CN106017823A - 密封性检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种密封紧密性检测装置,旨在解决流体动力和介质传输技术领域一直无科学辨别和监控泄漏的手段和方法而致泄漏失控问题。任何正常压力容器或系统的容积C和漏阻RL都是确定的,如果在固定压力p下观察其泄漏,则显然其容积和漏阻越大、漏完其全部流体的时间t越长,压力越高、漏完其全部流体的时间t越短,反之都亦然;也就是说,本发明人发现的泄漏方程CRL=pt或RL=pt/C=p/IL完全符合密封和泄漏客观规律。因此,在采集到压力容器或系统在固定压力p下泄漏流体容积ΔC的时间为Δt时便知其密封紧密度即漏阻RL=pΔt/ΔC,在采集到泄漏致其压力从p下降至(p-Δp)的时间为Δt时便可按本发明人发现的密封定理知道反映其密封性好坏的保压能力pt=p(p-0.5Δp)Δt/Δp。

Description

密封性检测装置
技术领域
本发明属流体动力传输与流体介质输送系统技术领域,涉及压力容器或系统的密封性检测,特别涉及本发明人发现和定义的密封紧密度即漏阻的测定装置和本发明人发现和定义的保压性的测定表(简称保压表)。
背景技术
压力的单位Pa=N/m2=N·m/m3=单位容积流体的储能,即静压容器的流体储能E=pC,其中p=容器的压力,C=容器的容积。因此,如果在定压p下漏出容器全部流体的时间为t,并比照电流令漏流IL=C/t=单位时间穿过密封节的流体容积(即C=tIL),比照电阻令漏阻RL=p/IL=压力与漏流之比,则由pC=ptIL可知:pC/IL=pt→CRL=pt或RL=pt/C=p/IL。显然,pt值所指为亦称之为一个压力容器或系统固有的保压性或保压能力。由于压力容器或系统的漏阻越大意味着其密封越紧密,因此,无疑,漏阻就是密封紧密度,并可将紧密度即漏阻按RL=pt/C理解为致压力容器或系统泄漏单位容积流体所需的保压能力,按RL=p/IL理解为致压力容器或系统泄漏单位流体流(即在单位时间内泄漏单位容积流体)所需的压力(能)。所以,称CRL=pt为压力容器或系统的保压(泄漏)方程。本保压(泄漏)方程为本发明人首次发现。
由于任何正常压力容器或系统的容积和漏阻都是定值,因此,由泄漏方程CRL=pt可知,
1)任何压力容器或系统的保压能力pt为其容积和其漏阻之积,是常数,正如“容积和漏阻越大、定压漏空的时间越长,压力越高、定压漏空的时间越短,反之亦然”所释;
2)任何压力容器或系统的漏流与压力成正比,比值为其固定不变的漏阻,即漏阻RL=p/IL=pt/C=常数,简直就是说,泄漏方程与欧姆定律完全对应;
3)漏阻的单位可为MPa·h·m-3,泄漏率即漏导(漏阻的倒数)的单位可为m3·(MPa·h)-1;即泄漏方程完全符合压力容器或系统的保压和泄漏客观规律,是无可质疑的。
流体穿过密封节、在管内和在物体表面的流动同是流体的流动,至多是阻止流体流动的阻力类型和大小不同。既然有与只耗能的电阻对应的漏阻,就应有与不耗能的电抗对应的流抗,也应有与电阻抗对应的流阻抗。
相比之下,质量微小的电子流是动能可忽略的带电体运动,质量巨大的分子流是动能不可忽略的无电体运动;因此,电子在电路中的停滞与流动显现为电路的电压与电流的互换,分子在流路中的停滞与流动应显现为流路的压力能与动能的互换。既然电抗是致其两端电压与其中电流的互换元,则流抗便应是致其两端流体压力(能)与其中流体动能的互换元。
毋庸置疑,在理论上,流体的动能是流体压力对静止流体做功的结果,即流体的动能0.5mv2=pA/→0.5pv2=p,其中m=流体质量,v=流体流速,p=m/(Al)=流体的密度,p=对静止流体做功时的压力(用于赋予流体动能的并在所述流速流体中不再存在的压力),I=面积为A的流体横截面在力pA的作用下移动的距离,因此,流体从静止至流动有压力至动能的转换,从流动至静止有动能至压力的转换,在流量或流速不断变化的流动中有压力与动能的不断互换,而且每个单位容积流体的压力减(增)量Δp=动能增(减)量0.5pΔv2
由于流体流速v的单位为[m/s]=[(m3/m2)/s],因此,流体流速v=单位时间内流过单位横截面积的流体容积量,所以,定义为单位时间内流过横截面积(A)的流体容积量的流体流(量)IF=Av,并可理解为流体流的横截面积A按速度v运动单位时间的体积。
由单位容积流体具有的动能0.5pv2=用于赋予流体动能的压力p可知:
由于XF=p/IF的单位可与漏阻的单位MPa·h·m-3相同,又是不耗能地致流体压力(能)转动能的因子,因此,比照电抗,应叫XF为流路的流抗,叫IFXF为流抗所致的压降。
由于管的流抗XF=(pv)/(2A)——是随管腔横截面积A而变的,因此,管流抗所致的压力降IFXF(等于所致的动能增量)是沿流向随管腔横截面积A突变而突变的,或可说,流抗致压力至动能的转换是瞬间完成的,或可说,压力至动能的转换是流抗致压力对流体瞬间撞击所致,或可说,流体一旦流动,流体已吞噬掉致其流动的撞击压力。由于流体的流动还需要一个克服摩擦阻力的压力,因此,流体在管道中的流动总共需要两个分压力,一个是赋予流体流动的压力(IFXF),一个是克服摩擦阻力的压力(IFRF),即流体流过管道的总压降p=IFRF+IFXF=IF(RF+XF),其中IFRF是流阻致损的压力,IFXF是流抗致流体吞噬的压力,或者说管道是一流阻RF与流抗XF串联流路,并可称p=IF(RF+XF)为流体在管道中的流动方程。
事实上,任何两个有相对运动或运动趋势的物体接触面间或多或少都有阻止它们相对运动的摩擦阻力。自然,管对流过其中的流体流的摩擦阻力作用在流体流的外周。法国物理和生物学家泊肃叶(Poiseuille)于1838年用特细管证明,管对流体的摩擦阻力RF=(8ηl)/(πr4)(其中η=粘度,l=管长度,r=管壁半径),不仅不以牛顿为单位,而且还等于管两端间的压力p与其中流体流IF之比,是与电阻对应的流阻。后来人们将其发现命名为泊肃叶定律,并成功用于流速极慢的流体流动领域,如用于人体高血压治疗和流体粘度测定。由于此前人们一直不知道管道有致压降的流抗,以至于错误地认为泊肃叶定律只符合毛细管而不符合普通管中的流体流动的原因是普通管中有紊流所致的不确定压降,因此,迄今为止一直未按泊肃叶定律定义和应用流阻物理量。
相对管流体受到的外周摩擦阻力,随流体截面积而突变的管流抗就是流体受到的来自管变径段或口的正面阻力。流体穿过密封节的阻力和流体穿过管道的外周阻力及正面阻力同是流体流过流路的阻力,显然应该有相同的量纲,因此,按泊肃叶定律定义的管流体受到的外周摩擦阻力的单位居然也可以是MPa·h·m-3,便殊途同归地证明泊肃叶定律和本发明人发现的流体泄漏方程及流体流动方程都是科学的。
同轴共一条母线形成的有相等直(角)包夹体积的两相邻的管凸壁段和运动物体[参见徐长祥,张晓忠,陈佑军.流体的压力能与漏阻、流阻和流抗.液压气动与密封,2015,35(9)],以相等速度相对流体每运动一个身段的运动都是致容积等于直包夹体积的流体从相同的固体表面和静压流体间挤过,或都是致相同的流体流过有相同流阻和流抗的内外流路,完全可按描述管道内流体的流动方程描述运动物体外流体的流动。
综上所述,一切流体流动都可用方程p=IF(RF+XF)来描述,其中p是流体流动所需的总压力,IF是流体流,RF是导流面对流过流体流的外周或切向阻力(叫导体对流体的流阻),XF是碍流面对流过流体流的正面或轴向阻力(叫碍体对流体的流抗),迎流面(口)或缩径段(口)的流抗是致压力能转动能的正流抗,背流面(口)或扩径段(口)的流抗是致动能转压力能的负流抗,IFRF是流阻所致的不可逆压力分量,IFXF是流抗所致的压力能与动能相互转换的可逆压力分量。流体穿过密封节和毛细管的流动都是流速或流量极小的流动,都可视为无流抗而只有流阻的流动;流体穿过变径管段或口的流动是流程极小的流动,可视为无流阻而只有流抗的流动;流体穿过等径管段的流动,可视为无流抗而只有流阻的流动;流体穿过普通管线的流动,可视为既有流阻又有流抗的流动。因此,在不知道流路的流阻、流抗和流阻抗及流体流动方程之前,不可能获得对流体的流动和泄漏的有效控制,不可能有安全可靠的流体动力和介质传输系统。也就是说,不知道流阻(漏阻)、流抗和流阻抗对流体流动的影响的现有流体力学和现有控制泄漏的ISO标准都是偏离科学的,是众多事故的根源。
不难观察到,凡是有路可流的流动流体总是以加速方式绕过或避让所遇到的不可撼动的正面障碍,凡是运动固体总是不顾一切地去撞击所遇到的正面障碍。这是流体和固体各自独有的运动特性。由于流体静压力是保持流体稳定流动的唯一动力,因此,当无固定形状的流体流至正面障碍时,自然被静压力和正面阻力瞬间夹击至增速横流,即流体加速避让正面障碍物的行为,正如前面所述,是流体的流抗或正面阻力致压力瞬间撞击流体的结果。这就是流体压力随其流速增加而减小的机理。所以,现有流体力学不知道“流体压力随其流速增加而减小”现象(伯努利原理)的所以然的事实足以说明,现有流体力学还未触及到流体是如何流动的实质,怎能有效利用和控制流体的流动?何来确保流体动力和介质安全传输的手段?
流抗决定流体是加速还是减速流动即决定流体如何流动,但要认知流抗,由前述的流抗导出过程可知,得先认知流体漏阻或流阻。因此,发现或定义流体漏阻或流阻是导致发现流抗的必要前提。本来,与电漏阻对应的流体漏阻RL=p/IL——指单位时间泄漏单位容积流体所需的压力,与电泄漏率即电漏阻的倒数对应的流体泄漏率1/RL=IL/p——指单位压力引起的流体容积泄漏量,其中IL=流体漏流=单位时间漏出的流体容积≠单位时间漏出的解压流体体积,p=泄漏时的流体压力。然而,ISO 5208《工业金属阀门的压力检测》(GB/T 13927)却将漏流(IL)误称为泄漏率并用其验收密封,相当于以漏流(IL)的倒数1/IL为紧密度即漏阻指标验收密封,即相当于用变量1/IL辨别常量p/IL。ISO 19879《流体动力传递管接头的测试方法》(GB/T 26143)规定在限定的保压时间内无可见泄漏的密封为合格密封,相当于规定在限定保压时间外有可见泄漏的密封为合格密封,实则仍然是以(特别限定的)单位时间漏到压力容器外的可见解压流体体积大小验收密封,即其实质与ISO 5208一样,依然用变量1/IL辨别常量p/IL。ISO 5208和ISO 19879虽然用变量1/IL辨别常量p/IL——虽未顾及漏流随压力而变,但毕竟是以某个时间内某个大致压力下的漏流分辨密封。然而,ISO/TR 11340《液压软管组合件液压系统外部泄漏分级》(GB/Z 18427)则完全不顾压力高低地按可见泄漏流的大小将泄漏分为6级。由于采集和度量漏出流体十分困难,因此,为实施凭肉眼辨别密封好坏,ISO 5208特对每秒漏出的mm3体积数与每分漏出的液滴数及气泡数做出具体换算规定。凭肉眼辨别密封的泄漏,首先是液体的粘附性及挥发性和负偏差的测试压力均可致压力持续期内无滴漏,观察气泡的水深和负偏差的测试压力均可致压力持续期内无气泡;然后是压力容器达到无可见泄漏的门槛太低,可致劣质产品进入运营线路,而用户又无法监控和及时发现气体线路和狭小空间、地下及长途的气液管线的泄漏;最终必然是完全失去对泄漏的有效控制。可以说,这些标准充分证明,现有密封技术不仅对密封紧密度即漏阻无任何科学认识,而且对其错用的物理量(漏流)也缺乏科学认识和计量手段,即不仅不知漏流与测试压力成正比,而且还不知漏出的压缩流体容积和解压流体体积的区别,也不知泄漏流体的粘附和挥发损失所致的误差,甚至对明知有泄漏的密封还要求测出毫无价值的漏流大小。这就好比是说,现有密封技术无任何科学的可见泄漏分辨方法和手段,更无任何科学的不可见泄漏分辨方法和手段。所以,现有密封相关的技术标准不仅致压力容器或系统的泄漏完全失控,而且还助长流体力学长期不知流体如何流动,难免常有流体动力和介质传输系统引起的重大事故。
发明内容
本发明的目的是根据本发明人发现和定义的密封紧密度即漏阻和保压性提出其检测装置,至少使人类对压力容器和系统的泄漏检测由只能非科学地分辨可见泄漏发展到可科学地分辨可见和不可见泄漏,使人类对压力容器和系统的泄漏由不可控发展到完全可控。
压力容器或系统的漏阻越大意味着其密封越紧密,因此,密封紧密度即是漏阻。本发明人证明,压力容器或系统在单位时间内泄出的流体容积即漏流IL与流体压力p成正比,比值为密封紧密度即漏阻RL,即压力容器或系统的漏阻RL=p/IL,是一个与其压力p和漏流IL大小无关的常数。然而,现有技术却将单位时间泄漏到压力容器或系统外的解压流体体积即漏流IL误称为泄漏率并用其辨别密封好坏,至少等于是用(随压力p成正比变化的)变量(漏流IL)辨别(它们的比值)常量,毫无辨别价值。为改变现有技术无科学的密封紧密度即漏阻定义而不能科学辨别密封好坏的现状,特按发明人发现和定义的密封紧密度即漏阻提出一种压力容器或系统的密封紧密度即漏阻测定装置(参见图1~3),其特征是漏阻RL=p/IL=pΔt/ΔC,p是压力容器或系统的固定测试流体压力,IL=ΔC/Δt是压力容器或系统单位时间泄漏的测试流体容积;固定测试流体压力p是依次通过同轴铅锤布置的砝码(06)、活塞(05)和活塞缸(04)组件对与被测容器或系统相通的活塞缸内的测试流体产生的,砝码和活塞总成的总重力G与活塞缸横截面积A之比G/A为固定测试流体压力p;砝码和活塞随泄漏下降的高度h与活塞缸横截面积A之积hA为泄漏的测试流体容积ΔC,Δt为发生所述泄漏流体容积ΔC的耗时。
漏阻RL=pΔt/ΔC是测试压力p、泄漏的流体容积ΔC和泄漏ΔC的耗时Δt三个变量决定的,而测试压力p为所加砝码重力G与活塞缸的横截面积A的比值G/A,ΔC为泄漏引起的活塞下滑高度h与活塞缸的横截面积A的积hA,因此,原始的漏阻测定装置首先应将所述固定测试流体压力产生组件通过一个活塞缸座(03b)放置或固定在数字显示高度尺的水平工作台面(01)上,用数字显示高度尺测试和显示砝码及活塞随泄漏下降的高度h,用分离的计时器记录活塞下降高度h的耗时Δt,然后在泄漏达到指定量h或Δt时读取Δt或h后,按指定量h或Δt、读取量Δt或h及已知量A和p先后计算泄漏容积ΔC=hA和漏阻RL=pΔt/ΔC。
如果将原始的漏阻测定装置中的数字显示高度尺的芯片或微处理器换成具有如下数据输入、采集、运算和显示或/和打印输出功能的微处理器,则便是一台漏阻程控检测仪:
·砝码重力G和活塞缸横截面积A的输入采集功能,
·作为指定量的活塞下降高度h和时间Δt的选择和输入采集功能,
·由一开关或按钮同时复零和启动的活塞下降高度h和时间Δt的采集功能,
·在泄漏达到指定量h或Δt时实施测试压力p=G/A、泄漏容积ΔC=hA和漏阻RL=pΔt/ΔC的计算功能和
·至少输出显示或/和打印漏阻RL值的功能。
因此,一种对原始装置改进后的漏阻测定装置的特征是,所述固定测试流体压力产生组件通过一个活塞缸座(03b)放置或固定在自动采集漏阻计算参数ΔC和Δt后自动计算和至少显示或/和打印漏阻的程控检测仪的水平工作台面(01)上,每次测试是在指定或选择的p值下按泄漏达到指定或选择的ΔC或Δt值为止进行的。
有些压力容器的漏阻测定可以将压力容器直接放置在数字显示高度尺或漏阻程控检测仪的水平工作台面(01)上进行,此时需要测试流体压力产生组件的活塞缸(04)直接与被测压力容器对接。但有些压力容器和系统又不能放置在水平工作台面(01)上进行漏阻测定,只能在水平工作台面(01)上放置一个使活塞缸(04)与软管总成(03a)连通的活塞缸座(03b),以通过软管将测试压力导致被测压力容器或系统。为了同时满足这两种情况的需要,一般将活塞缸(04)和活塞缸座(03b)分两体制造。显然,活塞缸(04)和活塞缸座(03b)可整体制造,只满足对放置在水平工作台面(01)外的压力容器和系统的测试需要。
漏阻测定装置的操作繁琐,只适用于密封、压力容器和系统定型时的漏阻测定,不适用于已定型的压力容器和系统的密封性的出厂验收和运行监测。由于已定型的压力容器和系统的容积C和漏阻RL是已知的或是固定不变的,因此,根据泄漏方程CRL=pt可知,对已定型的压力容器和系统的密封性的出厂验收和运行监测,只需要检查其保压能力pt值是否合格或是否有变化。
任何静压容器或系统的泄漏都将致其压力下降。由于致其压力从p降至(p-Δp)的泄漏等于是在压力(p-0.5Δp)下漏空一个容积为Δp/p倍总容积的子空间的泄漏,因此,如果致其压力p下降Δp的耗时为Δt,则共有p/Δp个子空间的整个静压容器或系统在压力p下全漏空的时间为(p/Δp)Δt,或整个静压容器或系统的保压能力pt=(p/Δp)(p-0.5Δp)Δt。显然,p/Δp值越大、观察时间越短、越接近恒压恒温测试,测试便越准确,并越可用p替代(p-0.5Δp)。这就是本发明人发现的密封定理。根据该定理,只要知道静压容器和系统在任何压力p下泄漏致其压力下降Δp的时间Δt,便可知道其保压能力pt,甚至知道其漏阻RL=pt/C。
量程达到数十乃至上百兆帕(MPa)的现有技术数字压力表都可分辨0.001MPa的压力变化,因此,在现有技术数字压力表的压力采集和辨别芯片中增加压力变化Δp的时间Δt采集线路和保压能力pt=p(p-0.5Δp)Δt/Δp的运算线路,便可用其在任何压力下检测任意压力容器和系统的保压能力。因此,特提出一种压力容器或系统的保压性pt测定表,其特征是pt=p(p-0.5Δp)Δt/Δp,t是压力容器或系统在固定压力p下漏出全部容积流体的耗时,Δt是压力容器或系统泄漏引起压力由p下降至(p-Δp)时的耗时;pt值是自动采集p、Δp和Δt后自动计算显示的,每次测试是按泄漏达到指定或选择的Δp或Δt值时为止进行的。
如果在一段等径长输管线或系统的两端各安装一只保压能力表,并让其中的管线或系统在工作压力下断开两端连接或压力源地进行保压性测试,当两表显示的保压性pt值相等并不小于应有值时,则认为其密封性未发生任何变化;当两表显示的保压性pt值不相等时,则认为其有一个离低值表更近的集中泄漏点——因为被测管线是静压管线,其中无流抗而只有对0.5倍漏流的流阻,而据泊肃叶定理的漏点两侧的流阻与管线长成正比。这样,就无需凭肉眼去巡视管线就可找到泄漏点。
总之,在有了本发明的密封性检测装置后,人类将永远告别凭肉眼去分辨单位时间泄漏流体的液滴数、气泡数或体积的非科学的捡漏方法的历史。
附图说明
在本发明的检测装置附图1~3中,01是水平面,02a、02b和02c分别是测试压力终出口、中出口和始出口的矩形环密封,03a是软管总成,03b是活塞缸座,04是活塞缸,05是活塞(总成),06是砝码,07是高度尺测头,08代表计时器,09是保护支撑,10是溢流槽,11是升高环,12是验证容器,31是活塞缸座(03b)的固定螺钉。
图1是测定或验证活塞(05)与活塞(04)缸连接的漏阻的装置,其中05(活塞总成)见图4。
图2是测定或验证只包括活塞缸(04)的压力输出口在内的测试系统的总漏阻的装置。
图3是测定或验证包括03a和03b构成的压力输出通道在内的测试系统的总漏阻的装置。
图4是活塞总成(05),其中51是活塞体,52是O形环密封,53是排气孔密封锥塞,54是弹簧(55)的止推垫圈,55是塞密封恢复弹簧,56是塞密封调整螺钉,57是活塞安装螺钉。
图5是图3中的活塞缸座03b被有隔离活塞13的活塞缸座03b′替换后的图3局部视图。
具体实施方式
普通压力容器和系统的密封都是阻止其内部流体与外部大气的相互渗漏。可导致内外流体相互渗漏的路径叫漏路。每条漏路中可有一个或一串密封。各漏路的总漏阻为其串接密封节漏阻之和。压力容器或系统的总漏阻为其总漏导的倒数,总漏导为各漏路的漏导之和,各漏路的漏导为其漏阻的倒数。因此,为免除有些漏阻测定中的中间漏导计算,如图3所示,应当确保包括测试流体压力产生活塞05与活塞缸04间的密封节和测试压力通道的密封节02a~02c在内的测试系统的总漏阻远大于被测压力容器或系统的漏阻。
确保活塞05和活塞缸04间的密封节的漏阻足够大的手段,首先是使用一串O形环密封以提高总漏阻,然后是确保液体充分填充O形环间的所有空间以使各O形环同步开始工作。为此,在活塞05的装配操作中应始终保持活塞缸口有液体。
确保包括测试压力终出口、中出口和始出口在内的矩形环密封节02a、02b和02c的漏阻足够大的手段是,在确保矩形环的密封接触面的周向有足够均匀和足够多的塑性变形的同时,还应确保矩形环体的周向有够均匀和足够多的弹性变形以确保密封应力绝对大于测试压力。对于无冷流的金属矩形环可连续在多次测试中使用,对于有冷流的聚四氟乙烯矩形环应一次性现装现用以避免冷流致矩形环体的安装弹性变形消失而致密封应力不能绝对大于测试压力。
但是,不管漏阻测试系统的漏阻比被测试压力容器或系统的漏阻大还是小,都需要经过测定或验证才知道。图1就是测定或验证活塞(05)与活塞缸(04)连接的漏阻的装置,图2就是测定或验证只包括活塞缸(04)的压力输出口在内的测试系统的总漏阻的装置,图3就是测定或验证包括03a和03b构成的压力输出通道在内的测试系统的总漏阻的装置。其实,除具有很多漏路的大型压力系统外,其余的普通压力容器或系统的漏阻都不可能远小于测试装置系统的漏阻,都不可避免地要进行中间漏导计算。因此,漏阻测试装置系统的漏阻必须稳定可靠,并经得起验证或复查。
以液体为测试流体的压力系统中的空气的可压缩性将致泄漏假象,可影响稳定可靠测试。为确保充分排除压力系统中的空气,最好置测试压力产生活塞缸口于压力系统最高点,在慢慢灌注测试流体至缸口后,再安装活塞05。为确保活塞05能顺利装入灌满测试流体的活塞缸内,如图4所示,应在装配操作前用活塞安装螺钉57顶压螺钉56而将活塞中央的排气孔密封锥塞53顶离密封接触位置,以让受安装压缩的测试流体能顺利直通大气。在装配至最后一个O形环刚入活塞缸柱壁时,拧出安装螺钉57,让密封锥塞53自动被垫圈54、弹簧55和螺钉56组成的复位结构楔入排气锥口内。为确保排气孔的漏阻为无穷大,密封锥塞53应当由聚四氟乙烯制成或由表面镀涂软金属或聚四氟乙烯的金属制成。为避免密封锥塞53的楔动所致的假泄漏,锥塞与锥孔应该有足够的配合长度。
当不便将测试压力产生活塞缸口放置在压力系统的最高位置灌注测试流体时,如果在测试装置的压力通道中增设一隔离活塞,则可对测试和被测试系统分别灌注相同和不同流体。当需要利用被测系统的已有压力流体进行漏阻测试时,也需要在测试装置的压力通道中增设一隔离活塞才方便实施漏阻测定。在图3的活塞缸座03b中增设隔离活塞13后,图3中的活塞缸座就变成图5中的03b′,其自然限位端面S1和S2便可致隔离活塞13单向受压。这样,当对被测压力系统中的流体加压至适当压力而致隔离活塞被推至上极限位置时,按前述方法往测试压力产生缸中罐装测试流体和安装活塞5后,便可加砝码6进行漏阻测定。隔离活塞密封节的漏阻大小只影响隔离活塞的单向保压能力,不影响所要进行的漏阻测试。
压缩空气在压力和温度无变化时无任何体积变化,因此,在固定测试压力下,只要测试压力产生活塞还有满足泄漏测试的足够行程,也可用空气作测试压力产生流体,使测试变得非常方便。在使用空气作测试压力产生流体时,同样可在测试压力产生活塞05的O形密封环间充分填充致O形环同步变形的液体。在涉及测试压力产生活塞05的装配中有液体溢出时,应在活塞缸04的外表面上附设一液体溢流槽10,甚至在溢流槽的底部再附设一排泄管。
用漏阻测定装置可确定各标准密封结构的漏阻和漏阻计算公式,根据所用的标准密封及其串并联关系又可计算出压力容器或系统的漏阻RL。因此,在用漏阻测定装置、保压能力表和量具分别测出压力容器或系统的漏阻RL、保压能力pt和容积C的基础上,结合理论计算值、实际测定值和公式CRL=pt便可确定其额定容积C、最小漏阻RL和最小保压能力pt。对于已知容积C、漏阻RL和保压能力pt的定型产品,在出厂验收中和运行监测中只需用保压能力表检测其保压能力是否合格或是否有退化。
在利用保压能力表测试压力容器或系统的保压能力值时,需要用一个双断又泄阀(DBB阀,Double Block-and-Bleed Valve)。双断又泄阀可在同步阻断其左右连接的两个压力容器或系统的连通后,允许其中间通道腔再通大气。因此,利用双断又泄阀的开位可使被测压力容器或系统与其连接的压力流体或压力源连通而获得测试压力,利用其双断又泄位对被测压力容器或系统实施保压能力测试。双断又泄阀通过中间通道腔对大气的泄漏路径也是其阻断的被测容器或系统的一条漏路。

Claims (10)

1.一种压力容器或系统的密封紧密度即漏阻测定装置,其特征是漏阻RL=p/IL=pΔt/ΔC,p是压力容器或系统的固定测试流体压力,IL=ΔC/Δt是压力容器或系统单位时间泄漏的测试流体容积;固定测试流体压力p是依次通过同轴铅锤布置的砝码(06)、活塞(05)和活塞缸(04)组件对与被测容器或系统相通的活塞缸内的测试流体产生的,砝码和活塞总成的总重力G与活塞缸横截面积A之比G/A为固定测试流体压力p;砝码和活塞随泄漏下降的高度h与活塞缸横截面积A之积hA为泄漏的测试流体容积ΔC,Δt为发生所述泄漏流体容积ΔC的耗时。
2.根据权利要求1所述的压力容器或系统的密封紧密度即漏阻测定装置,其特征是所述固定测试流体压力产生组件通过一个活塞缸座(03b)放置或固定在数字显示高度尺的水平工作台面(01)上,用数字显示高度尺测试和显示砝码及活塞随泄漏下降的高度h,用分离的计时器记录发生泄漏测试流体容积ΔC的耗时Δt。
3.根据权利要求1所述的压力容器或系统的密封紧密度即漏阻测定装置,其特征是所述固定测试流体压力产生组件通过一个活塞缸座(03b)放置或固定在自动采集漏阻计算参数ΔC和Δt后自动计算和至少显示或/和打印漏阻的程控检测仪的水平工作台面(01)上,每次测试是在指定或选择的p值下按泄漏达到指定或选择的ΔC或Δt值为止进行的。
4.根据权利要求2或3所述的压力容器或系统的密封紧密度即漏阻测定装置,其特征是所述固定测试流体压力产生组件中的活塞缸(04)与活塞缸座(03b)是整体结构。
5.根据权利要求1、2、3和4中的任何权利要求所述的压力容器或系统的密封紧密度即漏阻测定装置,其特征是所述测试流体压力在通往被测压力容器或系统的通道中有一副隔离活塞(13)及活塞缸,用于隔离测定装置和被测压力容器或系统中的流体。
6.根据权利要求1、2、3、4和5中的任何权利要求所述的压力容器或系统的密封紧密度即漏阻测定装置,其特征是所述固定测试流体压力产生活塞和活塞缸间至少不止一个密封环。
7.根据权利要求1、2、4、5和6中的任何权利要求所述的压力容器或系统的密封紧密度即漏阻测定装置,其特征是所述固定测试流体压力产生活塞缸的外表面上附有一个溢流槽(10)。
8.根据权利要求1、2、3、4、5和6中的任何权利要求所述的压力容器或系统的密封紧密度即漏阻测定装置,其特征是至少有三颗砝码倒塌保护支撑(9)。
9.一种压力容器或系统的保压性pt测定表,其特征是pt=p(p-0.5Δp)Δt/Δp,t是压力容器或系统在固定压力p下漏出全部容积流体的耗时,Δt是压力容器或系统泄漏引起压力由p下降至(p-Δp)时的耗时;pt值是自动采集p、Δp和Δt后自动计算显示的,每次测试是按泄漏达到指定或选择的Δp或Δt值时为止进行的。
10.根据权利要求7所述的压力容器或系统的保压性pt测定表,其特征是按(p-0.5Δp)=p计算pt值。
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