CN108896254A - 一种聚乙烯球阀的保压模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚乙烯球阀的保压模块，涉及聚乙烯球阀泄漏测试的技术领域，至少包括中间管、前密封盖及后密封盖，所述前密封盖和后密封盖分别位于中间管的两端，前密封盖与中间管的前端密封固定，后密封盖与中间管的后端固定且后密封盖上开设有连通至中间管内腔的活塞连接口；前密封盖的周向侧壁上套设有前充气密封圈，后密封盖的周向侧壁上套设有后充气密封圈；前充气密封圈与后充气密封圈之间的内部气路连通；所述中间管内设有一加压活塞，中间管上贯穿内外管壁设有一测试加压通道。本发明提出一种球阀两端不受轴向力、测试精度较高且制造成本低的聚乙烯球阀的保压模块。

Description

一种聚乙烯球阀的保压模块

技术领域

本发明涉及聚乙烯球阀泄漏测试的技术领域，尤其涉及一种聚乙烯球阀的保压模块。

背景技术

随着高分子材料科学技术的快速发展，我国管道领域开始推行“以塑代钢”，并以城市燃气领域为先导，埋地聚乙烯管材、管件的生产和应用得到了长足发展。相比传统金属球阀，聚乙烯球阀具有重量轻、耐腐蚀、免维护、操作扭矩小、寿命长等优点。

作为天然气运输过程中的开关，聚乙烯球阀对自身的产品质量要求也比较高，如果在使用过程中，出现气体泄漏，将会造成难以衡量的损失，因此，密封性能测试是聚乙烯球阀出厂前必不可少的一个重要环节。

聚乙烯球阀的密封性能测试包括保压测试，需要将球阀两端密封，内部充压，静置一段时间，观察内部阀芯处是否有气压泄漏。现有的测试方法是：利用千斤顶或液压缸等施力装置夹紧密封球阀两端，球阀腔体内充入一定气压后，切断气源进行测试，或者直接定制类似原理的专用设备。以上方法进行保压测试，因球阀两端受力，容易造成聚乙烯球阀挤压变形，产生试验偏差。同时，这种设备制造成本高，设备数量少了，影响企业生产进度，设备数量多了，又会大幅增加企业投入成本。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出一种球阀两端不受轴向力、测试精度较高且制造成本低的聚乙烯球阀的保压模块。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种聚乙烯球阀的保压模块，至少包括中间管、前密封盖及后密封盖，所述前密封盖和后密封盖分别位于中间管的两端，前密封盖与中间管的前端密封固定，后密封盖与中间管的后端固定且后密封盖上开设有连通至中间管内腔的活塞连接口；

前密封盖的周向侧壁上套设有前充气密封圈，前充气密封圈与前密封盖的周向侧壁之间密封固定；后密封盖的周向侧壁上套设有后充气密封圈，后充气密封圈与后密封盖的周向侧壁之间密封固定；前充气密封圈与后充气密封圈之间的内部气路连通；

所述中间管内设有一加压活塞，所述加压活塞与中间管的内壁之间为滑动密封配合，加压活塞可在前密封盖与后密封盖之间滑动；

位于中间管内腔的前密封盖上设有一保压立柱，所述保压立柱的中心轴线与加压活塞的中心轴线平行，保压立柱的侧壁上开设有密封加压口，保压立柱内设有密封加压通道，所述密封加压通道的一端连接至密封加压口，另一端与前充气密封圈的内部气路连通；所述加压活塞朝向保压立柱的一端开设有与保压立柱匹配的断流孔，所述保压立柱可伸入断流孔内且保压立柱的密封加压口处与断流孔的内壁为滑动密封配合；所述加压活塞内还设有气压平衡通道，所述气压平衡通道一端连通至断流孔的尾部，另一端连通至加压活塞朝向前密封盖方向的端面；

所述中间管上贯穿内外管壁设有一测试加压通道，中间管的管壁内设有一滑块滑道，所述滑块滑道内设有一可在滑块滑道内滑动并可切断测试加压通道的限流滑块，所述限流滑块的一端与滑块滑道的一端之间设有一压缩弹簧，限流滑块上设有用于连通测试加压通道的连通孔；所述滑块滑道靠压缩弹簧的一端与前充气密封圈或后充气密封圈内的内部气路连通，滑块滑道的另一端与中间管内位于前密封盖和加压活塞之间的内部空腔连通；

所述前密封盖的外侧设有一压力表和一泄压阀，所述压力表的测压接口与所述泄压阀的尾部接口均通过前密封盖上的气道与中间管的内腔连通。

作为优选，所述前密封盖的周向侧壁上环设有前容置槽，所述前充气密封圈位于前容置槽内；所述后密封盖的周向侧壁上环设有后容置槽，所述后充气密封圈位于后容置槽内。

作为优选，所述前密封盖的中心轴线和后密封盖的中心轴线重合。

作为优选，所述中间管上贯穿内外管壁设有一止退块容置槽，所述止退块容置槽内设有一用于阻止加压活塞后退的止退块，所述止退块与止退块容置槽的内壁之间为密封滑动配合，止退块的一端可伸出至中间管的内腔内，所述止退块容置槽内还设有用于将止退块缩回至止退块容置槽内的回复弹簧。

作为优选，所述止退块上套设有第三密封圈，所述第三密封圈与止退块之间为密封固定，第三密封圈与止退块容置槽的内壁之间为滑动密封配合。

作为优选，所述加压活塞的周向套设有若干第一密封圈，所述第一密封圈与加压活塞之间为密封固定，第一密封圈与中间管的内壁之间为滑动密封配合。

作为优选，所述保压立柱上套设有两个第二密封圈，两个第二密封圈均与保压立柱为密封固定，两个第二密封圈移至断流孔内时均与断流孔的内壁为滑动密封配合，所述密封加压口位于两个第二密封圈之间。

作为优选，所述断流孔的开口处设有倒角或圆角。

因此，本发明具有如下有益效果：1、球阀两端不受轴向力、测试精度较高；2、两侧端盖充气密封完毕后，气路自动切换给球阀内腔加压，自动化程度高；3、制造成本低，可加工多套，提高企业生产效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明另一角度的结构示意图。

图3是本发明的侧视图。

图4是图3中A-A方向的剖视图。

图5是图4中a处的放大图。

图6是本发明中连通孔与测试加压通道连通状态的示意图。

图7是图3中B-B方向的剖视图。

图8是图7中b处的放大图。

图9是本发明中止退块的结构示意图。

图10是本发明中止退块伸出状态的结构示意图。

图11是本发明中加压活塞的结构示意图。

图12是本发明放入聚乙烯球阀初始状态的结构示意图。

图13是本发明密封聚乙烯球阀内壁及往聚乙烯球阀内腔加压时的结构示意图。

图14是本发明中止退块限制加压活塞后退状态的结构示意图。

1：前密封盖；101：前充气密封圈；102：前容置槽；2：中间管；3：后密封盖；301：后充气密封圈；302：后容置槽；303：活塞连接口；4：测试加压通道；401：滑块滑道；402：限流滑块；403：压缩弹簧；404：连通孔；5：止退块容置槽；501：止退块；502：回复弹簧；503：第三密封圈；6：压力表；7：泄压阀；8：加压活塞；801：断流孔；802：气压平衡通道；803：第一密封圈；9：保压立柱；901：密封加压口；902：密封加压通道；903：第二密封圈；10：聚乙烯球阀；11：阀芯；12：保压测试空腔；13：阀杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案对本发明做进一步的描述。

一种聚乙烯球阀的保压模块，参见图1至图14，至少包括中间管2、前密封盖1及后密封盖3，所述前密封盖1和后密封盖3为直径相同的扁状两个圆柱体，前密封盖1和后密封盖3分别位于中间管2的两端且均与中间管2同轴设置，中间管2的外径小于前密封盖1的直径，前密封盖1与中间管2的前端密封固定，后密封盖3与中间管2的后端固定且后密封盖3上开设有连通至中间管2内腔的活塞连接口303。

所述前密封盖1的周向侧壁上环设有前容置槽102，所述前容置槽102内环设有前充气密封圈101，前充气密封圈101与前容置槽102的内壁之间为密封固定；所述后密封盖3的周向侧壁上环设有后容置槽302，所述后容置槽302内环设有后充气密封圈301，后充气密封圈301与后容置槽302的内壁之间为密封固定；前充气密封圈101与后充气密封圈301之间通过前密封盖1、中间管2及后密封盖3的内部气路连通，两个充气密封圈可以同时充气及同时排气。

所述中间管2内设有一加压活塞8，如图11所示，所述加压活塞8的周向套设有两个第一密封圈803，两个第一密封圈803分别位于加压活塞8的侧壁两端，两个第一密封圈803均与加压活塞8为密封固定，第一密封圈803与中间管2的内壁之间为滑动密封配合，加压活塞8可在前密封盖1与后密封盖3之间滑动。

位于中间管2内腔的前密封盖1上设有一保压立柱9，所述保压立柱9的中心轴线与加压活塞8的中心轴线重合，保压立柱9远离前密封盖1一端的侧壁上开设有一密封加压口901，保压立柱9内设有密封加压通道902，所述密封加压通道902的一端连接至密封加压口901，另一端与前充气密封圈101的内部气路连通，也可与后充气密封圈301的内部气路连通，因为前充气密封圈101与后充气密封圈301的内部气路已连通。所述加压活塞8朝向保压立柱9的一端开设有与保压立柱9匹配的断流孔801，所述保压立柱9可伸入断流孔801内且保压立柱9的密封加压口901处与断流孔801的内壁为滑动密封配合，具体设置为保压立柱9上套设有两个第二密封圈903，两个第二密封圈903均与保压立柱9为密封固定，两个第二密封圈903移至断流孔801内时均与断流孔801内壁为滑动密封配合，所述密封加压口901位于两个第二密封圈903之间。所述断流孔801的开口处设有倒角，便于保压立柱9伸入。所述加压活塞8内还设有气压平衡通道802，所述气压平衡通道802一端连通至断流孔801的尾部，另一端连通至加压活塞8朝向前密封盖1方向的端面。保压立柱9伸入断流孔801后，断流孔801内的气压会因保压立柱9的伸入而增大，因而阻止保压立柱9继续伸入，气压平衡通道802用于将断流孔801内增大的气压排回至加压活塞8与前密封盖1之间的中间管2内腔内，进而减小保压立柱9伸入断流孔801时的阻力。

所述中间管2上贯穿内外管壁设有一测试加压通道4，中间管2的管壁内设有一滑块滑道401，所述滑块滑道401内设有一可在滑块滑道401内滑动并可切断测试加压通道4的限流滑块402，所述限流滑块402的一端与滑块滑道401的一端之间设有一压缩弹簧403，限流滑块402上设有用于连通测试加压通道4的连通孔404；所述滑块滑道401靠压缩弹簧403的一端与后充气密封圈301内的内部气路连通，滑块滑道401的另一端与中间管2内位于前密封盖1和加压活塞8之间的内部空腔连通。当前密封盖1和加压活塞8之间的中间管2内腔气压小于或等于后充气密封圈301内的气压大于时，滑块滑道401被限流滑块402切断；当前密封盖1和加压活塞8之间的中间管2内腔气压渐渐大于后充气密封圈301内的气压大于时，限流滑块402往压缩弹簧403方向移动并挤压压缩弹簧403，最终通过限流滑块402上的连通孔404将测试加压通道4连通。

所述前密封盖1的外侧设有一压力表6和一泄压阀7，所述压力表6的测压接口与所述泄压阀7的尾部接口均通过前密封盖1上的气道与中间管2的内腔连通，压力表6用于监控前密封盖1和加压活塞8之间的中间管2内腔气压值，判断聚乙烯球阀内是否存在泄漏。泄压阀7既可用于卸除前密封盖1和加压活塞8之间的中间管2内腔气压，便于加压活塞8复位以供下次使用，也可通过泄压时的气流声音，判断聚乙烯球阀内气流泄漏的大概情况。

所述中间管2上贯穿内外管壁设有一止退块容置槽5，所述止退块容置槽5内设有一用于阻止加压活塞8后退的止退块501，如图9所示，所述止退块501前端为圆头形状，止退块501与止退块容置槽5的内壁之间为密封滑动配合，具体设置为止退块501上套设有至少一个第三密封圈503，所述第三密封圈503与止退块501之间为密封固定，第三密封圈503与止退块容置槽5的内壁之间为滑动密封配合。止退块501的一端可伸出至中间管2的内腔内，用于限制加压活塞8后退，如图10所示，所述止退块容置槽5内还设有用于将止退块501缩回至止退块容置槽5内的回复弹簧502，如图8所示。

未测试状态时，加压活塞8位于中间管2内靠后密封盖3侧；保压立柱9未伸入加压活塞8的断流孔801内；前充气密封圈101与后充气密封圈301内均未充气膨胀；泄压阀7呈关闭状态；限流滑块402受压缩弹簧403弹簧作用，呈切断测试加压通道4状态；止退块501受回复弹簧502作用，呈全部缩回至止退块容置槽5内状态。

测试时，先将本发明的保压模块置于聚乙烯球阀10的内腔，中间管2穿过聚乙烯球阀10的阀芯11中孔，前密封盖1和后密封盖3分别位于聚乙烯球阀10的阀芯11两侧，如图12所示。前密封盖1侧利用外部设备顶住定位，防止前密封盖1后退；后密封盖3侧利用外部驱动机构穿过活塞连接口303驱动加压活塞8往前密封盖1方向移动，加压活塞8移动过程中，位于前密封盖1和加压活塞8之间的中间管2内腔气压受加压活塞8挤压作用增大，气压通过密封加压口901及密封加压通道902流至前充气密封圈101及后充气密封圈301内，使得前充气密封圈101和后充气密封圈301充气膨胀均与聚乙烯球阀10的内壁贴合并实现密封，此时，中间管2外壁、聚乙烯球阀10内壁及前后两个密封盖之间形成一个保压测试空腔12。加压活塞8继续前移，当保压立柱9的前端伸入加压活塞8的断流孔801后，密封加压口901被断流孔801的内壁密封，如图13所示，前充气密封圈101和后充气密封圈301内不再充气且外壁与聚乙烯球阀10的内壁始终保持贴合密封状态。前密封盖1和加压活塞8之间的中间管2内腔气压继续增大，逐渐推动限流滑块402往压缩弹簧403方向移动并挤压压缩弹簧403，最终通过限流滑块402上的连通孔404将测试加压通道4连通，此时，前密封盖1和加压活塞8之间的中间管2内腔气压可以通过测试加压通道4往保压测试空腔12内输送，随着保压测试空腔12内的气压增大，又对止退块501产生驱动力，在加压活塞8滑过止退块501前，止退块501受加压活塞8侧壁阻挡，不能伸出止退块容置槽5，当加压活塞8继续往前移动，直至完全滑过止退块501后，止退块501后侧受保压测试空腔12内的气压作用，止退块501压缩回复弹簧502，前端从止退块容置槽5内伸出，如图14所示，此时，停止驱动加压活塞8前移，并撤去加压活塞8的前行驱动力，加压活塞8受前密封盖1和加压活塞8之间的中间管2内腔气压的反作用力会后退，直至与止退块501接触，被止退块501限制停止后退。至此，保压模块的充气保压操作完成，将该聚乙烯球阀10及保压模块静置一段时间，通过不同时间点观察记录压力表6的读数，即可判断保压测试空腔12内的气压是否有从聚乙烯球阀10的阀芯11或者阀杆13处泄漏，进而判断该聚乙烯球阀10的此项测试是否合格。测试完毕后，打开泄压阀7，泄除中间管2内气压，保压测试空腔12内的气压也能通过测试加压通道4部分泄除，止退块501受回复弹簧502作用缩回至止退块容置槽5内，再将加压活塞8拉回至测试初始位置，即可对下一个球阀进行测试。

Claims (8)

1.一种聚乙烯球阀的保压模块，其特征在于：至少包括中间管（2）、前密封盖（1）及后密封盖（3），所述前密封盖（1）和后密封盖（3）分别位于中间管（2）的两端，前密封盖（1）与中间管（2）的前端密封固定，后密封盖（3）与中间管（2）的后端固定且后密封盖（3）上开设有连通至中间管（2）内腔的活塞连接口（303）；

前密封盖（1）的周向侧壁上套设有前充气密封圈（101），前充气密封圈（101）与前密封盖（1）的周向侧壁之间密封固定；后密封盖（3）的周向侧壁上套设有后充气密封圈（301），后充气密封圈（301）与后密封盖（3）的周向侧壁之间密封固定；前充气密封圈（101）与后充气密封圈（301）之间的内部气路连通；

所述中间管（2）内设有一加压活塞（8），所述加压活塞（8）与中间管（2）的内壁之间为滑动密封配合，加压活塞（8）可在前密封盖（1）与后密封盖（3）之间滑动；

位于中间管（2）内腔的前密封盖（1）上设有一保压立柱（9），所述保压立柱（9）的中心轴线与加压活塞（8）的中心轴线平行，保压立柱（9）的侧壁上开设有密封加压口（901），保压立柱（9）内设有密封加压通道（902），所述密封加压通道（902）的一端连接至密封加压口（901），另一端与前充气密封圈（101）的内部气路连通；所述加压活塞（8）朝向保压立柱（9）的一端开设有与保压立柱（9）匹配的断流孔（801），所述保压立柱（9）可伸入断流孔（801）内且保压立柱（9）的密封加压口（901）处与断流孔（801）的内壁为滑动密封配合；所述加压活塞（8）内还设有气压平衡通道（802），所述气压平衡通道（802）一端连通至断流孔（801）的尾部，另一端连通至加压活塞（8）朝向前密封盖（1）方向的端面；

所述中间管（2）上贯穿内外管壁设有一测试加压通道（4），中间管（2）的管壁内设有一滑块滑道（401），所述滑块滑道（401）内设有一可在滑块滑道（401）内滑动并可切断测试加压通道（4）的限流滑块（402），所述限流滑块（402）的一端与滑块滑道（401）的一端之间设有一压缩弹簧（403），限流滑块（402）上设有用于连通测试加压通道（4）的连通孔（404）；所述滑块滑道（401）靠压缩弹簧（403）的一端与前充气密封圈（101）或后充气密封圈（301）内的内部气路连通，滑块滑道（401）的另一端与中间管（2）内位于前密封盖（1）和加压活塞（8）之间的内部空腔连通；

所述前密封盖（1）的外侧设有一压力表（6）和一泄压阀（7），所述压力表（6）的测压接口与所述泄压阀（7）的尾部接口均通过前密封盖（1）上的气道与中间管（2）的内腔连通。

2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯球阀的保压模块，其特征在于：所述前密封盖（1）的周向侧壁上环设有前容置槽（102），所述前充气密封圈（101）位于前容置槽（102）内；所述后密封盖（3）的周向侧壁上环设有后容置槽（302），所述后充气密封圈（301）位于后容置槽（302）内。

3.根据权利要求1或2所述的一种聚乙烯球阀的保压模块，其特征在于：所述前密封盖（1）的中心轴线和后密封盖（3）的中心轴线重合。

4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯球阀的保压模块，其特征在于：所述中间管（2）上贯穿内外管壁设有一止退块容置槽（5），所述止退块容置槽（5）内设有一用于阻止加压活塞（8）后退的止退块（501），所述止退块（501）与止退块容置槽（5）的内壁之间为密封滑动配合，止退块（501）的一端可伸出至中间管（2）的内腔内，所述止退块容置槽（5）内还设有用于将止退块（501）缩回至止退块容置槽（5）内的回复弹簧（502）。

5.根据权利要求4所述的一种聚乙烯球阀的保压模块，其特征在于：所述止退块（501）上套设有第三密封圈（503），所述第三密封圈（503）与止退块（501）之间为密封固定，第三密封圈（503）与止退块容置槽（5）的内壁之间为滑动密封配合。

6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯球阀的保压模块，其特征在于：所述加压活塞（8）的周向套设有若干第一密封圈（803），所述第一密封圈（803）与加压活塞（8）之间为密封固定，第一密封圈（803）与中间管（2）的内壁之间为滑动密封配合。

7.根据权利要求1所述的一种聚乙烯球阀的保压模块，其特征在于：所述保压立柱（9）上套设有两个第二密封圈（903），两个第二密封圈（903）均与保压立柱（9）为密封固定，两个第二密封圈（903）移至断流孔（801）内时均与断流孔（801）的内壁为滑动密封配合，所述密封加压口（901）位于两个第二密封圈（903）之间。

8.根据权利要求1所述的一种聚乙烯球阀的保压模块，其特征在于：所述断流孔（801）的开口处设有倒角或圆角。