CN109297643A - 一种管路密封耐压试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管路密封耐压试验装置，包括外套管(1)，外套管(1)的中部设有通孔(2)，通孔(2)上设有气管接头(3)，外套管(1)的内部设有软质的内套管(4)，内套管(4)外壁的中部设有环形槽(5)，内套管(4)的两端均设有与外套管(1)相固定的挡板(11)，其中一块挡板(11)有管路孔(10)；所述外套管(1)的内壁上设有与环形槽(5)相契合的凸环(6)，环形槽(5)的底面与凸环(6)之间设有空隙(7)，凸环(6)的两个底面分别与环形槽(5)的两个底面连接。本发明用于带孔管路的密封耐压试验具有安装较为简单、安装不易出错和安全性较好的优点。
Description
技术领域
本发明属于带孔管路的试验设备领域，尤其涉及一种管路密封耐压试验装置。
背景技术
非标管路作为液压系统或气动系统流体介质传输的必备部件，一旦发生管路破裂或焊接缺陷，系统介质将会外泄，即会对设备和周边环境造成污染，也会影响系统的使用性能，更严重的将会导致系统瘫痪，出现执行机构失控的危险，因此，管路的可靠性显得尤为重要，管路加工完成后必须进行密封耐压试验，特别是在航空航天领域，管路的密封耐压试验必不可少。
航空航天设备上常见的非标管路管端密封连接形式有法兰式、螺纹式和径向开孔管端敞开式结构，对于法兰式和螺纹式结构的管路，只需制造相应的螺纹管端堵头或盲盖法兰即可将管路的管端密封，在管路的另一端通入高压气体进行耐密封压试验，耐密封压试验在水中进行。但针对如图3所示径向开孔且管端敞开式结构的管路(简称带孔管路)，密封耐压试验用到的管端密封装置如图4所示，包括螺帽、小垫圈、密封圈、限位挡圈、螺纹接头、大挡圈和管端堵帽，其利用径向开孔进行限位防脱出，采用密封胶圈对径向小孔及管端进行密封。由于管端密封装置的零件数量多，每次将管端密封装置安装于新的带孔管路，都需要重复重新组装，与带孔管路管端的安装较为麻烦且易出错，更由于限位挡圈是弹性元件，难以保证管端密封装置与带孔管路之间的连接强度，管端密封装置常在试验过程中出现脱出的现象，对试验人员造成击伤，试验的安全性较差。
因此，现有的管端密封装置用于带孔管路的密封耐压试验存在安装较为麻烦、安装易出错和安全性较差的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种管路密封耐压试验装置。本发明用于带孔管路的密封耐压试验具有安装较为简单、安装不易出错和安全性较好的优点。
本发明的技术方案：一种管路密封耐压试验装置，包括夹紧密封装置，夹紧密封装置包括外套管1，外套管1的中部设有通孔2，通孔2上设有气管接头3，外套管1的内部设有软质的内套管4，内套管4外壁的中部设有环形槽5，内套管4的两端均设有与外套管1相固定的挡板11，其中一块挡板11上设有管路孔10。
前述的管路密封耐压试验装置中，所述外套管1的内壁上设有与环形槽5相契合的凸环6，环形槽5的底面与凸环6之间设有空隙7，凸环6的两个底面分别与环形槽5的两个底面连接。
前述的管路密封耐压试验装置中，还包括控制系统和气源90，所述的控制系统包括工业触摸屏80，工业触摸屏80上连接有PLC控制器81；PLC控制器81通过第一模拟量输入/输出模块82连接第一气动比例阀控制模块83，第一气动比例阀控制模块83与第一气动比例调压阀91连接，PLC控制器81通过第二模拟量输入/输出模块84连接第二气动比例阀控制模块85，第二气动比例阀控制模块85与第二气动比例调压阀92连接，PLC控制器81通过第一隔离变送器87连接第一压力传感器86，PLC控制器81通过第二隔离变送器89连接第二压力传感器88；气源90通过第一气动比例调压阀91连接气管接头3，气源90通过第二气动比例调压阀92与带孔管路的端部连接，第一气动比例调压阀91和第二气动比例调压阀92均与气源90连接。
前述的管路密封耐压试验装置中，所述内套管4的材质是室温硫化硅橡胶。
与现有技术相比，本发明的夹紧密封装置可以直接用于带孔管路的管端密封，一次组装重复使用，使用时只需要在气管接头内通入高压气就能实现与带孔管路管端的固定，既减少了重复组装的时间，使得与带孔管路管端的安装较为简单，也减少了出错的概率。本发明利用高压气将内套管压在带孔管路的外壁上，内套管与带孔管路之间的摩擦力大，相较于现有管端密封装置脱出时的阻力，阻碍夹紧密封装置脱出的阻力提高了三到四倍，保证了夹紧密封装置与带孔管路之间的连接强度，夹紧密封装置不容易在试验过程中出现脱出的现象，连接可靠性较好。
进一步的，控制系统可以控制充入到夹紧密封装置中的气压和冲入到带孔管路中的气压，并使两者形成固定气压差，既能防止夹紧密封装置中的气压过高压扁带孔管路的管端，又能避免夹紧密封装置中的气压不足导致的与带孔管路之间的连接强度不够。
因此，本发明用于带孔管路的密封耐压试验具有安装较为简单、安装不易出错和安全性较好的优点。
附图说明
图1是夹紧密封装置的结构示意图。
图2是控制系统的原理图。
图3是带孔管路的示意图。
图4是现有管端密封装置各个零件的结构示意图。
附图中的标记为：1-外套管，2-通孔，3-气管接头，4-内套管，5-环形槽，6-凸环，7-空隙，10-管路孔，21-螺帽，22-小垫圈，23-密封圈，24-限位挡圈，25-螺纹接头，26-大挡圈，27-管端堵帽，80-工业触摸屏，81-PLC控制器，82-第一模拟量输入/输出模块，83-第一气动比例阀控制模块，84-第二模拟量输入/输出模块，85-第二气动比例阀控制模块，86-第一压力传感器，87-第一隔离变送器，88-第二压力传感器，89-第二隔离变送器，90-气源，91-第一气动比例调压阀，92-第二气动比例调压阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种管路密封耐压试验装置，如图1所示，包括夹紧密封装置，夹紧密封装置包括外套管1，外套管1的中部设有通孔2，通孔2上设有气管接头3，外套管1的内部设有软质的内套管4，内套管4外壁的中部设有环形槽5，内套管4的两端均设有与外套管1相固定的挡板11中一块挡板11上设有管路孔10。
所述外套管1的内壁上设有与环形槽5相契合的凸环6，环形槽5的底面与凸环6之间设有空隙7，凸环6的两个底面分别与环形槽5的两个底面连接。
还包括控制系统和气源90，所述的控制系统包括工业触摸屏80，工业触摸屏80上连接有PLC控制器81；PLC控制器81通过第一模拟量输入/输出模块82连接第一气动比例阀控制模块83，第一气动比例阀控制模块83与第一气动比例调压阀91连接，PLC控制器81通过第二模拟量输入/输出模块84连接第二气动比例阀控制模块85，第二气动比例阀控制模块85与第二气动比例调压阀92连接，PLC控制器81通过第一隔离变送器87连接第一压力传感器86，PLC控制器81通过第二隔离变送器89连接第二压力传感器88；气源90通过第一气动比例调压阀91连接气管接头3，气源90通过第二气动比例调压阀92与带孔管路的端部连接，第一气动比例调压阀91和第二气动比例调压阀92均与气源90连接。
所述内套管4的材质是室温硫化硅橡胶。
所述的PLC控制器81为西门子6ES7-288-1ST20-6AA0型；所述的第一模拟量输入/输出模块82和第二模拟量输入/输出模块84均是西门子EM06型；所述的第一气动比例调压阀91和第二气动比例调压阀92均为FESTO MPPES-3-1/2-10-010型；所述的第一气动比例阀控制模块83和第二气动比例阀控制模块85均为FESTOMPZ-1-24DC-SGH-6-S型；所述的工业触摸屏80为西门子6AV6648-0BE11-3AX0型；所述的第一隔离变送器87和第二隔离变送器89均为北京华德HA13-12型；所述的第一压力传感器86和第二压力传感器88均为WIKA S-20型；所述的气源90由气泵产生。
具体使用：对6061铝管材质的带孔管路进行密封耐压试验，带孔管路的外径小于和内套管4的内径，将带孔管路具有径向开孔的一端从管路孔10插入到夹紧密封装置内，将带孔管路的另一端按按现有方式连接，将带孔管路放入水槽中。通过工业触摸屏80发送0～10V的虚拟信号给PLC控制器81，PLC控制器81的通讯模块将虚拟信号输送至第一模拟量输入/输出模块82，第一模拟量输入/输出模块82输出0～10V的控制信号至第一气动比例阀控制模块83，第一气动比例阀控制模块83将控制信号放大后输出至第一气动比例调压阀91，第一气动比例调压阀91打开，将气源90的高压气流依次通过第一气动比例调压阀91和气管接头3进入夹紧密封装置，夹紧密封装置内形成高压，将内套管4紧压在管路的外周面上，从而实现对管路管端的密封。当夹紧密封装置内的气压达到1MPa时，气压作用于第一压力传感器86产生4～20mA的第一压力信号(第一压力传感器86安装在第一气动比例调压阀91后端的管路上，如第一气动比例调压阀91和气管接头3之间)，第一压力信号经第一隔离变送器87转换至0～10V的第一电压信号输出给PLC控制器81，PLC控制器81通过内置程序分别输出第一信号至第一模拟量输入/输出模块82和第二模拟量输入/输出模块84，从而分别控制第一气动比例调压阀91和第二气动比例调压阀92的状态，使得管路内和夹紧密封装置同步升压，维持管路内和夹紧密封装置内气压差始终维持在1MPa。当管路内气压到达一定值后，第二压力传感器88(产生4～20mA的第二压力信号，第二压力信号经第二隔离变送器89转换至0～10V第二电压信号输出给PLC控制器81，PLC控制器81通过内置程序分别输出第二信号至第一模拟量输入/输出模块82和第二模拟量输入/输出模块84，从而分别关闭第一气动比例调压阀91和第二气动比例调压阀92。此时，带孔管路内的气压是带孔管路设计需要承受的气压，观察带孔管路上是否有气泡冒出，如无气泡冒出，带孔管路的封耐压性能合格，反之不合格。
密封耐压试验结束后，通过工业触摸屏80发送第一泄压信号至PLC控制器81，PLC控制器81控制第一气动比例调压阀91和第二气动比例调压阀92的状态，使夹紧密封装置内和带孔管路内的气压均先以0.2MPa/s的泄压速率降压，直至带孔管路内的气压释放完全后，PLC控制器81控制第一气动比例调压阀91和第二气动比例调压阀92分别关闭，将带孔管路从水槽中取出，再次通过工业触摸屏80发送第二泄压信号至PLC控制器81，PLC控制器81控制第一气动比例调压阀91的状态，使夹紧密封装置内的气压完全释放，带孔管路管段与夹紧密封装置之间脱开，可以将带孔管路取出。
需要特别指出的是，本发明是将现有的管端密封装置改进成了夹紧密封装置，并在此基础上对原有的控制系统做改进，控制系统的改进处在于增加了了夹紧密封装置的控制回路，新增加了控制回路与原有的控制高压气体从带孔管路另一端进入的控制回路统一由PLC控制器81协调工作，其中工业触摸屏80、PLC控制器81、第二模拟量输入/输出模块84、第二气动比例阀控制模块85、第二气动比例调压阀92、第二压力传感器88(第二压力传感器88能直接测量到带孔管路内的气压)和第二隔离变送器89属于现有零部件，其连接关系也没做改变。
在本实施例中，带孔管路按现有方式连接的另一端也可以与另一套夹紧密封装置连接，在另一套夹紧密封装置上安装于带孔管路连通的管接头，如将管接头安装于另一套夹紧密封装置不具有管路孔10的挡板11上，将两套夹紧密封装置上的气管接头3并联后共同由第一气动比例调压阀91控制，所述的管接头用于连接第二气动比例调压阀92和另一套夹紧密封装置，将第二压力传感器88设置于第二气动比例调压阀92和管接头之间。
实施例2。一种管路密封耐压试验装置，如图1所示，包括夹紧密封装置，夹紧密封装置包括外套管1，外套管1的中部设有通孔2，通孔2上设有气管接头3，外套管1的内部设有软质的内套管4，内套管4外壁的中部设有环形槽5，内套管4的两端均设有与外套管1相固定的挡板11，其中一块挡板11上设有管路孔10。
所述外套管1的内壁上设有与环形槽5相契合的凸环6，环形槽5的底面与凸环6之间设有空隙7，凸环6的两个底面分别与环形槽5的两个底面连接。
所述内套管4的材质是室温硫化硅橡胶。
本实施例的应用：将气管接头3直接与气泵连接，启动气泵，气泵的气压将内套管4直接压在带孔管路的管端，从而实现管端的密封。
实施例1和实施例2的比较，实施例2的成本更低，但只适用于壁厚较厚的带孔管路。实施例1可以检测的带孔管路范围更广，无论带孔管路内气压多少，带孔管路管端的内外压差保持在恒定值，带孔管路的管端不容易被压扁，能适用于薄壁的带孔管路。
本发明用于带孔管路的密封耐压试验具有安装较为简单、安装不易出错和安全性较好的优点。
Claims (5)
1.一种管路密封耐压试验装置，其特征在于：包括夹紧密封装置，夹紧密封装置包括外套管(1)，外套管(1)的中部设有通孔(2)，通孔(2)上设有气管接头(3)，外套管(1)的内部设有软质的内套管(4)，内套管(4)外壁的中部设有环形槽(5)，内套管(4)的两端均设有与外套管(1)相固定的挡板(11)，其中一块挡板(11)上设有管路孔(10)。
2.根据权利要求1所述的管路密封耐压试验装置，其特征在于：所述外套管(1)的内壁上设有与环形槽(5)相契合的凸环(6)，环形槽(5)的底面与凸环(6)之间设有空隙(7)，凸环(6)的两个底面分别与环形槽(5)的两个底面连接。
3.根据权利要求1所述的管路密封耐压试验装置，其特征在于：还包括控制系统和气源(90)，所述的控制系统包括工业触摸屏(80)，工业触摸屏(80)上连接有PLC控制器(81)；PLC控制器(81)通过第一模拟量输入/输出模块(82)连接第一气动比例阀控制模块(83)，第一气动比例阀控制模块(83)与第一气动比例调压阀(91)连接，PLC控制器(81)通过第二模拟量输入/输出模块(84)连接第二气动比例阀控制模块(85)，第二气动比例阀控制模块(85)与第二气动比例调压阀(92)连接，PLC控制器(81)通过第一隔离变送器(87)连接第一压力传感器(86)，PLC控制器(81)通过第二隔离变送器(89)连接第二压力传感器(88)；气源(90)通过第一气动比例调压阀(91)连接气管接头(3)，气源(90)通过第二气动比例调压阀(92)与带孔管路的端部连接，第一气动比例调压阀(91)与第二气动比例调压阀(92)均与气源(90)连接。
4.根据权利要求1所述的管路密封耐压试验装置，其特征在于：所述内套管(4)的材质是室温硫化硅橡胶。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的管路密封耐压试验装置，其特征在于：其使用方法包括以下步骤，
a、将带孔管路具有径向开孔的一端插入到内套管(4)内，带孔管路的另一端按现有方式连接，
b、将夹紧密封装置浸入水槽，
c、气管接头(3)通入1Mpa的气压，
d、在气管接头(3)与带孔管路内部同步加压，并保持气管接头(3)与带孔管路内气压的压差1Mpa，直到带孔管路内气压达到试验需要达到的气压值，
e、观察水槽内是否有从带孔管路泄露的气泡，
f、气管接头(3)与带孔管路内部同步泄压，并保持气管接头(3)与带孔管路内气压的压差1Mpa，直到带孔管路内气压为零，
g、气管接头(3)处泄压为零，
h、将带孔管路拆除，完成试验。
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