CN110208102A - 一种细长无缝管水压试验设备和试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种细长无缝管水压试验设备和试验方法，床身安装水平导轨，通过滑动轴承安装有双联压板滑车以及密封块滑车，双联压板滑车上安装有双联压板机构；双联压板滑车的外侧设有安装有密封滑块的密封块滑车，其中左端密封块上方装有挡板装置；密封滑块的外侧面设有进水口，油水转换高压水发生器通过进水口对被试管进行水压试验；床身的左、右端各装有落料装置；以上各执行部件的油缸以及油水转换高压水发生器与电机双联液压泵组、电机水泵组组成液压系统；通过连接于液压管路上的电磁换向阀以及双向双向液压锁对各液压油缸的动作进行控制和锁定；试验介质批量产品用水质代替油，减少后续除油工艺，大幅降本；适合批量的半自动试压。

Description

一种细长无缝管水压试验设备和试验方法

技术领域

本发明涉及一种细长无缝管水压试验设备和试验方法，用于考察高精度液压油管的产品质量是否有缺陷，适用于批量件细长高精密无缝钢管的耐压出厂检验。

背景技术

目前液压系统中使用的油管普遍采用符合国标GB/T3639精密冷拔钢管为基础坯管制造的，目前行业已普遍使用了高精密超高精密液压无缝钢管，该类产品一般是由专业生产厂制造，并按用户在GB/T3639基础上提出了更高的几何尺寸精度、理化指标、表面处理等要求，其中管件材质不得有任何缺陷，除无损探伤外，另有要求需做耐压试验。该类产品外径常规为8~50mm，出厂长度一般为6~8M，属超细长管，试验压力一般要求（25~32）×1.25MPa。该类产品生产厂是大批量产品，即便是抽试，其抽取的规格、品种数量也是很大的，目前国内外对此类批量产品未见有较好的试验方法和设备，其存在的不足之处及主要难点在于：1）细长比太大了，打压时管件不能承受轴向力，目前常规方法一是两端焊接接头连接试压供液系统，然后一端充油或水，另一端封闭，增压至试验压力，此法管件轴向不受外力，不存在压杆稳定性问题，此时管件也需适当约束固定。二是两端装卡固式，然后充油或水增压进行试压的，但仅适合单件等手动操作。2）目前还未见有用于适合批量的半自动功能该类试压设备。3）试验介质批量产品必须用水质代替油以减少后续除油工艺大幅降本。4）由于目前试验方法及效率成本等因素，行业还很少见有进行批量抽检试验的。该行业急需一种能进行批量试验，安全、可靠、节能、环保、自动化水平高的细长无缝管水试试验设备。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种细长无缝管水压试验设备和试验方法。

本发明采用的技术方案是：一种细长无缝管水压试验设备，包括床身、导轨、左端滑车油缸、密封块滑车、左端密封块、挡板装置、双联压板机构、双联压板滑车、左向滑车油缸、单联压板机构、床身连接轴、右向滑车油缸、右端密封块、右端滑车油缸、落料装置、联结支座、尾支座、导轨支架、挡板油缸、落料油缸、双联压板油缸、单联压板油缸和高压水发生器、电机双联液压泵组、电机水泵组、电液换向阀、电磁单向阀、电磁换向阀、双向双向液压锁，低压水输入结点和高压水输出结点；

所述床身由一组左右相同的工件对称设置，左右工件之间通过联结支座和床身连接轴相联结，所述床身联结轴的中部安装有单联压板机构；

所述床身上方安装有水平导轨，导轨通过滑动轴承安装有双联压板滑车以及密封块滑车，密封块滑车分别设于双联压板机构的左右外侧；

所述双联压板滑车上安装双联压板机构，双联压板机构和单联压板机构能够够支托并夹紧被试管；

所述双联压板滑车分别由左、右向滑车油缸控制，左、右向滑车油缸的缸体与联结支座固连；双联压板机构和单联压板机构分别由双联压板油缸、单联压板油缸控制；

所述左、右端滑车油缸分别用于连接双联压板滑车及左右两端的密封块滑车；

所述密封块滑车上分别装有密封块，其中左端密封块上方装有挡板装置；密封滑块的外侧面设有进水口，油水转换高压水发生器通过进水口对被试管进行水压试验；

所述床身的左、右端各装有落料装置；

以上所述挡板油缸、落料油缸、双联压板油缸、单联压板油缸、油水转换高压水发生器与电机双联液压泵组、电机水泵组组成液压系统；

所述电机双联液压泵组的左泵用于提供各油缸动作的液压动力源，并通过连接于液压管路上的电磁换向阀以及双向双向液压锁对各液压油缸的动作进行控制和锁定；

所述电机双联液压泵组的右泵经电液换向阀推动双向油水转换高压水发生器中间双向双出杆油缸部分往复运动；

所述油水转换高压水发生器左右两端水为介质的增压活塞缸,由电机水泵组经交替供低压水，经连续输出高压水，高压水通过右端密封块注入被试管；

油水转换高压水发生器与被试管的管路上串、并联两位通断换向并具有单向闭锁功能的电磁单向阀，且在管路的一端连接供气源接头，回液管路设有电磁卸荷阀，高压水发生器的管路上还连接有高压水安全阀；

当高压水发生器向被试管内注入高压水时，电磁单向阀均处关闭位，电磁卸荷阀开通位卸荷，当被试管内充满水后关闭卸荷阀，被试管内水压上升，调节高压水安全阀，试验压力逐步上升至试验需求最高压力；压力试验完成，电磁卸荷阀处开通位卸荷，然后供气源接头供气，电磁单向阀关闭，电磁单向阀处开通位在气流作用下吹空、吹干管内水分。

所述双联压板机构和双联压板滑车组成自动度旋转压紧松开装置，包括支架、油缸体、活塞杆、夹具体、压板、压块、半圆定位套、曲线套、导向螺钉和限位螺母，所述支架的顶部设置夹具体，底部安装油缸，油缸体与支架固连，油缸的活塞杆穿过夹具体，且外部固连有曲线套；活塞杆的顶部安装压板，顶端由限位螺母固定；夹具体的两侧对称设有半圆定位套，所述压板的底面固连有带有V型槽的压块，V型槽与半圆定位套对应设置；所述夹具体的另一侧安装有导向螺钉，导向螺钉的前端插入曲线套外表面的螺旋状曲线槽内，曲线槽起点到终点在水平面上呈90度设置；当油缸推动活塞杆向上运动时，由于导向螺钉的导向作用，活塞杆带动压板螺旋上升，直至旋转度停止，压板与半圆定位套平行；当活塞杆向下运动，压板随活塞杆下降并反方向旋转度，压板与半圆定位套夹紧被试管。

所述左端密封块和右端密封块为卡头结构，包括两种结构形式，其中一种为外壁封卡力平衡卡头，另一种为插入接头式内力平衡卡头。

所述外壁封卡力平衡卡头，包括固定座、内锥套、弹簧夹头、内锥垫、螺母套；所述固定座的中心开设嵌装槽，槽底中心开设进水口，嵌装槽内沿轴向依次安装有内锥套和螺母套，螺母套与固定座螺纹连接，螺母套的底端设置夹头插入孔；所述内锥套内吻合安装外锥形弹簧夹头，弹簧夹头的顶端与内锥套前端留有一段距离，底端插入夹头插入孔内，并在孔底设有内锥垫和O型圈；待被试管由螺母套插入弹簧夹头，其端部压紧固定座的底面，管口正对进水口，螺母套、内锥垫以及弹簧夹头的内壁均压被试管。

所述插入接头式力平衡卡头，包括夹头座、端面O型圈、芯轴、法兰套、螺钉、内锥套、外锥套和螺母套；所述夹头座的中心开设嵌装槽以及水口，所述嵌装槽内安装芯轴，所述芯轴的轴心开设高压水通道，所述高压水通道与水口连通，芯轴的里端设有与嵌装槽内径吻合的定位块，芯轴外围上开密封槽，槽内嵌装密封圈；所述嵌装槽内还紧密配合安装法兰套，法兰套通过螺钉与夹头座固连，其里端端面压紧芯轴的定位块，外端通过内螺纹连接螺母套；所述法兰套的内径为变直径结构，其里端的直径与芯轴的外径压紧配合，中部嵌装有内锥套，内锥套内部安装有与其内径形状吻合的外锥套，被试管套合在芯轴和外锥套之间，其里端抵在法兰套两段直径形成的肩台处；内锥套的内径沿轴向由外向里逐渐收缩，端部为直管结构，与被试管外径紧密配合；所述螺母套为变直径套体，其靠近外端部的内径设置为喇叭口结构，外锥套的外端插入螺母套里端开设的锥形孔内，孔底设有锥套垫。

所述油水转换高压水发生器，包括油压缸、高压水缸活塞、通轴活塞杆、高压水缸、油压缸活塞、卡键结构、油压缸导向套和支架；所述油压缸为双出杆油缸，油压缸缸筒体的两端焊接连接法兰，油压缸缸筒体以内螺纹与油压缸导向套连接，缸筒体内通过油压缸导向套连接通轴活塞杆；所述油压缸活塞由左、右卡键结构与通轴活塞杆固定，左、右卡键结构分别由卡键、卡键帽和卡簧组成；所述油压缸的两端通过连接法兰对称连接高压水缸，通轴活塞杆的两端位于高压水缸内，高压水缸活塞安装在通轴活塞杆的两端部；高压水缸缸体的两端由缸底堵头密封；缸底堵头分别设有进出水口；所述通轴活塞杆与高压水缸活塞以及油压缸导向套之间，油压缸导向套与油压缸缸筒体之间，油压缸活塞与油压缸缸筒体之间，以及高压水缸活塞与高压水缸缸体之间均设置耐高压、低摩擦、耐水质的密封装置；进出水口安装有高压或超高压水阀。

所述的落料装置包括卸料液压缸、支撑液压缸以及托板；所述卸料液压缸和支撑液压缸安装于支架的两侧，支架的两侧对称焊接有液压缸安装座，卸料液压缸、支撑液压缸与液压缸安装座固连；靠近被试管两端设置；所述卸料液压缸和支撑液液缸的活塞杆、顶部分别与托板的底面铰接，当活塞杆处于收缩状态，托板处于水平状态，位于被试管的下方；当活塞杆向上运动将被试管托起，且卸料液压缸的活塞杆出杆长度大于支撑液压缸的出杆长度，托板倾斜将被试管卸下。

一种细长无缝管水压试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）首先根据系统方式，被试管的内、外径尺寸及长度一致，配备安装好相对应的卡具，一次上料N件，整齐摆放在单压板机构和双联压板机构的V型支撑座上；

2）启动双联液压泵组调整左向滑车油缸及右向滑车油缸，使系统试管两端分别接近左端密封块及右端密封块，为后续试验做好位置统一基础，完成后左向滑车油缸及右向滑车油缸由双向液压锁、锁定保持位置不变；

3）挡板油缸伸出落下挡板装置，被试管抵靠在挡板上，电磁换向阀启动双联压板油缸向下运动，自动度旋转压紧松开装置压紧被试管，在此压紧过程中压板带动压块自动90度旋转实现对管件的压紧约束，电磁换向阀可控回复中位，双联压板油缸通过双向液压锁自动锁紧，电磁换向阀换向工作挡板升起；

4）左端滑车油缸和右端滑车油缸经电磁换向阀换向，推动左右端密封块滑车运动，将左端密封块、右端密封块同步插入被试管，此时左端滑车油缸和右端滑车油缸均在双向液压锁的作用下实现自锁以保证以下试压工作的进行；

5）所述电机双联液压泵组的右泵经电液换向阀推动双向油水转换高压水发生器中间双向双出杆油缸部分往复运动，由电机水泵组经低压水输入结点交替供低压水，经高压水输出结点连续输出高压水，高压水通过右端密封块注入被试管，当高压水发生器向被试管内注入高压水时，电磁单向阀均处关闭位，电磁卸荷阀开通位卸荷，当被试管内充满水后关闭卸荷阀，被试管内水压上升，调节高压水安全阀，试验压力逐步上升至试验需求最高压力；压力试验完成，电磁卸荷阀处开通位卸荷，然后供气源接头供气，与供气源接头并联的电磁磁单向阀关闭，与供气源接头串联的电磁单向阀处开通位，在气流作用下吹空、吹干管内水分；

6）左端滑车油缸和右端滑车油缸的电磁换向阀换向，左端滑车油缸和右端滑车油缸反向工作带动左端密封块、右端密封块退出，双联压板油缸的电磁换向阀换向，压紧缸全部升起，压紧块上升过程自动90度旋转，保证松开后被试管上方无阻挡，此时落料油缸的电磁换向阀工作，落料油缸升起落料装置，被试管被自动拨下落入接收工装内，整个工作循环完成；

7）若试验过程观察有不合格产品，设备有关闭不合格管路的进出水路功能，作好标记试验完成后单独取出处理。

步骤）5中，落保压时间较长可设置电液换向阀，失电回中位被试管腔在管路中均由单向阀锁定密闭油腔可以保压一定时间，从而节省能量。

本发明的有益效果是：试验介质批量产品用水质代替油，减少后续除油工艺，大幅降本；适合批量的半自动试压。

附图说明

图1为细长无缝管水压试验设备结构总图。

图2为图1的俯视图。

图3为细长无缝管试验设备液压系统原理图。

图4为90度旋转压紧松开装置松开状态结构图。

图5为90度旋转压紧松开装置压紧状态结构图。

图6为90度旋转压紧松开装置压紧状态外部结构图。

图7为外壁封卡力平衡卡头结构示意图。

图8为插入接头式内力平衡卡头结构示意图。

图9为双向油水换向转换高压水发生器的纵向剖面示意图。

图10为图9的工作系统原理结构示意图。

图11为落料装置结构图。

具体实施方式

以一组水压试验设备为例。

如图1和2所示，床身1是焊接式结构件，由左右相同工件组成；工件床身1通过联结支座16及床身连接轴11相联结，所述联结支座16通过螺栓安装或焊接于床身的顶面，连接轴11通过螺栓与联结支座16固连。床身1上沿其长度设置有导轨支架18，左右两端部设有尾支座17。

所述导轨2为圆柱结构，由精密加工并外围镀硬铬的细长杆件共4件组成，通过联结支座16，尾支座17，导轨支架18联结固定在床身1上。

所述双联压板滑车8，及密封块滑车4各2件共4件，通过滑动轴承安装在圆柱形滑动导轨2上；左端密封块5及右端密封块13固定在密封块滑车4上。

所述身体连接轴11上装有单联压板机构7；左、右向滑车油缸9、12的活塞杆分别连接结左、右侧的双联压板滑车8，左、右向滑车油缸9、12的固定部件为联结支座16。

所述左、右端滑车油缸3、14分别连接双联压板滑车8和密封块滑车4，相对运动件为密封块滑车4，密封块滑车4上分别装有密封滑块5、13；左端密封滑块5上方装有挡板装置6，挡板装置6由挡板油缸19控制上下运动；设备的左右还装有落料装置15，落料装置15由落料油缸20控制。

如图4、5和6所示，所述双联压板机构7和双联压板滑车8组成自动90度旋转压紧松开装置23，包括支架23-1、油缸体23-2、活塞杆23-3、夹具体23-4、压板23-5、压块23-6、半圆定位套23-7、曲线套23-8、导向螺钉23-9和限位螺母23-10，所述支架23-1的顶部设置夹具体23-4，底部安装油缸，油缸体23-2与支架23-1固连，油缸的活塞杆23-3穿过夹具体23-4，且外部固连有曲线套23-8；活塞杆23-3的顶部安装压板23-5，顶端由限位螺母23-10固定；夹具体23-4的两侧对称设有半圆定位套23-7，所述压板23-5的底面固连有带有V型槽的压块23-6，V型槽与半圆定位套23-7对应设置；所述夹具体23-4的另一侧安装有导向螺钉23-8，导向螺钉23-8的前端插入曲线套23-8外表面的螺旋状曲线槽内，曲线槽起点到终点在水平面上呈90度设置；当油缸推动活塞杆23-3向上运动时，由于导向螺钉23-9的导向作用，活塞杆23-3带动压板23-5螺旋上升，直至旋转90度停止，压板23-5与半圆定位套23-7平行；当活塞杆23-3向下运动，压板23-5随活塞杆23-3下降并反方向旋转90度，压板23-5与半圆定位套23-7夹紧被试管22。

所述左端密封块5和右端密封块13为卡头结构，包括两种结构形式，其中一种为外壁封卡力平衡卡头24，另一种为插入接头式内力平衡卡头25。

如图7所示，所述外壁封卡力平衡卡头24，包括固定座24-1、内锥套24-2、弹簧夹头24-3、内锥垫24-4、螺母套24-5；所述固定座24-1的中心开设嵌装槽24-1-1，槽底中心开设进水口24-1-2，嵌装槽24-1-1内沿轴向依次安装有内锥套24-2和螺母套24-5，螺母套5与固定座1螺纹连接，螺母套24-5的底端设置夹头插入孔；所述内锥套24-2内吻合安装外锥形弹簧夹头24-3，弹簧夹头24-3的顶端与内锥套24-2前端留有一段距离，底端插入夹头插入孔24-5-1内，并在孔底设有内锥垫24-4和O型圈；待被试管22由螺母套24-5插入弹簧夹头24-3，其端部压紧固定座24-1的底面，管口正对进水口24-1-1，螺母套24-5、内锥垫24-2以及弹簧夹头24-3的内壁均压被试管22。

如图8所示，所述插入接头式力平衡卡头25，包括夹头座25-1、端面O型圈25-2、芯轴25-3、法兰套25-4、螺钉25-5、内锥套25-6、外锥套25-7和螺母套25-8；所述夹头座25-1的中心开设嵌装槽25-1-1以及水口25-1-2，所述嵌装槽25-1-1内安装芯轴25-3，所述芯轴25-3的轴心开设高压水通道25-3-1，所述高压水通道25-3-1与水口25-1-2连通，芯轴25-3的里端设有与嵌装槽25-1-1内径吻合的定位块25-3-2，芯轴25-3外围上开密封槽，槽内嵌装密封圈；所述嵌装槽25-1-1内还紧密配合安装法兰套25-4，法兰套25-4通过螺钉25-5与夹头座25-1固连，其里端端面压紧芯轴25-3的定位块25-3-2，外端通过内螺纹连接螺母套25-8；所述法兰套25-4的内径为变直径结构，其里端的直径与芯轴25-3的外径压紧配合，中部嵌装有内锥套25-6，内锥套25-6内部安装有与其内径形状吻合的外锥套25-7，被试管22套合在芯轴25-3和外锥套25-7之间，其里端抵在法兰套25-4两段直径形成的肩台处；内锥套25-6的内径沿轴向由外向里逐渐收缩，端部为直管结构，与被试管22外径紧密配合；所述螺母套25-8为变直径套体，其靠近外端部的内径设置为喇叭口结构，外锥套25-7的外端插入螺母套25-8里端开设的锥形孔内，孔底设有锥套垫。

如图9和10所示，所述油水转换高压水发生器A，包括油压缸A-1、高压水缸活塞A-2、通轴活塞杆A-3、高压水缸A-4、油压缸活塞A-5、卡键结构、油压缸导向套A-8和支架A-9；所述油压缸A-1为双出杆油缸，油压缸缸筒体A-1-1的两端焊接连接法兰A-1-2，油压缸缸筒体A-1-1以内螺纹与油压缸导向套A-8连接，缸筒体内通过油压缸导向套A-8连接通轴活塞杆A-3；所述油压缸活塞A-5由左、右卡键结构与通轴活塞杆A-3固定，左、右卡键结构分别由卡键A-6、卡键帽A-7和卡簧A-11组成；所述油压缸A-1的两端通过连接法兰对称连接高压水缸A-4，通轴活塞杆A-3的两端位于高压水缸A-4内，高压水缸活塞A-2安装在通轴活塞杆A-3的两端部；高压水缸缸体A-4-1的两端由缸底堵头A-10密封；缸底堵头10分别设有进出水口C、D；所述通轴活塞杆A-3与高压水缸活塞A-2以及油压缸导向套A-8之间，油压缸导向套A-8与油压缸缸筒体A-1-1之间，油压缸活塞A-5与油压缸缸筒体A-1-1之间，以及高压水缸活塞A-2与高压水缸缸体A-4-1之间均设置耐高压、低摩擦、耐水质的密封装置；进出水口C、D安装有高压或超高压水阀d₁、d₂、d₃、d₄。

如图11所示，所述的落料装置15包括卸料液压缸15-3、支撑液压缸15-4以及托板15-1；所述卸料液压缸15-3和支撑液压缸15-4安装于支架1的两侧，支架1的两侧对称焊接有液压缸安装座15-2，卸料液压缸15-3、支撑液压缸15-4与液压缸安装座15-2固连；靠近被试管22两端设置；所述卸料液压缸15-3和支撑液液缸15-4的活塞杆15-3-1、15-4-1顶部分别与托板15-1的底面铰接，当活塞杆15-3-1、15-4-1处于收缩状态，托板15-1处于水平状态，位于被试管22的下方；当活塞杆15-3-1、15-4-1向上运动将被试管22托起，且卸料液压缸15-3的活塞杆15-3-1出杆长度大于支撑液压缸15-4的出杆长度，托板15-1倾斜将被试管22卸下。

如图3所示，水压试验装备的液压系统是一种油水转换增压水压输出泵站，包括动力装置，电液换向阀D8，油水转换高压水发生器A，试验工件装置各种油缸及动作控制的电磁换向阀DF1-DF9、双向液压锁DS1-DS9，系统设有供气源接头D用于试验完成卸荷后将管内的液体水分吹干。

所述动力装置包括一组电机双联液压泵B及一组电机水泵C，其流量调节采用变频调速电机；系统控制设置了安全阀YF6、YF7等保护装置；试验系统试管图示设置了6件；本系统设置压力位置传感器显示表；本系统电器控制可以手动及自动设置的PLC可编程自动控制；本装置试验有严格的安全操作规程工作原理及工作过程，具体步骤包括：

1）首先根据系统方式工件的规格尺寸即内外径的尺寸及长度，要求一致，配备安装好相对应的卡具等，一次上料6件，整齐摆放在单压板机构10和双联压板机构7的V型支撑座上；

2）启动电机双联液压泵组B，调整左向滑车油缸9及右向滑车油缸12，使被试管22两端分别接近左、右端密封块5、13为后续试验做好位置统一基础，完成后，左向滑车油缸9及右向滑车油缸12由双向液压锁SD4、SD7锁定保持位置不变；

3）挡板油缸19伸出落下挡板装置6，被试管22抵靠在挡板上，电磁换向阀DF3、DF8启动双联压板油缸21向下运动，自动90度旋转压紧松开装置23压紧被试管22，在此压紧过程中压板23-5带动压块23-6自动90度旋转实现对管件的压紧约束，电磁换向阀DF3、DF8可控回复中位，双联压板油缸21通过双向液压锁SD3、SD8自动锁紧，电磁换向阀DF1换向工作挡板升起；

4）左端滑车油缸3和右端滑车油缸14经电磁换向阀DF2、DF9换向，推动左右端密封块滑车4运动，将左端密封块5、右端密封块13同步插入被试管22，此时左端滑车油缸3和右端滑车油缸14均在双向液压锁SD2、SD9的作用下实现自锁以保证以下试压工作的进行；

5）所述电机双联液压泵组的右泵经电液换向阀D8推动双向油水转换高压水发生器A中间双向双出杆油缸部分往复运动，由电机水泵组C经低压水输入结点PDS交替供低压水，经高压水输出结点PGS连续输出高压水，高压水通过右端密封块注入被试管22，当高压水发生器A向被试管22内注入高压水时，电磁单向阀D1、D2均处关闭位，电磁卸荷阀D3开通位卸荷，当被试管22内充满水后关闭卸荷阀D3，被试管22内水压上升，调节高压水安全阀D4，试验压力逐步上升至试验需求最高压力；压力试验完成，电磁卸荷阀D3处开通位卸荷，然后供气源接头D供气，电磁单向阀D1关闭，电磁单向阀D2处开通位在气流作用下吹空、吹干管内水分；落保压时间较长可设置电液换向阀D8，失电回中位被试管腔在管路中均由单向阀锁定密闭油腔可以保压一定时间，从而节省能量；左端滑车油缸3和右端滑车油缸14的电磁换向阀DF2、DF9换向，左端滑车油缸3和右端滑车油缸14反向工作带动左端密封块5、右端密封块13退出，双联压板油缸21的电磁换向阀DF3、DF8换向，压紧缸全部升起，压紧块上升过程自动90度旋转，保证松开后被试管22上方无阻挡，此时落料油缸20的电磁换向阀DF5工作，落料油缸20升起落料装置15，被试管22被自动拨下落入接收工装内，整个工作循环完成；

6）若试验过程观察有不合格产品，设备有关闭不合格管路的进出水路功能，作好标记试验完成后单独取出处理。

Claims (9)

1.一种细长无缝管水压试验设备，其特征在于，包括床身（1）、导轨（2）、左端滑车油缸（3）、密封块滑车（4）、左端密封块（5）、挡板装置（6）、双联压板机构（7）、双联压板滑车（8）、左向滑车油缸（9）、单联压板机构（10）、床身连接轴（11）、右向滑车油缸（12）、右端密封块（13）、右端滑车油缸（14）、落料装置（15）、联结支座（16）、尾支座（17）、导轨支架（18）、挡板油缸（19）、落料油缸（20）、双联压板油缸（21）、单联压板油缸和高压水发生器（A）、电机双联液压泵组（B）、电机水泵组（C）、供气源接头（D）、电液换向阀（D8）、电磁单向阀（D1）、（D2）、电磁卸荷阀（D3）、电磁换向阀（DF1）~（DF9）、双向双向液压锁（DS1）~（DS9），低压水输入结点P（DS）和高压水输出结点PG（S）；

所述床身（1）由一组左右相同的工件对称设置，左右工件之间通过联结支座（16）和床身连接轴（11）相联结，所述床身联结轴（11）的中部安装有单联压板机构（10）；

所述床身（1）上方安装有水平导轨（2），导轨（2）通过滑动轴承安装有双联压板滑车（8）以及密封块滑车（4），密封块滑车（4）分别设于双联压板机构（7）的左右外侧；

所述双联压板滑车（8）上安装双联压板机构（7），双联压板机构（7）和单联压板机构（10）能够够支托并夹紧被试管（22）；

所述双联压板滑车（8）分别由左、右向滑车油缸（9）、（12）控制，左、右向滑车油缸的缸体与联结支座（16）固连；双联压板机构（7）和单联压板机构（10）分别由双联压板油缸（21）、单联压板油缸（20）控制；

所述左、右端滑车油缸（3）、（14）分别用于连接双联压板滑车及左右两端的密封块滑车；

所述密封块滑车（4）上分别装有密封块，其中左端密封块（5）上方装有挡板装置（6）；密封滑块的外侧面设有进水口，油水转换高压水发生器通过进水口对被试管进行水压试验；

所述床身（1）的左、右端各装有落料装置（15）；

以上所述挡板油缸（19）、落料油缸（20）、双联压板油缸（21）、单联压板油缸、油水转换高压水发生器（A）与电机双联液压泵组（B）、电机水泵组（C）组成液压系统；

所述电机双联液压泵组（B）的左泵用于提供各油缸动作的液压动力源，并通过连接于液压管路上的电磁换向阀（DF1）~（DF9）以及双向双向液压锁（DS1）~（DS9）对各液压油缸的动作进行控制和锁定；

所述电机双联液压泵组的右泵经电液换向阀（D8）推动双向油水转换高压水发生器（A）中间双向双出杆油缸部分往复运动；

所述油水转换高压水发生器（A）左右两端水为介质的增压活塞缸,由电机水泵组（C）经（PDS）交替供低压水，经（PGS）连续输出高压水，高压水通过右端密封块注入被试管（22）；

油水转换高压水发生器（A）与被试管（22）的管路上串、并联两位通断换向并具有单向闭锁功能的电磁单向阀（D1）、（D2），且在管路的一端连接供气源接头（D），回液管路设有电磁卸荷阀（D3），高压水发生器（A）的管路上还连接有高压水安全阀（D4）；

当高压水发生器（A）向被试管内注入高压水时，电磁单向阀（D1）、（D2）均处关闭位，电磁卸荷阀（D3）开通位卸荷，当被试管（22）内充满水后关闭卸荷阀（D3），被试管（22）内水压上升，调节高压水安全阀（D4），试验压力逐步上升至试验需求最高压力；压力试验完成，电磁卸荷阀（D3）处开通位卸荷，然后供气源接头（D）供气，电磁单向阀（D1）关闭，电磁单向阀（D2）处开通位在气流作用下吹空、吹干管内水分。

2.根据权利要求1所述的一种细长无缝管水压试验设备，其特征在于，双联压板机构（7）和双联压板滑车（8）组成自动90度旋转压紧松开装置（23），包括支架（23-1）、油缸体（23-2）、活塞杆（23-3）、夹具体（23-4）、压板（23-5）、压块（23-6）、半圆定位套（23-7）、曲线套（23-8）、导向螺钉（23-9）和限位螺母（23-10），所述支架（23-1）的顶部设置夹具体（23-4），底部安装油缸，油缸体（23-2）与支架（23-1）固连，油缸的活塞杆（23-3）穿过夹具体（23-4），且外部固连有曲线套（23-8）；活塞杆（23-3）的顶部安装压板（23-5），顶端由限位螺母（23-10）固定；夹具体（23-4）的两侧对称设有半圆定位套（23-7），所述压板（23-5）的底面固连有带有V型槽的压块（23-6），V型槽与半圆定位套（23-7）对应设置；所述夹具体（23-4）的另一侧安装有导向螺钉（23-8），导向螺钉（23-8）的前端插入曲线套（23-8）外表面的螺旋状曲线槽内，曲线槽起点到终点在水平面上呈（90）度设置；当油缸推动活塞杆（23-3）向上运动时，由于导向螺钉（23-9）的导向作用，活塞杆（23-3）带动压板（23-5）螺旋上升，直至旋转（90）度停止，压板（23-5）与半圆定位套（23-7）平行；当活塞杆（23-3）向下运动，压板（23-5）随活塞杆（23-3）下降并反方向旋转（90）度，压板（23-5）与半圆定位套（23-7）夹紧被试管（22）。

3.根据权利要求1所述的一种细长无缝管水压试验设备，其特征在于，所述左端密封块（5）和右端密封块（13）为卡头结构，包括两种结构形式，其中一种为外壁封卡力平衡卡头（24），另一种为插入接头式内力平衡卡头（25）。

4.根据权利要求3所述的一种细长无缝管水压试验设备，其特征在于，所述外壁封卡力平衡卡头（24），包括固定座（24-1）、内锥套（24-2）、弹簧夹头（24-3）、内锥垫（24-4）、螺母套（24-5）；所述固定座（24-1）的中心开设嵌装槽（24-1-1），槽底中心开设进水口（24-1-2），嵌装槽（24-1-1）内沿轴向依次安装有内锥套（24-2）和螺母套（24-5），螺母套（5）与固定座（1）螺纹连接，螺母套（24-5）的底端设置夹头插入孔；所述内锥套（24-2）内吻合安装外锥形弹簧夹头（24-3），弹簧夹头（24-3）的顶端与内锥套（24-2）前端留有一段距离，底端插入夹头插入孔（24-5-1）内，并在孔底设有内锥垫（24-4）和O型圈；待被试管（22）由螺母套（24-5）插入弹簧夹头（24-3），其端部压紧固定座（24-1）的底面，管口正对进水口（24-1-1），螺母套（24-5）、内锥垫（24-2）以及弹簧夹头（24-3）的内壁均压被试管（22）。

5.根据权利要求3所述的一种细长无缝管水压试验设备，其特征在于，所述插入接头式力平衡卡头（25），包括夹头座（25-1）、端面O型圈（25-2）、芯轴（25-3）、法兰套（25-4）、螺钉（25-5）、内锥套（25-6）、外锥套（25-7）和螺母套（25-8）；所述夹头座（25-1）的中心开设嵌装槽（25-1-1）以及水口（25-1-2），所述嵌装槽（25-1-1）内安装芯轴（25-3），所述芯轴（25-3）的轴心开设高压水通道（25-3-1），所述高压水通道（25-3-1）与水口（25-1-2）连通，芯轴（25-3）的里端设有与嵌装槽（25-1-1）内径吻合的定位块（25-3-2），芯轴（25-3）外围上开密封槽，槽内嵌装密封圈；所述嵌装槽（25-1-1）内还紧密配合安装法兰套（25-4），法兰套（25-4）通过螺钉（25-5）与夹头座（25-1）固连，其里端端面压紧芯轴（25-3）的定位块（25-3-2），外端通过内螺纹连接螺母套（25-8）；所述法兰套（25-4）的内径为变直径结构，其里端的直径与芯轴（25-3）的外径压紧配合，中部嵌装有内锥套（25-6），内锥套（25-6）内部安装有与其内径形状吻合的外锥套（25-7），被试管（22）套合在芯轴（25-3）和外锥套（25-7）之间，其里端抵在法兰套（25-4）两段直径形成的肩台处；内锥套（25-6）的内径沿轴向由外向里逐渐收缩，端部为直管结构，与被试管（22）外径紧密配合；所述螺母套（25-8）为变直径套体，其靠近外端部的内径设置为喇叭口结构，外锥套（25-7）的外端插入螺母套（25-8）里端开设的锥形孔内，孔底设有锥套垫。

6.根据权利要求3所述的一种细长无缝管水压试验设备，其特征在于，所述油水转换高压水发生器（A），包括油压缸（A-1）、高压水缸活塞（A-2）、通轴活塞杆（A-3）、高压水缸（A-4）、油压缸活塞（A-5）、卡键结构、油压缸导向套（A-8）和支架（A-9）；所述油压缸（A-1）为双出杆油缸，油压缸缸筒体（A-1-1）的两端焊接连接法兰（A-1-2），油压缸缸筒体（A-1-1）以内螺纹与油压缸导向套（A-8）连接，缸筒体内通过油压缸导向套（A-8）连接通轴活塞杆（A-3）；所述油压缸活塞（A-5）由左、右卡键结构与通轴活塞杆（A-3）固定，左、右卡键结构分别由卡键（A-6）、卡键帽（A-7）和卡簧（A-11）组成；所述油压缸（A-1）的两端通过连接法兰对称连接高压水缸（A-4），通轴活塞杆（A-3）的两端位于高压水缸（A-4）内，高压水缸活塞（A-2）安装在通轴活塞杆（A-3）的两端部；高压水缸缸体（A-4-1）的两端由缸底堵头（A-10）密封；缸底堵头（10）分别设有进出水口（C）、（D）；所述通轴活塞杆（A-3）与高压水缸活塞（A-2）以及油压缸导向套（A-8）之间，油压缸导向套（A-8）与油压缸缸筒体（A-1-1）之间，油压缸活塞（A-5）与油压缸缸筒体（A-1-1）之间，以及高压水缸活塞（A-2）与高压水缸缸体（A-4-1）之间均设置耐高压、低摩擦、耐水质的密封装置；进出水口（C）、（D）安装有高压或超高压水阀（D₁）、（D₂）、（D₃）、（D₄）。

7.根据权利要求3所述的一种细长无缝管水压试验设备，其特征在于，所述的落料装置（15）包括卸料液压缸（15-3）、支撑液压缸（15-4）以及托板（15-1）；所述卸料液压缸（15-3）和支撑液压缸（15-4）安装于支架（1）的两侧，支架（1）的两侧对称焊接有液压缸安装座（15-2），卸料液压缸（15-3）、支撑液压缸（15-4）与液压缸安装座（15-2）固连；靠近被试管（22）两端设置；所述卸料液压缸（15-3）和支撑液液缸（15-4）的活塞杆（15-3-1）、（15-4-1）顶部分别与托板（15-1）的底面铰接，当活塞杆（15-3-1）、（15-4-1）处于收缩状态，托板（15-1）处于水平状态，位于被试管（22）的下方；当活塞杆（15-3-1）、（15-4-1）向上运动将被试管（22）托起，且卸料液压缸（15-3）的活塞杆（15-3-1）出杆长度大于支撑液压缸（15-4）的出杆长度，托板（15-1）倾斜将被试管（22）卸下。

8.利用权利要求1~7任意一项权利要求所述的水压试验设备进行细长无缝管水压试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先根据系统方式，被试管的内、外径尺寸及长度一致，配备安装好相对应的卡具，一次上料N件，整齐摆放在单压板机构（7）和双联压板机构的V型支撑座上；

启动双联液压泵组（B）调整左向滑车油缸（9）及右向滑车油缸（14），使系统试管两端分别接近左端密封块（5）及右端密封块（13），为后续试验做好位置统一基础，完成后左向滑车油缸（9）及右向滑车油缸（14）由双向液压锁（SD4）、（SD7）锁定保持位置不变；

挡板油缸（19）伸出落下挡板装置（6），被试管（22）抵靠在挡板上，电磁换向阀（DF3）、（DF8）启动双联压板油缸（21）向下运动，自动90度旋转压紧松开装置（23）压紧被试管（22），在此压紧过程中压板（23-5）带动压块（23-6）自动90度旋转实现对管件的压紧约束，电磁换向阀（DF3）、（DF8）可控回复中位，双联压板油缸（21）通过双向液压锁（SD3）、（SD8）自动锁紧，电磁换向阀（DF1）换向工作挡板升起；

左端滑车油缸（3）和右端滑车油缸（14）经电磁换向阀（DF2）、（DF9）换向，推动左右端密封块滑车（4）运动，将左端密封块（5）、右端密封块（13）同步插入被试管（22），此时左端滑车油缸（3）和右端滑车油缸（14）均在双向液压锁（SD2）、（SD9）的作用下实现自锁以保证以下试压工作的进行；

所述电机双联液压泵组的右泵经电液换向阀（D8）推动双向油水转换高压水发生器（A）中间双向双出杆油缸部分往复运动，由电机水泵组（C）经低压水输入结点（PDS）交替供低压水，经高压水输出结点（PGS）连续输出高压水，高压水通过右端密封块注入被试管（22），当高压水发生器（A）向被试管（22）内注入高压水时，电磁单向阀（D1）、（D2）均处关闭位，电磁卸荷阀（D3）开通位卸荷，当被试管（22）内充满水后关闭卸荷阀（D3），被试管（22）内水压上升，调节高压水安全阀（D4），试验压力逐步上升至试验需求最高压力；压力试验完成，电磁卸荷阀（D3）处开通位卸荷，然后供气源接头（D）供气，电磁单向阀（D1）关闭，电磁单向阀（D2）处开通位在气流作用下吹空、吹干管内水分；

左端滑车油缸（3）和右端滑车油缸（14）的电磁换向阀（DF2）、（DF9）换向，左端滑车油缸（3）和右端滑车油缸（14）反向工作带动左端密封块（5）、右端密封块（13）退出，双联压板油缸（21）的电磁换向阀（DF3）、（DF8）换向，压紧缸全部升起，压紧块上升过程自动90度旋转，保证松开后被试管（22）上方无阻挡，此时落料油缸（20）的电磁换向阀（DF5）工作，落料油缸（20）升起落料装置（15），被试管（22）被自动拨下落入接收工装内，整个工作循环完成；

若试验过程观察有不合格产品，设备有关闭不合格管路的进出水路功能，作好标记试验完成后单独取出处理。

9.根据权利要求2所述的一种细长无缝管水压试验方法，其特征在于，：步骤5）中，落保压时间较长可设置电液换向阀（D8），失电回中位被试管腔在管路中均由单向阀锁定密闭油腔可以保压一定时间，从而节省能量。