CN105699200B - 大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置 - Google Patents

Abstract

大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置，克服了现有技术利用专用水压机对弯头管件进行水压检测，弯头管件弧形管身极易造成变形和裂纹的问题，特征是在弯头承口端部外径设有弯头承口凸台，在弯头插口管身外径设有弯头插口法兰，在承堵插口外缘设有偏心锁铰接座，在偏心锁铰接座中铰接偏心锁，承堵工装利用偏心锁钩在弯头承口凸台上实现自锁密封；在插堵承口端部外径设有插堵法兰，插堵工装利用插堵法兰与弯头插口法兰用螺栓固定连接实现密封，有益效果是结构简单，安装与拆卸方便，在弯头管件公称直径相同的情况下具有通用性，无需专用水压机即可进行水压试验，杜绝了弯头管件受挤压变形裂纹问题，同时可节约制作大型专用水压机的投资费用。

Description

大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置

技术领域

本发明属于弯头管件水压试验装置技术领域，特别涉及大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置。

背景技术

用于承压的球墨铸铁管件按ISO2531：2009国际标准和GB/T13295—2013国家标准要求，管件产品出厂前必须全数进行水压检测，公称直径大于DN700以上规格的球墨铸铁管件最小试验压力为1Mpa。不同规格形状的管件水压试验是通过专用水压机完成的。现有技术中水压机对弯头管件类（11.25°，22.5°，45°，90°）管件检测有较大的局限性，特别是DN1400以上规格大口径承插弯头管件水压检测时端面密封十分困难，弯头管件类管件检测时在水压机的摆放是，以90°弯头管件为例，承插口端面向上，呈45°角，弯头管件底部座落在滑动台车的支撑垫块上，在承插口端面上安装起密封作用的平胶垫，利用专用水压机对弯头管件进行水压检测，存在的问题是：第一，承插口密封是利用水压机压紧端口平胶垫完成的，要保证端口密封效果，2个侧油缸作用在平胶垫上的压力必须大于弯头管件试验压力，以公称直径DN1400承插弯头管件为例，承口最大内径1530mm，油缸推力为1837.6KN，如此之大的压力作用在弯头管件支撑部位，在反作用力下，弯头管件弧形管身极易造成变形和裂纹，而且，弯头管件直径越大，所需密封推力越大，弯头管件变形的几率也越大；第二，在进行大口径弯头管件水压测试时，容易导致弯头管件的接口处发生泄漏，水压测试效果差，而承插口端口密封用的平胶垫，在油缸推力不足的情况下也容易导致弯头管件的接口漏水，一旦漏水，带压水会把平胶垫撕裂，同时，在插口端的平胶垫由于与管件接触面积小，压力过大会把平胶垫切断，需要更换平胶垫，平胶垫的损耗量也大；第三，弯头管件直径越大，所需密封推力越大，当公称直径DN2600时，承口最大内径为2830mm，油缸推力将达到6287KN，如此大推力的龙门框架结构的大型水压机投资巨大，一般工厂很少采用。

为了解决前2个问题，专利号为ZL201110369773.3的发明专利公开了一种大口径弯头管件水压测试封口装置，该发明专利是在管件内设置衬管，衬管的每个法兰盘上均外装有堵头套，通过衬管与堵头套的密封连接，使管径的承压面积减少，从而降低油缸推力，较好地解决了大口径球墨铸铁弯头管件水压测试所存在的弯头管件容易变形和弯头管件的接口处发生泄漏的问题。但是，该发明专利由于需要在整个管件内部都加设衬管，所述衬管呈圆弧状管形结构，衬管的外壁上设有若干道加强筋，靠衬管与堵头套的密封连接，实现对弯头管件中的两个承口的封堵，因此对衬管的强度和加工精度要求较高，一旦衬管受压变形，就失去密封作用，导致整个装置失去作用；而且，衬管与堵头套的密封连接是通过衬管的两端管口分别设内置的法兰盘，每个法兰盘的外盘面上设有密封槽，每个法兰盘的密封槽内安装有密封圈，堵头套的连接端设有内置的圆环连接板，圆环连接板的外环面上设有密封槽，堵头套是在圆环连接板处采用螺栓与衬管的法兰盘构成安装，堵头套圆环连接板上的密封槽是与衬管法兰盘上的密封圈配合安装，一旦法兰盘上的密封圈出现泄漏，就会影响密封效果，也会导致整个装置失效；此外，该发明专利采用技术方案所述衬管与堵头套不具有通用性，不同规格、不同形状的弯头管件需要配置相应规格、形状的衬管与堵头套，投资很大，生产成本很高；最后，该发明专利所述装置必须通过水压测试，没有水压机无法工作。

申请号为201220310168.9的实用新型公开了一种密封性好的管件试压用塞头，它包括插堵、承堵，其特征是插堵上设有进水口、排气口和与试压机油缸连接的球头碗口，承堵上设有与管件连通的进水孔，插堵与承堵之间通过T型胶圈榫卯连接，并形成型腔，但是，该实用新型插堵与承堵之间通过T型胶圈榫卯连接，是在插堵与承堵之间形成型腔，使用时，插堵上的球头碗口与试压机油缸连接，在油缸作用下，承堵通过密封垫与管件端口密封，通过进水口对管件内部注水加压，管件内的空气通过排气口排出，水流在压力的作用下迅速充满型腔，水流遇到插堵内壁时形成一个向下的力作用于承堵内壁，使得承堵在向下力的作用下密封性更好，并且随着试压压力的加大，承堵越压越紧从而实现完全密封，但是，综合分析后可知，该实用新型实际上是利用试压用塞头替代水压机上的压板，利用塞头对端口密封，塞头必须通过水压机压紧端口密封胶垫，没有水压机不能进行水压试验，所以，该实用新型必须利用水压机才能完成试验，特别是，该实用新型是利用塞头空腔高压水的反作用力与水压机油缸垂直压力之合完成端口密封，合力产生的压力必须大于标准规定的检测压力，因此弯头类管件受挤压变形的风险并没有减小，换句话说，该实用新型没有解决弯头类管件受压变形问题以及试压用塞头与管件之间平胶垫受压变形的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足之处，为解决球墨铸铁弯头类管件在进行水压试验时受压变形的问题，同时解决水压试验过程中承插口密封的可靠性以及为不使用专用水压机的情况下也能进行水压试验提供大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置。

本发明大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置采用的技术方案包括承堵工装、弯头管件和插堵工装，所述承堵工装设有承堵插口和承堵封头，在承堵封头上设有水压试验进水口，所述弯头管件的公称直径为DN1400～2600，所述弯头管件设有弯头承口和弯头插口，所述插堵工装包括插堵承口和插堵封头，在插堵封头上设有水压试验排气口和水压试验排水口，在所述弯头承口端部外径设有弯头承口凸台，在弯头插口的管身外径设有弯头插口法兰，在所述承堵插口外缘设有偏心锁铰接座，在所述偏心锁铰接座中铰接偏心锁，在弯头承口内壁与承堵插口外壁之间安装第一密封胶圈，承堵工装利用与承堵工装铰接的偏心锁钩在弯头承口凸台上实现自锁密封；在插堵承口端部外径设有插堵法兰，在弯头插口外壁与插堵承口内壁之间安装第二密封胶圈，插堵工装利用插堵法兰与弯头插口法兰用紧固螺栓固定连接实现密封。

在弯头插口法兰上加工有弯头插口法兰通孔，所述弯头插口法兰与弯头插口的端面距离L为317～403 mm。

在所述承堵封头上端设有环形加强筋板和偏心锁铰接座加强筋，所述偏心锁铰接座通过偏心锁铰接座加强筋与环形加强筋板连接。

所述偏心锁铰接座成对设置，在所述承堵插口外缘至少设有8对偏心锁铰接座，在每对偏心锁铰接座中通过承堵销轴孔中安装的销轴铰接偏心锁。

所述弯头插口法兰通孔在进行水压试验时为光孔，进行水压试验后加工为螺纹孔。

所述弯头管件、承堵工装和插堵工装均采用消失模整铸成型。

所述偏心锁一端设有偏心销轴孔，另一端设有弧形锁钩。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）根据本发明提供的大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置，无论是弯头管件的承口还是弯头管件的插口密封均采用国家和国际标准规定的密封形式，不同的是承堵工装和插堵工装均能与弯头管件实现自锁和互锁，其中插堵工装是利用弯头插口法兰与插堵法兰上的法兰用螺栓紧固实现互锁密封，承堵工装是利用承堵工装铰接的偏心锁钩在弯头承口凸台上，实现自锁密封，结构简单，安装、拆卸方便，在弯头管件公称直径相同的情况下具有通用性，与弯头管件的形状角度变化无关。

（2）为克服承插弯头管件在水压试验环节的难题，本发明从2个方面进行了改进：一是改进大口径球墨铸铁弯头管件本身的结构形状，在不妨碍弯头管件原有使用性能的基础上，在弯头承口端部的外径设有弯头承口凸台，在弯头插口的管身外径设有与弯头插口的管身整铸为一体的弯头插口法兰，在弯头插口法兰上加工有弯头插口法兰通孔，使弯头管件的形状适合水压试验，实现承堵工装和插堵工装均能与弯头管件实现自锁和互锁；二是设计承堵工装和插堵工装，在承堵工装的封头上设计有水压试验进水口，进行水压试验时用高压水管与水泵连接，在插堵工装的封头上设计水压试验排气口和水压试验排水口，压力表设计在水泵上，因此本发明提供的水压试验装置，既能实现对承插口良好密封效果，又能实现承插堵工装与弯头管件自锁互锁，改压力密封为机械密封，在不使用专用水压机的情况下也能进行水压试验。

（3）本发明利用承插管件自身密封特点，将弯头管件在水压机上的端面密封改为承插密封更为安全可靠，由于弯头管件能与承堵工装和插堵工装2个试压工装进行自锁互锁，无需专用水压机即可进行水压试验，彻底杜绝了弯头管件受挤压变形裂纹问题，同时可节约制作大型专用水压机的投资费用，本发明不仅仅适用于11.25°，22.5°，45°，90°弯头管件类产品的水压试验，当公称直径大于DN1400至DN2600时，在水压机能力不足的情况下，所有承插接口管件均可采用本发明提供的装置进行水压试验，而改进的弯头管件承插口结构由于弯头管件插口增加了弯头插口法兰，弯头管件承口增加弯头承口凸台，还提高了弯头管件的自身强度，可将承插弯头管件规格进一步做大，扩展应用范围。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的球墨铸铁弯头管件示意图；

图3是本发明承堵工装结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是本发明插堵工装结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是本发明偏心锁示意图；

图8是图7的俯视局部剖视图；

图9是图7的B向视图；

图10是本发明应用示意图。

图中：

1.承堵工装，

1-1.水压试验进水口，1-2.承堵销轴孔，

1-3.承堵插口，1-4.承堵封头，

1-5.偏心锁铰接座，1-6.环形加强筋板，

1-7.承堵吊耳，1-8.偏心锁铰接座加强筋，

2.弯头管件，

2-1.弯头承口，2-2.弯头承口凸台，

2-3.弯头插口法兰，2-4.弯头插口法兰通孔，2-5.弯头插口，

3.紧固螺栓，

4.插堵工装，

4-1.插堵法兰，4-2.插堵法兰通孔，

4-3.插堵承口，4-4. 水压试验排气口，

4-5. 水压试验排水口，4-6.插堵封头，4-7.插堵吊耳，

5.偏心锁，

5-1.偏心销轴孔，5-2.弧形锁钩，

6.销轴，

7.第一密封胶圈，

8.第二密封胶圈，

9.水压试验机，

10.侧油缸。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括承堵工装1、弯头管件2和插堵工装4；

如图3～图4所述，本发明承堵工装1是在对现有技术中的承堵进行改进实现的，包括有承堵插口1-3和承堵封头1-4，为了实现承堵插口良好的密封效果，又能实现承堵工装与弯头管件自锁，无需专用水压机即可进行水压试验，在所述承堵插口1-3外缘顶端至少设有8对偏心锁铰接座1-5，在每一个偏心锁铰接座1-5上都加工有销轴孔1-2，在承堵封头1-4上设有水压试验进水口1-1，为了对偏心锁铰接座1-5提供强度支撑，在承堵封头1-4上端设有环形加强筋板1-6和偏心锁铰接座加强筋1-8，每一个偏心锁铰接座1-5均通过偏心锁铰接座加强筋1-8与环形加强筋板1-6连接，为了适应公称直径大于DN700以上规格的球墨铸铁管件的水压试验，特别是DN1400～DN2600规格大口径承插弯头管件水压试验，在所述承堵封头1-4上还设有承堵吊耳1-7，以方便吊装；所述偏心锁铰接座1-5成对设置是为了便于在其中铰接偏心锁5；

如图2所示，本发明弯头管件2是一种可以进行自锁水压试验的大口径球墨铸铁弯头管件，是在对现有技术中的球墨铸铁弯头管件进行改进实现的，弯头管件2的公称直径为1400～2600mm，包括弯头承口2-1和弯头插口2-5，为了实现可以进行自锁水压试验的大口径弯头管件，无需专用水压机即可进行水压试验，在所述弯头承口2-1端部的外径设有弯头承口凸台2-2，在弯头插口2-5的管身外径设有弯头插口法兰2-3，弯头插口法兰2-3与弯头插口2-5的端面距离L为317～403mm，在弯头插口法兰2-3上加工有弯头插口法兰通孔2-4，所述弯头插口法兰通孔2-4进行水压试验时为光孔，进行水压试验后加工为螺纹孔，该螺纹通孔用于在施工过程中方便球墨铸铁弯头管件与球墨铸铁管的拆卸；

如图5～图6所述，本发明插堵工装4是在对现有技术中的插堵进行改进实现的，包括插堵承口4-3和插堵封头4-6，为了实现插堵良好的密封效果，又能实现插堵工装与弯头管件互锁，无需专用水压机即可进行水压试验，在所述插堵承口4-3端部外径设有插堵法兰4-1，在插堵法兰4-1上设有插堵法兰通孔4-2，在插堵封头4-6上设有水压试验排气口4-4和水压试验排水口4-5，为了适应公称直径大于DN700以上规格的球墨铸铁管件的水压试验，特别是DN1400～DN2600规格大口径承插弯头管件水压试验，在所述插堵封头4-6上还设有插堵吊耳4-7，以方便吊装；

如图7～图9所述，本发明所述偏心锁5一端设有偏心销轴孔5-1，另一端设有弧形锁钩5-2，为了保证弧形锁钩5-2受力后紧贴在弯头管件2的弯头承口2-1管身上，所述弧形锁钩5-2的底端为弧形，该弧形的直径D与所述弯头管件2的公称直径相匹配，且所述偏心销轴孔5-1的中心水平线低于偏心锁5本体水平中心线形成偏心结构。

如图1～图6所示，在所述弯头管件2的弯头承口2-1中安装承堵工装1，在每对对偏心锁铰接座1-5中通过承堵销轴孔1-2中安装的销轴6铰接偏心锁5，在弯头承口2-1内壁与承堵插口1-3外壁之间安装第一密封胶圈7，承堵工装1利用与承堵工装1铰接的偏心锁5钩在弯头承口凸台2-2上实现自锁密封，水压试验中，在试验压力作用下，偏心锁5与弯头承口凸台2-2自锁密封会自动实现完全密封；在所述弯头管件2的弯头插口2-5管身安装插堵工装4，在弯头插口2-5外壁与插堵承口4-3内壁之间安装第二密封胶圈8，插堵工装4利用插堵法兰4-1与弯头插口法兰2-3用紧固螺栓3固定连接实现互锁密封。

本发明所述弯头管件2、承堵工装1和插堵工装4均采用消失模整铸成型。

如图1～图10所示，本发明应用工作过程是，首先，在弯头承口2-1中安装一密封胶圈7，在插堵承口4-3中安装第二密封胶圈8，然后将承堵工装1和插堵工装4分别与弯头承口2-1和弯头插口2-3连接并锁紧，再利用水压机9上的2个侧油缸10压紧密封，然后将承堵封头1-4上的水压试验进水口1-1用高压水管和进水阀与水泵连接，压力表设在水泵上，再打开承堵封头1-4上的水压试验进水口1-1的进水阀和插堵封头4-6上的水压试验排气口4-4的排气阀，关闭插堵封头4-6上的水压试验排水口4-5的排水阀，然后启动水泵，向弯头管件2内注水，注满水后关闭水压试验排气阀，水泵继续注水，当水压升至1Mpa时关闭水压试验进水阀，水泵停止工作，保持压力，进行检测，合格后打开水压试验排水阀泄掉水压，水压试验结束，此时拆除锁紧装置，然后缓慢对弯头管件2重复加压，利用水压推力将承堵工装1和插堵工装4顶出。

Claims (7)

1.大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置，包括承堵工装（1）、弯头管件（2）和插堵工装（4），所述承堵工装（1）设有承堵插口（1-3）和承堵封头（1-4），在承堵封头（1-4）上设有水压试验进水口（1-1），所述弯头管件（2）的公称直径为DN1400～2600，所述弯头管件（2）设有弯头承口（2-1）和弯头插口（2-5），所述插堵工装（4）包括插堵承口（4-3）和插堵封头（4-6），在插堵封头（4-6）上设有水压试验排气口（4-4）和水压试验排水口（4-5），其特征在于，在所述弯头承口（2-1）端部外径设有弯头承口凸台（2-2），在弯头插口（2-5）的管身外径设有弯头插口法兰（2-3），在所述承堵插口（1-3）外缘设有偏心锁铰接座（1-5），在所述偏心锁铰接座（1-5）中铰接偏心锁（5），在弯头承口（2-1）内壁与承堵插口（1-3）外壁之间安装第一密封胶圈（7），承堵工装（1）利用与承堵工装（1）铰接的偏心锁（5）钩在弯头承口凸台（2-2）上实现自锁密封；在插堵承口（4-3）端部外径设有插堵法兰（4-1），在弯头插口（2-5）外壁与插堵承口（4-3）内壁之间安装第二密封胶圈（8），插堵工装（4）利用插堵法兰（4-1）与弯头插口法兰（2-3）用紧固螺栓（3）固定连接实现互锁密封。

2.根据权利要求1所述大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置，其特征在于，在弯头插口法兰（2-3）上加工有弯头插口法兰通孔（2-4），所述弯头插口法兰（2-3）与弯头插口（2-5）的端面距离L为317～403mm。

3.根据权利要求1所述大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置，其特征在于，在所述承堵封头（1-4）上端设有环形加强筋板（1-6）和偏心锁铰接座加强筋（1-8），所述偏心锁铰接座（1-5）通过偏心锁铰接座加强筋（1-8）与环形加强筋板（1-6）连接。

4.根据权利要求1所述大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置，其特征在于，所述偏心锁铰接座（1-5）成对设置，在所述承堵插口（1-3）外缘至少设有8对偏心锁铰接座（1-5），在每对偏心锁铰接座（1-5）中通过承堵销轴孔（1-2）中安装的销轴（6）铰接偏心锁（5）。

5.根据权利要求2所述大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置，其特征在于，所述弯头插口法兰通孔（2-4）在进行水压试验时为光孔，进行水压试验后加工为螺纹孔。

6.根据权利要求1所述大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置，其特征在于，所述弯头管件（2）、承堵工装（1）和插堵工装（4）均采用消失模整铸成型。

7.根据权利要求1所述大口径球墨铸铁弯头管件自锁水压试验装置，其特征在于，所述偏心锁（5）一端设有偏心销轴孔（5-1），另一端设有弧形锁钩（5-2）。