CN104776962B - 阀门检测卡具及具有该卡具的阀门检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀门检测卡具及具有该卡具的阀门检测系统，包括：气缸和具有排气孔的挡板，气缸包括：由腔体贯通的缸体、压盖、呈筒状的活塞；压盖设置在腔体的一端，并且压盖具有凸起轴，容置于腔体内；活塞，一端可滑动地套设于凸起轴之外，且这端的外壁面上形成第一限位凸起，另一端从缸体的腔体露出，形成有外径小于活塞内径的第一抵压头；缸体内壁面形成与第一限位凸起相对应的第二限位凸起；压盖和第一抵压头上，分别具有贯通至活塞的筒状结构的第一气道和第二气道，且第一气道的内径大于第二气道的内径。不仅效率高，通过压差使活塞的第一抵压头压紧被检测阀门，还减少了漏气的可能，提高了检测的精度。

Description

阀门检测卡具及具有该卡具的阀门检测系统

技术领域

本发明涉及阀门检测设备，尤其涉及阀门检测卡具及具有该卡具的阀门检测系统。

背景技术

化工装置上大量使用的小型阀门，很大部分都使用卡套或管螺纹连接，现有的检测装置大都是通过气泡法来检测，采用管接头，将阀门入口连接气源，出口伸到(或者伸出软管)到水中，通过气泡法来观察是否存在泄漏。存在一定的错误率，且阀门的拆装都很繁琐，效率不高。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明提供一种阀门检测卡具，包括：气缸和具有排气孔的挡板，所述气缸包括：由腔体贯通的缸体、压盖、呈筒状的活塞；所述压盖设置在所述腔体的一端，并且所述压盖具有凸起轴，容置于所述腔体内；所述活塞，一端可滑动地套设于所述凸起轴之外，且这端的外壁面上形成第一限位凸起，另一端从所述缸体的腔体露出，形成有外径小于所述活塞内径的第一抵压头；所述缸体内壁面形成与所述第一限位凸起相对应的第二限位凸起；所述压盖和所述第一抵压头上，分别具有贯通至所述活塞的筒状结构的第一气道和第二气道，且所述第一气道的内径大于所述第二气道的内径。

本发明还提供一种包括上述的阀门检测卡具的阀门检测系统，包括：检测气源路、低压气源路、和检测支路；其中，所述检测支路包括压力检测器和所述阀门检测卡具，所述第一气道通过第一阀门连通所述检测气源路；所述排气孔连接第二阀门；所述压力检测器设置在第一阀门与所述第一气道之间；或者设置在所述排气孔与所述第二阀门之间。

本发明至少一个有益效果为：第一气道的内径大与第二气道的内径，因此在活塞的筒状结构的内部产生压差，又因为活塞是可滑动的，因此该压差使活塞向外滑出，使第一抵压头能够压紧被检测的阀门。采用卡具检测阀门不仅效率高，通过压差使活塞的第一抵压头压紧被检测阀门，还减少了漏气的可能，提高了检测的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明阀门检测卡具中气缸的剖面图；

图2为本发明阀门检测卡具的一种示意图；

图3为本发明阀门检测卡具的另一种示意图；

图4为本发明阀门检测系统的示意图。

附图标记：

I-第一空间；II-第二空间；1-气缸；2-挡板；3-底板；4-被检测阀门；11-缸体；12-压盖；13-活塞；14-第一抵压头；15-第一气道；16-第二气道；17-通孔；81-第一阀门；82-第二阀门；83-第三阀门；84-备用手动阀门；85-控制板；86-工控机；87-压力检测器；91-压力表；92-减压阀；93-第四阀门。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明以下各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本发明公开一种阀门检测卡具，包括气缸1和挡板，挡板上设置有排气孔。上述气缸1包括缸体11、压盖12和活塞13，缸体11具有腔体，且腔体贯通缸体，压盖12设置在所述腔体的一端，或者说是缸体的一个端盖，该压盖上还形成有凸起轴，该凸起轴容置腔体内，活塞13呈筒状结构，筒状结构的一端(称之为第一端)套在凸起轴外，二者可相对滑动，且在第一端的外壁面上还形成第一限位凸起，缸体内壁面形成与所述第一限位凸起相对应的第二限位凸起；筒状结构的另一端(称之为第二端)从缸体的腔体内露出，这个露出的第二端形成有外径小于活塞内径(即筒状结构的内径)的第一抵压头14。针对不同规格的阀门，设置了不同规格的第一抵压头14，可以很快捷的更换。

压盖12和第一抵压头14上，分别具有贯通至所述活塞13的筒状结构的第一气道15和第二气道16，且第一气道15的内径大于所述第二气道16的内径。第一气道15的内径大与第二气道16的内径，因此在活塞的筒状结构的内部产生压差，又因为活塞是可滑动的，因此该压差使活塞向外滑出，能够使第一抵压头压紧被检测的阀门。采用卡具检测阀门不仅效率高，通过压差使活塞的第一抵压头压紧被检测阀门4，还减少了漏气的可能，提高了检测的精度。

需要理解，为了在活塞的筒状结构内形成压差，所以活塞与凸起轴之间需要时密封的，即可滑动密封连接，例如可以在二者之间设置密封圈。当然，在实际使用时，还需要配合其他结构，以保证在形成压差时，第一气道和第二气道与外界大气压是不相通的，否则无法形成压差，例如会使用阀门等，具体的方式将在下面介绍阀门检测系统时说明。

在一种实施方式中，第一定位凸起止顶于腔体的内壁面，且可滑动地密封配合；第二定位凸起止顶于所述活塞的外壁面，且可滑动地密封配合；第一凸起、缸体11与压盖12之间形成第一空间，第一凸起与所述第二凸起之间形成第二空间II；在第一空间I和所述第二空间II中分别设置与外界贯通的通孔17。该通孔可以连接气泵等装置，以改变两个空间的内的气压(如下文提及的低压气源路)。当然，也可以单独的只在第一空间I或者第二空间II上形成通孔，只要能够使二个空间形成气压差即可。需要注意，图1中为了方便示意，仅示出了第一空间的通孔17，这并不能用于限制本发明只在第一空间上设置通孔。

需要理解，这里的第一空间I和第二空间II可以理解成凸起轴与缸体11之间的空隙，而该空隙被活塞密封并分割成两部分，这两部分是彼此独立的。如果没有设置与外界贯通的通孔，那这两个空间的气压是不会变化的。而设置了与外界贯通的通孔，该通孔一般与气泵等可以改变气压的设备连接，可以使两个空间的相对气压发生变化，因此可以推动活塞滑动，当然一般情况下这两个空间的气压差值远小于活塞的筒状结构内的压差，因此，该第一空间和第二空间可以是在正式检测阀门之前，将阀门安装到卡具上时，锁紧卡具。当然是让第一空间的压力大于第二空间的压力，推动活塞向外(图中为右侧)移动，以卡紧被检测的阀门。而正式检测时，在筒状结构内产生的压差远大于第一空间和第二空间之间的压力差，并且筒状结构内产生的压差向同样的方向推动活塞，进一步锁紧活塞。并且由于在筒状结构内产生的压差远大于第一空间和第二空间之间的压力差，即使由于操作失误或设备故障，导致第一空间和第二空间的气压差出现问题(例用如图1中的卡具时，由于操作失误，使第二空间的气压大于第一空间的气压)，也不会影响结果，在使用时筒状结构内产生的大压差，可以忽略两个空间的气压差。可选的，第一空间和第二空间的气压差一般在1MPa。当然为了更大限度保证测量的精准，卡具各零部件满足尺寸要求：

D为活塞内径、d为第一抵压头外径、d1为活塞的外径(筒状结构的外径)、d2活塞的最大外径(以第一定位凸起为准)，pa这里表示压强值，即在第二空间通入的压力，例如该压力为1MPa时，那Pa取值为1，例如该压力为2.3MPa时，那Pa取值为2.3。这里的数值仅仅为举例说明，并不用于限制本发明。

可以知晓，第一空间和第二空间可以起到检测开始前安装时的预紧效果。

当然，为了保证两个空间的严密性，压盖12需要完全密封其所在处的腔体的一端，腔体的另一端由第二定位凸起与活塞外壁完成密封。

可选的，保证上述密封可以是在压盖与所述腔体之间、凸起轴与活塞内壁之间、第一凸起部与所述腔体内壁之间、第二凸起部与所述活塞外壁之间设置密封圈。

在一种实施方式中，挡板和所述气缸1设置在底板3上，且挡板和气缸1中至少一个可滑动的设置在所述底板3上。可滑动的设置能够方便安装不同尺寸的尤其是不同长度的阀门。当然挡板和气缸1还可以在相对于所述底板3，在竖直方向上上下移动。这里上下移动可以调节高度，能够适应不同尺寸的阀门。

可选的，挡板结构与气缸1结构相同，当然在这种情形下，为了区分气缸1上的第一抵压头，将挡板上的称之为相对抵压头；当然在这中情况下，挡板上的第一气道的内径并不一定需要大于第二气道，并且，此时挡板上的第二气道则作为挡板的排气孔。

或者，挡板包括板体和在板体上设置第二抵压头，所述排气孔贯通所述第二抵压头。

挡板的数量可以是一个也可以是多个，当然，气缸也可以是一个也可以是多个，以适用于不同类型的阀门，如图2所示的气缸和挡板2各只有一个，挡板2与气缸相对设置；而如图3所示挡板2具有一个，气缸具有两个，这个结构可以用于检测三通阀门。图中只是两种实施方式，其他设置方式也可以用于本发明，例如两个挡板2一个气缸。

另外，本发明还公开一种包括上述一种的阀门检测卡具的阀门检测系统，该系统包括：检测气源路、和检测支路。

检测支路包括压力检测器87和阀门检测卡具，第一气道通过第一阀门81连通检测气源路；排气孔连接第二阀门82；压力检测器87设置在第一阀门81与所述第一气道15之间；或者设置在所述排气孔与所述第二阀门82之间。可选的，该压力检测器可以为气压表，也可以是压力传感器，只要能够完成测取气压均可以用于本发明。

这里的第一阀门和第二阀门关闭时，就可以保证第一气道和第二气道与外界大气压是不相通的，使筒状结构内能够形成压差。

在一种实施方式中，检测系统中还包括控制器，控制器获取压力检测器测取的压力值；压力检测器测取的压力值为：在阀门检测系统处于保压状态下，相隔时间为Δt测取的两个值；控制器根据所述压力值计算泄漏率，并且还控制所述第一阀门、第二阀门的打开或闭合。所述泄漏率的计算方法为：

其中P1和P2为相隔时间是Δt测取两个压力值，V为阀门检测系统的容积。保压状态为在检测气源路向系统供气后，第一阀门和第二阀门都关闭时的状态。

检测支路具有多组，每组所述检测支路共用检测气源路，并且每组所述检测支路相互独立。每组检测支路可以选用不同卡具，如图2和3中所示的两种，这样就可以同时检测不同类型的阀门。同时还可以设置一组备设置为人工读取压力检测器测取值，而不用将检测数据发送到控制器，即使控制器出现问题，还可以人工检测。当然说到控制器，该控制器可以包括控制板85和工控机86，控制板85上可以包括处理模块，存储模块等，用于获取压力检测器测取的气压值、计算、存储等，而工控机86可以控制第一阀门、第二阀门的开关，以提高检测效率，控制方式，和控制时间可以根据检测流程自行设定，具体的设置形式本领域技术人员可以获取不再赘述。

当然，阀门检测系统还包括低压气源路，连通设置在第一空间和第二空间上的通孔。在两个空间上都设置通孔时，每个通孔分别连通低压气源路，此时低压气源路可以有两条独立的供气路并各自设置阀门，分别连通第一空间和第二空间上的通孔。或者，也可是在低压气源路与通孔之间设置第三阀门83并同时控制第一空间和第二空间的给排气。如果只在第一空间和第二空间中的其中一个上设置通孔，那么无论哪个设置通孔，都连接到低压气源路。通过该通孔向第一空间或第二空间加压或减压，调节两个空间的气压差。无论是在第一空间还是第二空间或者两个空间上都设置有通孔，都可通过阀门来控制是否连通，以实现两个空间的形成气压差。

当然，在多个检测支路时，每个检测支路也可以共用一个低压气源路。同时，上述的工控机也可以控制第三阀门83的开关。

另外，第一阀门、第二阀门，可以分别并联一个备用手动阀门84，以避免出现故障时系统无法使用。

可选的，在检测气源路上还可以设置第四阀门93，用于打开或切断检测气源路，还可以设置减压阀92和压力表91，以获取并调节检测气源路的气压。

具体的检测方法可以是，将阀门安装到第一抵压头和第二抵压头之间(在挡板2结构和气缸结构相同时，将阀门安装到第一抵压头和相对抵压头之间)，通过低压气源调整第一空间I和第二空间II的气压差，使活塞向外滑出，第一抵压头压紧阀门。检测气源路供气，此时第一阀门打开，第二阀门关闭，供气完成后，关闭第一阀门，这样可以使第一阀门和第二阀门之间的部分与大气不连通，此状态称为保压状态，压力检测器相隔Δt的时间分别测取第一压力值P1和第二压力值P2，根据公式(2)计算泄漏率。当然，可以是通过控制器计算的，在计算后，打开第二阀门，释放气压，再通过低压气源路控制两个空间的压差，使活塞可以收回，方便取下阀门。以上检测过程只是可供实施的检测方法的一种，针对不同类型的阀门和不同的检测标准可以实施不同的测试方法，包括改变测试压力和保压时间等，都可以通过工控机很方便的实现。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (10)

1.阀门检测卡具，包括：气缸和具有排气孔的挡板，其特征在于，

所述气缸包括：由腔体贯通的缸体、压盖、呈筒状的活塞；

所述压盖设置在所述腔体的一端，并且所述压盖具有凸起轴，容置于所述腔体内；

所述活塞，一端可滑动地套设于所述凸起轴之外，且这端的外壁面上形成第一限位凸起，另一端从所述缸体的腔体露出，形成有外径小于所述活塞内径的第一抵压头；

所述缸体内壁面形成与所述第一限位凸起相对应的第二限位凸起；

所述压盖和所述第一抵压头上，分别具有贯通至所述活塞的筒状结构的第一气道和第二气道，且所述第一气道的内径大于所述第二气道的内径。

2.根据权利要求1所述的阀门检测卡具，其特征在于，

所述第一限位凸起止顶于所述腔体的内壁面，且可滑动地密封配合；

所述第二限位凸起止顶于所述活塞的外壁面，且可滑动地密封配合；

所述第一限位凸起、所述缸体与所述压盖之间形成第一空间，所述第一限位凸起与所述第二限位凸起之间形成第二空间；

在所述第一空间和所述第二空间分别设置与外界贯通的通孔。

3.根据权利要求1或2所述的阀门检测卡具，其特征在于，

所述压盖与所述腔体之间、所述凸起轴与所述活塞内壁之间、所述第一限位凸起与所述腔体内壁之间、所述第二限位凸起与所述活塞外壁之间还设置有密封圈。

4.根据权利要求1或2所述的阀门检测卡具，其特征在于，

所述挡板和所述气缸设置在底板上，且所述挡板和所述气缸中至少一个可滑动地设置在所述底板上。

5.根据权利要求4所述的阀门检测卡具，其特征在于，

所述挡板和所述气缸相对于所述底板，在竖直方向上上下移动。

6.根据权利要求5所述的阀门检测卡具，其特征在于，

所述挡板结构与所述气缸结构相同；或者，

所述挡板包括板体和在所述板体上设置的第二抵压头，所述排气孔贯通所述第二抵压头。

7.一种包括上述权利要求1-6中任一项所述的阀门检测卡具的阀门检测系统，其特征在于，包括：

检测气源路、和检测支路；其中，

所述检测支路包括压力检测器和所述阀门检测卡具，所述第一气道通过第一阀门连通所述检测气源路；所述排气孔连接第二阀门；

所述压力检测器设置在第一阀门与所述第一气道之间；或者设置在所述排气孔与所述第二阀门之间。

8.根据权利要求7所述的阀门检测系统，其特征在于，

所述第一限位凸起、所述缸体与所述压盖之间形成第一空间，所述第一限位凸起与所述第二限位凸起之间形成第二空间；

在所述第一空间和所述第二空间分别设置与外界贯通的通孔；

所述的阀门检测系统还包括：

低压气源路，通过第三阀门连通设置在所述第一空间和所述第二空间上的通孔；

控制器，所述控制器获取所述压力检测器测取的压力值；

所述压力检测器测取的压力值为：在阀门检测系统处于保压状态下，相隔时间为Δt测取的两个压力值；

所述控制器根据所述压力值计算泄漏率，并且还控制所述第一阀门、第二阀门和第三阀门的打开或闭合。

9.根据权利要求8所述的阀门检测系统，其特征在于，

所述泄漏率的计算方法为：

<mrow> <mi>Q</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>P</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> <mo>*</mo> <mi>V</mi> </mrow> <mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>

其中P1和P2为相隔时间是Δt测取的两个压力值，V为阀门检测系统的容积。

10.根据权利要求8或9所述的阀门检测系统，其特征在于，

所述检测支路具有多组，每组所述检测支路共用检测气源路和低压气源路，并且每组所述检测支路相互独立。