进气口21，所述的出气口为三通出气口22，在所述的三通进气口21和三通出气口22直联段设置流量计3和直联截止阀，所述的三通进气口21一端口连接连续压力气源1，另一端口经流量计3与三通出气口22的一个端口连接，第三端口经旁路截止阀6与三通出气口22的另一端口连接，所述三通出气口22的第三端口密闭连接被测大型容器，所述的压力表7直接安装在被检测容器上。

其中，所述的直联截止阀有二个，分设在流量计3前后，为前部截止阀41和后部截止阀42，所述的三通进气口21一端连接连续压力气源1，另两端分别与前部截止阀41前端和旁路截止阀6前端相连，三通出气口22一端与被检测容器密闭连接，另两端分别与后部截止阀42后端和旁路截止阀6后端相连，前部截止阀41后端通过前部直管51与流量计3前端相连，后部截止阀42前端通过后部直管52与流量计3后端相连；所述的压力表7位于三通出气口22和被检测容器之间或直接安装在被检测容器上。

本发明作为大型低压通风设备空气泄漏率检测系统采用正压检漏方法，上述各部件密封连接后，再与被检测体密闭对接。要求所述的连续压力气源1的最大压力应略高于实际检测工况，并能在保持压力的情况下连续供气。本实施例选择可调恒压连续气源，一方面保证足够的空气流量，使空气在短时间内充满大型低压通风设备；另一方面可满足持续保持规定的测试压力。

作为关键部件，气体流量计3最大量程和最小启动流量要与被检测容器或系统的泄漏量相匹配，且流量计3精度符合相应检测等级要求。本发明选用小流量空气介质腰轮流量计。该流量计精确度高、启动压力小、启动流量小、带温度和大气压力监视，考虑了温度和大气压力补偿，符合上述要求，能够满足大型低压通风设备空气泄漏率检测各类标准要求。

在上述方案的基础上，根据流量计3的选型，可参考所选流量计厂家推荐的尺寸，确定前部直管和后部直管的长度与直径的比例，即：所述的前部直管51和后部直管52的长度与直径的比例根据所选流量计3规定尺寸。旁路管道和旁路截止阀6，是用于流量计3开启使用之前向大型低压通风设备内大流量注入气体和关闭连续气源前反向大流量泄压使用的，主要是保护小流量计不超过最大量程。

要求在有效检定期内，所述的压力表7量程要与实际检测工况压力相匹配，且压力表7精度符合相应检测等级要求。

在上述方案的基础上，所述的前部截止阀41、后部截止阀42和旁路截止阀6要求开启灵活，各阀门、管件等的连接部均密闭无泄漏，检测设备各连接部位可加压后用涂液法确定无泄漏。

本发明的使用方法如下：

（1）对被检测容器进行密闭封堵处理，密闭连接好气源，将三通出气口22一端与被检测容器密闭连接，监测管路系统和大型低压通风设备；

（2）关闭流量计3的前后开关，即前部截止阀41和后部截止阀42，打开旁路截止阀6。

（3）开启连续压力气源1，使整个密闭系统充满空气，并达到预计检测压力值，通过压力表7连续监测压力值变化。

（4）保持连续压力气源1连续供气，及时调整压力表7示值稳定在预定值范围内。如果压力表7示值无法稳定，说明整个密闭系统有泄漏，可选择听音法、涂液法、超声波法等确定漏气位置，并及时堵漏，直到明显泄漏处完全封闭。

（5）先打开后部截止阀42，再打开前部截止阀41，同时监测流量计3和压力表7示值，同时监测流量计示值，确保流量计3示值不超过量程，待压力表7示值稳定后慢慢关闭旁路截止阀6。如果流量计3示值达到或接近流量计3量程，说明还有暗泄漏点存在，继续寻找并堵漏。直到流量计3示值满足流量计3量程后，完全关闭旁路截止阀6。

（6）旁路截止阀6完全关闭后，待流量计3示值稳定后，可直接在流量计3上读取泄漏率。如果不满足检测的泄漏率要求，则继续寻找并堵漏，直到满足检测的泄漏率要求为止。

（7）结束检测时，先打开旁路截止阀6，再依序关闭前部截止阀41和后部截止阀42，最后关闭连续压力气源1。通过压力表7连续监测压力值变化，直到被检测容器内压力泄完，方可将三通出气口22与被检测容器拆离，即拆除本发明检测装置。

本发明检测泄漏时用连续压力源工作，并保持稳定流量和压力；降压法检测泄漏时是要关闭压力源，通过记录单位时间里的气体压力降，来计算泄漏率的。

本发明可以解决大型低压通风设备空气泄漏率检测的技术问题。该装置可拓展用于楼宇新风系统、大型低压气体储存设备、密封粮仓、常压油罐顶盖、沼气池等大型低压有气密性检测要求的场所。

Claims

1.一种大型通风设备空气泄漏率检测装置，由压力气源，包括进气口、出气口、压力表，在进气口和出气口间设有流量计和截止阀，其特征在于：所述的进气口为三通进气口，所述的出气口为三通出气口，在所述的三通进气口和三通出气口直联段设置流量计和直联截止阀，所述的三通进气口一端口连接连续压力气源，另一端口经流量计与三通出气口的一个端口连接，第三端口经旁路截止阀与三通出气口的另一端口连接，所述三通出气口的第三端口密闭连接被测大型容器，所述的压力表位于三通出气口和被检测容器之间或直接安装在被检测容器上。

2.根据权利要求1所述的一种大型通风设备空气泄漏率检测装置，其特征在于：所述的直联截止阀有二个，分设在流量计前后，为前部截止阀和后部截止阀，在流量计与三通进气口连接端设有前部直管和前部截止阀，即三通进气口的另一端口连接前部截止阀前端，前部截止阀后端经前部直管连接所述的流量计。

3.根据权利要求2所述的一种大型通风设备空气泄漏率检测装置，其特征在于：所述的流量计与三通出气口连接端设有后部截止阀和后部直管，所述的流量计与后部直管的前端连接，后部直管经后部截止阀与所述的三通出气口的一个端口连接。

4.根据权利要求1所述的一种大型通风设备空气泄漏率检测装置，其特征在于：所述的压力气源的最大压力设定为大于被检测容器的压力，并在保持设定压力的情况下连续供气。

5.根据权利要求1至4之一所述的一种大型通风设备空气泄漏率检测装置使用方法：

（2）关闭直联段截止阀，打开旁路截止阀；

6.根据权利要求5所述的一种大型通风设备空气泄漏率检测装置使用方法，其特征在于：所述的直联截止阀有二个，分设在流量计前后，为前部截止阀和后部截止阀，步骤（2）中关闭直联段截止阀为依序关闭前部截止阀和后部截止阀。

7.根据权利要求5所述的一种大型通风设备空气泄漏率检测装置使用方法，其特征在于：步骤（4）中，通过听音法、涂液法、超声波法确定漏气位置。

8.根据权利要求5所述的一种大型通风设备空气泄漏率检测装置使用方法，其特征在于：步骤（5）中,先打开后部截止阀，再打开前部截止阀，同时监测流量计和压力表示值，待压力表示值稳定后慢慢关闭旁路截止阀，期间需确保流量计示值不超过量程，如果流量计示值达到或接近流量计量程，说明还有暗泄漏点存在，继续寻找并堵漏,直到流量计示值满足流量计量程后，完全关闭旁路截止阀。

9.根据权利要求5所述的一种大型通风设备空气泄漏率检测装置使用方法，其特征在于：步骤（7）结束检测后，通过压力表连续监测压力值变化，直到被检测容器内压力泄完后，将三通出气口与被检测容器拆离。