CN108007655A - 一种船用密闭容器泄漏检测系统及泄漏率检测方法 - Google Patents
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Abstract
船用密闭容器泄漏检测系统，包括空压机、空气瓶、电磁阀V1，其特征在于，所述空压机内设有吸入阀和排出阀，活塞安装在吸入阀和排出阀的下部，所述活塞连接有曲轴；所述空压机、空气瓶、电磁阀V1之间通过管道连接，其中：空压机的吸入阀与进气管道连接，所述进气管道上安装有过滤干燥器和截止阀一；空压机的排出阀与管道的进气端连接，所述空压机与空气瓶之间的管道上安装有截止阀二，空气瓶与电磁阀V1之间的管道上依次安装有截止阀三、减压阀和压力表P1；本发明利用合理的结构设计，可以通过检测得出的压差值计算得出密封容器的泄漏率，速度快，安全率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种船用密闭容器泄漏检测系统及泄漏率检测方法，属于船舶工程技术领域。
背景技术
船用密闭容器一般有柴油机气缸、液压缸、液压油箱、空气瓶及泵缸等，其密封性检测方法通常采用液压试验或气压试验。液压试验时时采用清水或液压油，检测效果较好，但是检测时间长，可能长达数小时，为了避免被测试容器的腐蚀问题，检测结束后还需要及时清理掉清水或液压油。
如一申请号为CN106872123A公开了一种压力容器泄漏检测系统，包括：中央处理器、传感器组、人机交互系统、三维建模系统和泄漏检测仪，所述中央处理器、传感器组、人机交互系统、三维建模系统和泄漏检测仪组成压力容器泄漏检测系统；中央处理器：作为压力容器泄漏检测系统的控制中心，对采集的信息进行判断处理；传感器组：包括温湿度传感器、气压传感器、气体流速传感器和定位单元，所述温湿度传感器、气压传感器、气体流速传感器和定位单元采集压力容器内的温度湿度、气体流动状态和相对应传感器的位置，该压力容器泄漏检测系统，提高了测量精度和位置的准确定位，降低了破坏压力容器的风险，降低使用成本。
又如一申请号为CN105675235A公开了一种容器泄漏检测装置和方法。公开的容器泄漏检测装置中，进气装置与保压腔体相连接，所述保压腔体通过保压管道与密封装置连接，所述密封装置与测量腔体通过测量管道连接，所述测量腔体上设置有出气装置，所述保压管道上设置有保压阀门，所述密封装置上安装被测容器；所述保压腔体上设置保压气压传感器；所述测量腔体上设置测量气压传感器；所述保压气压传感器和测量气压传感器均向控制器发送压力数据；所述控制器用于接收保压气压传感器、测量气压传感器的压力数据，并根据在预定时间段内测量气压传感器的压力数据的变化情况判断被测容器是否泄漏。不需要破坏容器，检测精度较高、速度较快，可取代人工方式，避免泄漏容器流入市场。
船用密闭容器气压试验时，压力应分阶段逐步升压及保压，检测效果较好，但是也存在着检测时间较长，检测压力较大时，还可能存在着被检测容器进一步加大泄漏及爆炸等安全隐患等问题。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的问题，提出了一种船用密闭容器泄漏检测系统及泄漏率检测方法，本发明利用合理的结构设计，可以通过检测得出的压差值计算得出密封容器的泄漏率，速度快，安全率高。
本发明的具体技术方案如下：
一种船用密闭容器泄漏检测系统，包括空压机、空气瓶、电磁阀V1，其特征在于，
所述空压机内设有吸入阀和排出阀，活塞安装在吸入阀和排出阀的下部，所述活塞连接有曲轴；
所述空压机、空气瓶、电磁阀V1之间通过管道连接，其中：空压机的吸入阀与进气管道连接，所述进气管道上安装有过滤干燥器和截止阀一；
空压机的排出阀与管道的进气端连接，所述空压机与空气瓶之间的管道上安装有截止阀二，空气瓶与电磁阀V1之间的管道上依次安装有截止阀三、减压阀和压力表P1；
所述电磁阀V1通过管路分别连接有分支管路一和分支管路二，其中：分支管路一上依次安装有电磁阀V2、压力表P2和待测容器；分支管路二上依次安装有电磁阀V3和标准容器；
所述分支管路一和分支管路二之间还连接有并联管路一和并联管路二，其中：并联管路一上安装有电磁阀V4、并联管路二上安装有压差传感器，所述压差传感器内设有薄膜。
优先地，所述空压机上安装有安全阀一，空气瓶上安装有安全阀二；所述空气瓶上还安装有截止阀四，待测容器上安装有截止阀五，标准容器上安装有截止阀六。
基于上述装置，本发明还提出了一种船用密闭容器泄漏率检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)充气阶段，同时打开电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3，使得相同压力的压缩空气从空气瓶内充入标准容器与被测试容器中去，充气压力与两容器内压力相等即充满，充满后需要稳定一段时间之后停止充气；
2)平衡阶段，当标准容器和待测容器充完气后，关闭截止阀三和进气用的电磁阀V1，将压缩空气断开，打开平衡用的电磁阀V4，使两端气体压力平衡；
待测容器与标准容器中的压缩空气达到平衡后，待测容器与标准容器中压缩空气的压力和温度可被认为是近似相等，即：
p1＝p2
T1＝T2
其中p1、T1、V1为待测容器平衡后的状态参数，p2、T2、V2为标准容器平衡后的状态参数；
3)检测阶段，平衡稳定一段时间后，关闭平衡用的电磁阀V4，开始进行检测；如果有泄漏，标准容器与待测容器之间会产生压力差，其压力差值与泄漏时间成类似线性变化；在取定时间范围内读取压差传感器的压差值，计算泄漏率，并与标准值进行比对；
检测中，根据热力学及质量守恒定律，可得：
待测容器：
标准容器：
其中：ΔV是压差传感器内的薄膜向压力低的一侧弯曲时产生的体积差；Δp时压差传感器测得的数值，即压差；设压差传感器系数为当传感器精度越高，则的值越小，一般情况下，被近似为0；
所以，待测容器在检测过程中的泄漏量为：
因此，泄漏率计算公式为：
为了简化计算过程，将检测过程中温度视为定值，则泄漏率计算公式为：
其中：pa为大气压值；Q为泄漏气体体积流量；t为产生压差的时间；
通过上述计算得出待测容器的泄漏率；
4)排气阶段，检测完成之后，打开电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4，打开待测容器上截止阀五及标准容器上的截止阀六，将两容器中的压缩空气排出干净，拆下待测容器及其他测试零部件，完成测试；
5)空气瓶补气阶段，当空气瓶中压缩空气的压力较低时，打开截止阀、截止阀二，关闭截止阀，合上与曲轴连接的电动机电源，电动机转动，带动曲轴做回转运动，曲轴带动活塞做上下往复运动；活塞由上往下运动时，吸入阀打开，外界空气依次经过过滤干燥器、截止阀进入空压机，活塞由下往上运动，吸入阀自动关闭，吸入进来的空气被上行的活塞压缩，当压缩空气压力大于空气瓶内空气压力时，压缩空气进入空气瓶里储存，待空气瓶中压缩空气达到额定压力时，脱开电动机电源，关闭空压机；关闭截止阀一、截止阀二，此时空气瓶处于随时可用状态，为后续的泄漏检测做好了充分准备；空气瓶底部的截止阀，用于泄放空气瓶底部聚集的油水混合物，可定期泄放或根据空气瓶排出的空气状态不定期泄放，避免含油或水的空气进入系统，腐蚀检测装置的部件。
本发明的有益效果：
1)本检测装置包含空压机，空压机产生压缩空气，用于密闭容器泄漏的检测，当空气瓶中压缩空气压力较小时，可启动空压机，给空气瓶充气；使空气瓶的压缩空气足够用于检测需要。
2)系统也含有过滤干燥器部件，将干燥器与过滤器组合成过滤干燥器，过滤干燥器可以吸收压缩空气的水分，避免对待测容器产生腐蚀问题。过滤干燥器也可以滤除空气中的灰尘、粉尘等杂质，避免杂质进入系统，造成阻塞系统部件等问题。
3)本检测装置也包含一个标准容器，与待测容器进行比较，判定待测容器是否泄漏，并通过测量大气压力、标准容器与待测容器的体积、标准容器与待测容器泄漏前后的压力等，就可以计算出待测容器的泄漏率。
附图说明
图1为本发明船用密闭容器泄漏检测系统的结构图。
具体实施方式
实施例1
如图所示，一种船用密闭容器泄漏检测系统，包括空压机31、空气瓶25、电磁阀V1，所述空压机31内设有吸入阀32和排出阀33，活塞34安装在吸入阀32和排出阀33的下部，所述活塞34连接有曲轴26。
空压机31、空气瓶25、电磁阀V1间通过管道300连接，其中：空压机31的吸入阀32与进气管道连接，所述进气管道上安装有过滤干燥器27和截止阀一28，过滤干燥器27；过滤干燥器可以吸收压缩空气的水分，避免对待测容器产生腐蚀问题。过滤干燥器也可以滤除空气中的灰尘、粉尘等杂质，避免杂质进入系统，造成阻塞系统部件等问题。
空压机31的排出阀33与管道300的进气端连接，所述空压机31与空气瓶25之间的管道300上安装有截止阀二30，空气瓶25与电磁阀V1之间的管道300上依次安装有截止阀三2、减压阀3和压力表P1，压力表P1用来显示管道压力。电磁阀V1通过管路分别连接有分支管路一100和分支管路二200，其中：分支管路一100上依次安装有电磁阀V2、压力表P2和待测容器11；分支管路二200上依次安装有电磁阀V3和标准容器12；
所述分支管路一100和分支管路二200之间还连接有并联管路一500和并联管路二600，其中：并联管路一500上安装有电磁阀V4、并联管路二600上安装有压差传感器9，所述压差传感器9内设有薄膜38，薄膜38用来检测压差，待测容器里气体与薄膜上方相通，其气体压力作用在薄膜上方，标准容器里气体与薄膜下方相通，其气体压力作用在薄膜下方。标准容器与待测容器中气体的压力相等，膜片不发生变形，标准容器中气体压力大于待测容器中气体压力，薄膜向上弯曲，弯曲程度表示压力差值。
空压机31上安装有安全阀一29，空气瓶25上安装有安全阀二1；所述空气瓶25上还安装有截止阀四37，待测容器11上安装有截止阀五36，标准容器12上安装有截止阀六35。
基于上述装置，本发明还提出了一种船用密闭容器泄漏率检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)充气阶段，同时打开电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3，使得相同压力的压缩空气从空气瓶25内充入标准容器12与被测试容器11中去，充气压力与两容器内压力相等即充满，充满后需要稳定一段时间之后停止充气；
2)平衡阶段，当标准容器12和待测容器11充完气后，关闭截止阀三2和进气用的电磁阀V1，将压缩空气断开，打开平衡用的电磁阀V4，使两端气体压力平衡；
待测容器11与标准容器12中的压缩空气达到平衡后，待测容器11与标准容器12中压缩空气的压力和温度可被认为是近似相等，即：
p1＝p2
T1＝T2
其中p1、T1、V1为待测容器平衡后的状态参数，p2、T2、V2为标准容器平衡后的状态参数；
3)检测阶段，平衡稳定一段时间后，关闭平衡用的电磁阀V4，开始进行检测；如果有泄漏，标准容器与待测容器之间会产生压力差，其压力差值与泄漏时间成类似线性变化；在取定时间范围内读取压差传感器9的压差值，计算泄漏率，并与标准值进行比对；
检测中，根据热力学及质量守恒定律，可得：
待测容器：
标准容器：
其中：ΔV是压差传感器内的薄膜向压力低的一侧弯曲时产生的体积差；Δp时压差传感器测得的数值，即压差；设压差传感器系数为当传感器精度越高，则的值越小，一般情况下，被近似为0；
所以，待测容器在检测过程中的泄漏量为：
因此，泄漏率计算公式为：
为了简化计算过程，将检测过程中温度视为定值，则泄漏率计算公式为：
其中：pa为大气压值；Q为泄漏气体体积流量；t为产生压差的时间；
通过上述计算得出待测容器11的泄漏率；
4)排气阶段，检测完成之后，打开电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4，打开待测容器11上截止阀五36及标准容器12上的截止阀六35，将两容器中的压缩空气排出干净，拆下待测容器及其他测试零部件，完成测试；5)空气瓶补气阶段，当空气瓶25中压缩空气的压力较低时，打开截止阀28、截止阀二30，关闭截止阀2，合上与曲轴26连接的电动机电源，电动机转动，带动曲轴26做回转运动，曲轴26带动活塞34做上下往复运动；活塞34由上往下运动时，吸入阀32打开，外界空气依次经过过滤干燥器27、截止阀28进入空压机31，活塞34由下往上运动，吸入阀32自动关闭，吸入进来的空气被上行的活塞34压缩，当压缩空气压力大于空气瓶25内空气压力时，压缩空气进入空气瓶25里储存，待空气瓶25中压缩空气达到额定压力时，脱开电动机电源，关闭空压机31；关闭截止阀一28、截止阀二30，此时空气瓶处于随时可用状态，为后续的泄漏检测做好了充分准备；空气瓶25底部的截止阀37，用于泄放空气瓶25底部聚集的油水混合物，可定期泄放或根据空气瓶排出的空气状态不定期泄放，避免含油或水的空气进入系统，腐蚀检测装置的部件。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种船用密闭容器泄漏检测系统，包括空压机(31)、空气瓶(25)、电磁阀V1(5)，其特征在于，
所述空压机(31)内设有吸入阀(32)和排出阀(33)，活塞(34)安装在吸入阀(32)和排出阀(33)的下部，所述活塞(34)连接有曲轴(26)；
所述空压机(31)、空气瓶(25)、电磁阀V1(5)之间通过管道(300)连接，其中：空压机(31)的吸入阀(32)与进气管道连接，所述进气管道上安装有过滤干燥器(27)和截止阀一(28)；
空压机(31)的排出阀(33)与管道(300)的进气端连接，所述空压机(31)与空气瓶(25)之间的管道(300)上安装有截止阀二(30)，空气瓶(25)与电磁阀V1(5)之间的管道(300)上依次安装有截止阀三(2)、减压阀(3)和压力表P1(4)；
所述电磁阀V1(5)通过管路分别连接有分支管路一(100)和分支管路二(200)，其中：分支管路一(100)上依次安装有电磁阀V2(6)、压力表P2(10)和待测容器(11)；分支管路二(200)上依次安装有电磁阀V3(7)和标准容器(12)；所述分支管路一(100)和分支管路二(200)之间还连接有并联管路一(500)和并联管路二(600)，其中：并联管路一(500)上安装有电磁阀V4(8)、并联管路二(600)上安装有压差传感器(9)，所述压差传感器(9)内设有薄膜(38)。
2.如权利要求1所述的船用密闭容器泄漏检测系统，其特征在于，所述空压机(31)上安装有安全阀一(29)，空气瓶(25)上安装有安全阀二(1)。
3.如权利要求1所述的船用密闭容器泄漏检测系统，其特征在于，所述空气瓶(25)上还安装有截止阀四(37)，待测容器(11)上安装有截止阀五(36)，标准容器(12)上安装有截止阀六(35)。
4.一种船用密闭容器泄漏率检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)充气阶段，同时打开电磁阀V1(5)、电磁阀V2(6)、电磁阀V3(7)，使得相同压力的压缩空气从空气瓶(25)内充入标准容器(12)与待测容器(11)中去，充气压力与两容器内压力相等即充满，充满后需要稳定一段时间之后停止充气；
2)平衡阶段，当标准容器(12)和待测容器(11)充完气后，关闭截止阀三(2)和进气用的电磁阀V1(5)，将压缩空气断开，打开平衡用的电磁阀V4(8)，使两端气体压力平衡；
待测容器(11)与标准容器(12)中的压缩空气达到平衡后，待测容器(11)与标准容器(12)中压缩空气的压力和温度可被认为是近似相等，即：
p1＝p2
T1＝T2
其中p1、T1、V1为待测容器平衡后的状态参数，p2、T2、V2为标准容器平衡后的状态参数；
3)检测阶段，平衡稳定一段时间后，关闭平衡用的电磁阀V4(8)，开始进行检测；如果有泄漏，标准容器与待测容器之间会产生压力差，其压力差值与泄漏时间成类似线性变化；在取定时间范围内读取压差传感器(9)的压差值，计算泄漏率，并与标准值进行比对；
检测中，根据热力学及质量守恒定律，可得：
待测容器：
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其中：ΔV是压差传感器内的薄膜向压力低的一侧弯曲时产生的体积差；Δp时压差传感器测得的数值，即压差；设压差传感器系数为当传感器精度越高，则的值越小，一般情况下，被近似为0；
所以，待测容器在检测过程中的泄漏量为：
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为了简化计算过程，将检测过程中温度视为定值，则泄漏率计算公式为：
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其中：pa为大气压值；Q为泄漏气体体积流量；t为产生压差的时间；
通过上述计算得出待测容器(11)的泄漏率；
4)排气阶段，检测完成之后，打开电磁阀V1(5)、电磁阀V2(6)、电磁阀V3(7)、电磁阀V4(8)，打开待测容器(11)上截止阀五(36)及标准容器(12)上的截止阀六(35)，将两容器中的压缩空气排出干净，拆下待测容器及其他测试零部件，完成测试；
5)空气瓶补气阶段，当空气瓶(25)中压缩空气的压力较低时，打开截止阀(28)、截止阀二(30)，关闭截止阀(2)，合上与曲轴(26)连接的电动机电源，电动机转动，带动曲轴(26)做回转运动，曲轴(26)带动活塞(34)做上下往复运动；活塞(34)由上往下运动时，吸入阀(32)打开，外界空气依次经过过率干燥器(27)、截止阀(28)进入空压机(31)，活塞(34)由下往上运动，吸入阀(32)自动关闭，吸入进来的空气被上行的活塞(34)压缩，当压缩空气压力大于空气瓶(25)内空气压力时，压缩空气进入空气瓶(25)里储存，待空气瓶(25)中压缩空气达到额定压力时，脱开电动机电源，关闭空压机(31)；关闭截止阀一(28)、截止阀二(30)，此时空气瓶处于随时可用状态，为后续的泄漏检测做好了充分准备；空气瓶(25)底部的截止阀(37)，用于泄放空气瓶(25)底部聚集的油水混合物，可定期泄放或根据空气瓶排出的空气状态不定期泄放，避免含油或水的空气进入系统，腐蚀检测装置的部件。
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