CN109655209B - 一种球阀密封性测试设备及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球阀密封性测试设备及测试方法，所述测试设备包括有盛装有水的水槽；水槽内设有能够纵向滑动的容槽；容槽内盛放有用于密封球阀的接口的低熔点合金；容槽底部安装有用于加热低熔点合金进而使低熔点合金液化的加热器；水槽外一侧设有用于驱动所述容槽纵向移动的电动推杆；容槽内底部成型有上端与球阀连通的通气管；还包括通过管道与通气管下端连通的气泵；水槽一侧安装有能够驱动球阀上的手柄转动，从而控制球阀开闭的手柄转盘，水槽外壁固定安装有驱动手柄转盘转动的旋转电磁铁。本发明通过使用低熔点合金将球阀的接口密封，进而向内通气进行密封侧壁，无需较大的外力将球阀接口密封，节约成本，省时省力。

Description

一种球阀密封性测试设备及测试方法

技术领域

本发明属于球阀技术领域，具体涉及球阀密封性测试设备。

背景技术

文献号为CN105588686A的中国专利文献公开了一种测试大口径球阀密封效果的试验设备，包括机架、压紧平台和用于放置球阀的移动支架平台；所述压紧平台和移动支架平台均安装在机架上并可相对机架横向移动，所述机架和压紧平台均设置有一个与移动支架平台上的球阀同轴的密封端盖；两个密封端盖分别位于球阀的左右两侧，所述压紧平台可以带动密封端盖往球阀方向移动使球阀和两个密封端盖密封连接，所述两个密封端盖设置有一个通向球阀内部的测试气孔。本发明的测试大口径球阀密封效果的试验设备测试效率高，操作方便，而且不易损坏球阀。

上述专利工作过程中，液压缸驱动压紧平台，将密封端盖挤压在球阀两端，此时液压缸对球阀产生较大的压力，否则无法实现密封，但由于液压缸压力过大，容易使球阀产生变形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供不必对球阀产生挤压的情况下即可进行密封测试的一种球阀密封性测试设备。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种球阀密封性测试设备，包括有盛装有水的水槽。

所述水槽内设有能够纵向滑动的容槽；所述容槽内盛放有用于密封球阀的接口的低熔点合金。

所述容槽底部安装有用于加热低熔点合金进而使低熔点合金液化的加热器。

所述水槽外一侧设有用于驱动所述容槽纵向移动的电动推杆。

所述容槽内底部成型有上端与球阀连通的通气管。

本发明还包括通过管道与通气管下端连通的气泵。

所述水槽一侧安装有能够驱动球阀上的手柄转动，从而控制球阀开闭的手柄转盘，所述水槽外壁固定安装有驱动手柄转盘转动的旋转电磁铁。

作为优化方案：所述电动推杆位于上端的输出杆上固定连接有呈L型的推杆连接板；所述推杆连接板包括纵向设置的能够伸入水槽内的纵向连接板；所述纵向连接板下端固定连接有水平设置的容槽安装板；所述容槽固定连接在所述容槽安装板上。

所述纵向连接板上位于容槽上端连接有用于定位球阀周向位置的下定位圈。

作为优化方案：所述下定位圈可拆卸地连接在所述纵向定位板上。

作为优化方案：所述手柄转盘靠近球阀一侧成型有用于容纳手柄的手柄定位槽。

所述水槽侧壁上部安装有有上定位架；所述上定位架包括与水槽连接的固定架，以及位于容槽正上方的供球阀穿过的导向套。

所述导向套侧壁成型有供手柄穿过的通槽。

当球阀沿导向套向下滑动时，手柄沿通槽向下滑动。

当手柄部分进入手柄定位槽内时，容槽处于下方极限位置。

作为优化方案：所述上定位架可拆卸地连接在水槽上。

作为优化方案：所述控制器电连接有电源键、升降按钮、充气按钮。

一种使用上述球阀密封性测试设备实现密封测试的方法，包括以下步骤：

1）、加热器工作，使容槽内的低熔点合金液化，低熔点合金液化后，加热器停止工作；

2）、将球阀的一个接口浸没在液化的低熔点合金内；

3）、将容槽与球阀完全没入水槽的水面以下，低熔点合金逐渐固化，同时关闭球阀；

4）、气泵工作，通过通气管向球阀内充气，观察水槽内的球阀是否有气泡冒出，进而确定球阀是否漏气。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：初始状态下，容槽位于上方极限位置，下定位圈与上定位架相抵，低熔点合金呈固态。

将球阀置于导向套内，并使手柄与通槽正对，球阀自然下落，至球阀下接口与低熔点合金上端相抵；此时手柄竖直放置，球阀处于打开状态。

按下升降按钮，控制器控制加热器工作，使低熔点合金液化，使得球阀下移，球阀的下接口浸没在低熔点合金内，此时低熔点合金上端与下接口内部形成通气腔，通气管伸入通气腔内，接着电动推杆带动容槽向下移动至极限位置。

当容槽位于下方极限位置后，水槽内的水加快低熔点合金的冷却，同时控制器控制旋转电磁铁转动，进而手柄转盘带动手柄转动90°，使得球阀处于闭合状态。

观测到低熔点合金固化后，按下充气按钮，气泵工作，通过通气管向通气腔内充气，使得通气腔内的气压增大，通过观测球阀外壁是否有气泡产生，进而判断球阀是否漏气。

若球阀的各个接口处有气泡产生，则证明该球阀漏气。

若球阀的各个接口处无气泡产生，则证明该球阀不漏气。

当气压传感器检测到通气腔内的气压达到设定值时，控制器控制气泵停止工作，控制器控制旋转电磁铁工作，使得手柄反转90°，球阀处于打开状态，将通气腔内的气体放出。

接着按下升降按钮，控制器控制电动推杆工作，容槽和球阀向上运动，达到上方极限位置后，控制器控制加热器工作，使低熔点合金液化，当容槽上升至极限位置后，可将球阀取出，并将下一个球阀放入上定位架内，重复上述过程。

电动推杆升降的幅度由控制器控制电动推杆内伺服电机转动的圈数决定；加热器停止工作的时间通过控制器计时来确定。

在球阀的下接口浸没在低熔点合金内，且低熔点合金固化后，由于下接口处存在螺纹，使得低熔点合金形成与螺纹配合的形状，在向通气腔内充气时，由于低熔点合金与螺纹之间产生作用力，使得在气压较大的情况下，低熔点合金与球阀不会脱离。

在容槽处于下方极限位置时，水槽内的水对低熔点合金起到冷却的作用，同时水槽内的水能够检测球阀是否漏气。

常用的用于检测球阀密封性的设备是由机器将密封垫挤压在球阀两侧，以便球阀两个接口处于密封状态，但由于机器产生的挤压力过大，使得球阀可能产生变形，影响后续的正常使用，但通过低熔点合金来密封球阀的接口，使得球阀不会受到挤压，减小对球阀的损害，同时节约成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明容槽处于下方极限位置且球阀处于打开状态时的剖视结构示意图。

图3是本发明的分解结构示意图。

图4是本发明水槽的结构示意图。

图5、图6是本发明容槽的结构示意图。

图7是本发明上定位架的结构示意图。

图8是本发明下定位圈的结构示意图。

图9是本发明电动推杆的结构示意图。

图10是本发明旋转电磁铁的结构示意图。

图11是本发明容槽处于上方极限位置时的剖视结构示意图。

图12是本发明容槽处于下方极限位置且球阀处于闭合状态时的剖视结构示意图。

图13是本发明实施例2中气泵的结构示意图。

1、水槽；11、安装板；121、通孔；122、转盘定位架；13、控制器；2、电动推杆；21、推杆连接板；211、定位圈滑槽；222、纵向滑槽；23、容槽安装板；231、通气管插孔；3、上定位架；31、固定架；32、导向套；33、通槽；4、球阀；5、下定位圈；51、定位板；511、定位圈滑条；512、螺纹连接孔；6、容槽；60、加热器；62、通气管；63、加热器安装槽；64、加热器连接孔；7、旋转电磁铁；70、手柄转盘；701、手柄定位槽；8、气泵；81、泵体；82、永磁铁；83、泵体连接套；84、电极；85、传感电极；86、单向阀；87、出气管。

具体实施方式

实施例1

根据图1至图12所示，本实施例所述的一种球阀密封性测试设备，包括有盛装有水的水槽1。

所述水槽内设有能够纵向滑动的容槽6；所述容槽内盛放有用于密封球阀4的接口的低熔点合金；所述球阀为阀壳为金属的球阀；所述容槽有导热系数高的材料制成，例如铜。

所述容槽底部安装有用于加热低熔点合金进而使低熔点合金液化的加热器60；所述加热器为PTC加热器；所述加热器加热时，加热的最高温度要高于低熔点合金液化温度20-50℃。

所述低熔点合金的成分为Pb:Sn:Cd:Bi=35:24:9:32，其熔点为73.05℃。

所述水槽外一侧设有用于驱动所述容槽纵向移动的电动推杆2。

所述容槽内底部成型有上端与球阀连通的通气管62；所述球阀下端伸入容槽内的熔化的低熔点合金之后，通气管的上端高于低熔点合金的液面高度。

所述通气管下端延伸至容槽下方；所述容槽下端成型有用于容纳加热器的加热器安装槽63；所述容槽外壁下端成型有供加热器的导线穿过的加热器连接孔64。

本发明还包括通过管道与通气管下端连通的气泵8。

所述水槽一侧安装有能够驱动球阀上的手柄转动，从而控制球阀开闭的手柄转盘70，所述水槽外壁固定安装有驱动手柄转盘转动的旋转电磁铁7。

所述水槽一侧设有安装板11；所述气泵、电动推杆分别连接在所述安装板上。

所述安装板上设有控制器；所述气泵、电动推杆、旋转电磁铁分别与控制器电连接。

所述电动推杆位于上端的输出杆上固定连接有呈L型的推杆连接板21；所述推杆连接板包括纵向设置的能够伸入水槽内的纵向连接板，以及成型在所述推杆连接板上端的与输出杆上端固定连接的横向连接板；所述纵向连接板下端固定连接有水平设置的容槽安装板23；所述容槽固定连接在所述容槽安装板上。

所述纵向连接板上位于容槽上端连接有用于定位球阀周向位置的下定位圈5。

当低熔点合金未液化时，所述球阀下端与低熔点合金上端相抵。

当低熔点合金液化后，所述球阀向下移动，使得球阀下端浸没在低熔点合金中。

所述下定位圈可拆卸地连接在所述纵向定位板上。

所述纵向连接板上成型有纵向设置的纵向滑槽222；所述下定位圈一侧成型有定位板51；所述定位板上成型有螺纹连接孔512；所述螺纹连接孔内可拆卸的连接有穿过所述纵向滑槽的螺栓；所述螺栓的头部与纵向连接板远离下定位圈的侧壁相抵紧。

对于不同型号的球阀，球阀的直径不同，使得需要不同直径的下定位圈，通过将螺栓拧下，可更换下定位圈，以便适应不同型号的球阀。

所述推杆连接板上靠近下定位圈一端纵向成型有一个以上的定位圈滑槽211；所述定位板上成型有与所述定位圈滑槽滑动连接的定位圈滑条511，使得下定位圈不会发生偏移。

当球阀放置在下定位圈上时，球阀下部延伸至下定位圈下方，并与低熔点合金接触。

所述手柄转盘靠近球阀一侧成型有用于容纳手柄的手柄定位槽701。

所述手柄转盘靠近旋转电磁铁一侧中心成型有转盘连接杆；所述转盘连接杆与旋转电磁铁的输出轴之间通过联轴器连接；所述水槽内底部成型有与转盘连接杆转动连接的转盘定位架122；所述水槽靠近旋转电磁铁的侧壁上成型有供所述旋转电磁铁的输出轴穿过的通孔121；所述通孔与输入轴之间通过密封圈密封连接。

所述水槽侧壁上部安装有有上定位架3；所述上定位架包括与水槽连接的固定架31，以及位于容槽正上方的供球阀穿过的导向套32；所述导向套上部呈上宽下窄的喇叭口状，方便用户将球阀置于上定位架内。

所述导向套侧壁成型有供手柄穿过的通槽33；所述通槽与手柄定位槽正对。

当球阀沿导向套向下滑动时，手柄沿通槽向下滑动。

当手柄部分进入手柄定位槽内时，容槽处于下方极限位置。

当下定位圈与导向套下端相抵时，容槽处于上方极限位置。

所述上定位架可拆卸地连接在水槽上。

所述固定架包括两个纵向平行设置的夹板，以及成型在两个夹板上端的用于固定两个所述夹板的夹板连接板；一个所述夹板上成型有一个及以上的夹板螺纹孔；所述夹板螺纹孔内螺纹连接有螺栓，通过旋紧螺栓，使得螺杆与水槽侧壁相抵，进而使上定位夹固定在水槽上。

对于不同型号的球阀，需要不同大小的上定位架，通过更换上定位架，以便适应不同型号的球阀。

所述控制器电连接有电源键、升降按钮、充气按钮。

一次按下电源键，控制器通电；再次按下电源键，控制器断电。

一次按下升降按钮，加热器工作，低熔点合金融化后，电动推杆带动容槽向下运动至极限位置；当容槽位于下方极限位置时，加热器停止工作；再次按下升降按钮，电动推杆带动容槽向上移动至极限位置，接着加热器工作。

一次按下充气按钮，气泵工作，向通气管内充气。

所述通气管下部内壁设有气压传感器；所述气压传感器与控制器电连接。

当气压传感器检测到通气管内的气压达到设定值时，气泵停止工作。

初始状态下，容槽位于上方极限位置，下定位圈与上定位架相抵，低熔点合金呈固态。

将球阀置于导向套内，并使手柄与通槽正对，球阀自然下落，至球阀下接口与低熔点合金上端相抵；此时手柄竖直放置，球阀处于打开状态。

按下升降按钮，控制器控制加热器工作，使低熔点合金液化，使得球阀下移，球阀的下接口浸没在低熔点合金内，此时低熔点合金上端与下接口内部形成通气腔，通气管伸入通气腔内，接着电动推杆带动容槽向下移动至极限位置。

当容槽位于下方极限位置后，水槽内的水加快低熔点合金的冷却，同时控制器控制旋转电磁铁转动，进而手柄转盘带动手柄转动90°，使得球阀处于闭合状态。

观测到低熔点合金固化后，按下充气按钮，气泵工作，通过通气管向通气腔内充气，使得通气腔内的气压增大，通过观测球阀外壁是否有气泡产生，进而判断球阀是否漏气。

若球阀的各个接口处有气泡产生，则证明该球阀漏气。

若球阀的各个接口处无气泡产生，则证明该球阀不漏气。

当气压传感器检测到通气腔内的气压达到设定值时，控制器控制气泵停止工作，控制器控制旋转电磁铁工作，使得手柄反转90°，球阀处于打开状态，将通气腔内的气体放出。

接着按下升降按钮，控制器控制电动推杆工作，容槽和球阀向上运动，达到上方极限位置后，控制器控制加热器工作，使低熔点合金液化，当容槽上升至极限位置后，可将球阀取出，并将下一个球阀放入上定位架内，重复上述过程。

电动推杆升降的幅度由控制器控制电动推杆内伺服电机转动的圈数决定；加热器停止工作的时间通过控制器计时来确定。

在球阀的下接口浸没在低熔点合金内，且低熔点合金固化后，由于下接口处存在螺纹，使得低熔点合金形成与螺纹配合的形状，在向通气腔内充气时，由于低熔点合金与螺纹之间产生作用力，使得在气压较大的情况下，低熔点合金与球阀不会脱离。

在容槽处于下方极限位置时，水槽内的水对低熔点合金起到冷却的作用，同时水槽内的水能够检测球阀是否漏气。

常用的用于检测球阀密封性的设备是由机器将密封垫挤压在球阀两侧，以便球阀两个接口处于密封状态，但由于机器产生的挤压力过大，使得球阀可能产生变形，影响后续的正常使用，但通过低熔点合金来密封球阀的接口，使得球阀不会受到挤压，减小对球阀的损害，同时节约成本。

实施例2

根据图13所示，本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述气泵包括两个泵体81，以及连通两个泵体下部的泵体连接套83。

各个所述泵体内盛放有液态金属（常温下呈液态）；所述液态金属的液面高于泵体连接套。

所述泵体连接套上下两端分别安装有永磁铁82；两个永磁铁相对一侧极性相反。

所述泵体连接套异于永磁铁的两侧固定连接有与液态金属相接触的电极84。

当两个电极通电后，两个电极之间的液态金属被视为导线，液态金属上有电流通过，同时在永磁铁产生的磁场作用下，此处的液态金属受到安培力的作用发生移动；两个电极持续通电，液态金属持续流动，使得一个泵体内的液态金属向另一个泵体内流动，当两个电极通反向电流时，液态金属的流向相反。

各个所述泵体上端分别设有两个单向阀86，一个所述单向阀为自上而下单向导通的第一单向阀，另一个所述单向阀为自下而上单向导通的第二单向阀；两个所述第二单向阀与出气管连通，所述出气管与通气管连通。

各个所述泵体上端设有与泵体内部内部连通的传感电极85，当液态金属上升至与传感电极相接触时，传感电极产生电信号，向两个电机通反向电流。

所述气泵还包括气泵控制器；各个传感电极、电极分别与气泵控制器电连接。

使用气泵时，气泵控制器向两个电极通电，液态金属在安培力的作用下向一个泵体内流动，在此过程中，一个泵体内的液面升高，使得该泵体内的气压增大，气体通过第二单向阀、出气管进入通气管内，另一个泵体内的液面降低，使得该泵体内的气压减小，外界的气体通过第一单向阀进入该泵体内。

当液态金属与传感电极接触时，气泵控制器检测到电信号，气泵控制器向两个电极通反向的电流，使液态金属反向流动，并重复上述过程。

气泵多次重复上述过程，使得气泵持续有气体输出。

Claims (7)

1.一种球阀密封性测试设备，其特征在于：包括有盛装有水的水槽；

所述水槽内设有能够纵向滑动的容槽；所述容槽内盛放有用于密封球阀的接口的低熔点合金；

所述容槽底部安装有用于加热低熔点合金进而使低熔点合金液化的加热器；

所述水槽外一侧设有用于驱动所述容槽纵向移动的电动推杆；

所述容槽内底部成型有上端与球阀连通的通气管；

还包括通过管道与通气管下端连通的气泵；

所述水槽一侧安装有能够驱动球阀上的手柄转动，从而控制球阀开闭的手柄转盘，所述水槽外壁固定安装有驱动手柄转盘转动的旋转电磁铁；

所述手柄转盘靠近球阀一侧成型有用于容纳手柄的手柄定位槽；

所述水槽侧壁上部安装有有上定位架；所述上定位架包括与水槽连接的固定架，以及位于容槽正上方的供球阀穿过的导向套；所述导向套上部呈上宽下窄的喇叭口状；

所述导向套侧壁成型有供手柄穿过的通槽；所述通槽与手柄定位槽正对；

当球阀沿导向套向下滑动时，手柄沿通槽向下滑动；

当手柄部分进入手柄定位槽内时，容槽处于下方极限位置。

2.如权利要求1所述的一种球阀密封性测试设备，其特征在于：所述电动推杆位于上端的输出杆上固定连接有呈L型的推杆连接板；所述推杆连接板包括纵向设置的能够伸入水槽内的纵向连接板；所述纵向连接板下端固定连接有水平设置的容槽安装板；所述容槽固定连接在所述容槽安装板上；

所述纵向连接板上位于容槽上端连接有用于定位球阀周向位置的下定位圈。

3.如权利要求2所述的一种球阀密封性测试设备，其特征在于：所述下定位圈可拆卸地连接在所述纵向定位板上。

4.如权利要求1所述的一种球阀密封性测试设备，其特征在于：所述手柄转盘靠近球阀一侧成型有用于容纳手柄的手柄定位槽；

所述水槽侧壁上部安装有有上定位架；所述上定位架包括与水槽连接的固定架，以及位于容槽正上方的供球阀穿过的导向套；

所述导向套侧壁成型有供手柄穿过的通槽；

当球阀沿导向套向下滑动时，手柄沿通槽向下滑动；

当手柄部分进入手柄定位槽内时，容槽处于下方极限位置。

5.如权利要求4所述的一种球阀密封性测试设备，其特征在于：所述上定位架可拆卸地连接在水槽上。

6.如权利要求1所述的一种球阀密封性测试设备，其特征在于：所述控制器电连接有电源键、升降按钮、充气按钮。

7.一种使用权利要求1所述的球阀密封性测试设备实现密封测试的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、加热器工作，使容槽内的低熔点合金液化，低熔点合金液化后，加热器停止工作；

2）、将球阀的一个接口浸没在液化的低熔点合金内；

3）、将容槽与球阀完全没入水槽的水面以下，低熔点合金逐渐固化，同时关闭球阀；

4）、气泵工作，通过通气管向球阀内充气，观察水槽内的球阀是否有气泡冒出，进而确定球阀是否漏气。

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