CN110375926B - 一种阀门承插焊端试压密封结构及其试压方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阀门承插焊端试压密封结构，所述试压密封结构包括一试压块体，所述试压块体的一端面设有环状凸颈，环状凸颈与试压块体同轴设置，所述试压块体的另一端面开设有一工装定位孔，环状凸颈上开设有一第一环形凹槽，环状凸颈内开设有多个的孔洞，所述孔洞位于所述第一环形凹槽内，第一环形凹槽中安装有一第一密封圈，所述试压块体的一端面开设有一第二环形凹槽，第二环形凹槽靠近所述环状凸颈，所述第二环形凹槽中安装有一第二密封圈，所述试压块体的一端开设有一第一通孔，第一通孔贯穿所述环状凸颈，且第一通孔与所述工装定位孔位于同一轴线上；所述孔洞与所述第一通孔相通。本发明密封效果好，保护试压操作人员的人身安全。

Description

一种阀门承插焊端试压密封结构及其试压方法
技术领域
本发明涉及特种设备技术领域，特别是一种阀门承插焊端试压密封结构及其试压方法。
背景技术
阀门作为流体输送系统中的主要控制部件，被广泛应用于石油、化工、核电、冶金等各个领域。为了生产和工程建设的安全，阀门在安装使用前必须进行试压及检漏工作。常见阀门的连接方式包括法兰连接、对夹连接、焊接连接、承插焊连接、螺纹连接、卡套连接、卡箍连接、自密封连接等。目前，承插焊连接的阀门压力试验通常在顶压式压力试验台上进行，由液压顶缸提供顶紧压力，端面用橡胶垫或O型圈进行密封，压力越大的阀门，需要越大的顶紧压力实现密封效果，顶紧压力直接作用于阀门两端，容易使被试阀门产生的变形量过大，阀门关闭件无法到达密封位置，影响密封试验效果。过大的顶紧压力还易使端面密封材料（橡胶垫或O型圈）损坏，对试压操作人员的人身安全产生潜在威胁。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的是提供一种阀门承插焊端试压密封结构，不仅能有效地实现密封还能避免传统试压方法产生的不良结果，保护试压操作人员的人身安全。
本发明采用以下方案实现：一种阀门承插焊端试压密封结构，所述试压密封结构包括一试压块体，所述试压块体的一端面设有环状凸颈，所述环状凸颈与试压块体同轴设置，所述试压块体的另一端面开设有一工装定位孔，所述环状凸颈上开设有一第一环形凹槽，所述环状凸颈内开设有多个的孔洞，所述孔洞位于所述第一环形凹槽内，所述第一环形凹槽中安装有一第一密封圈，所述试压块体的一端面开设有一第二环形凹槽，所述第二环形凹槽靠近所述环状凸颈，所述第二环形凹槽中安装有一第二密封圈，所述试压块体的一端开设有一第一通孔，所述第一通孔贯穿所述环状凸颈，且第一通孔与所述工装定位孔位于同一轴线上；所述孔洞与所述第一通孔相通。
进一步的，所述环状凸颈的端部设置有向内倾斜的倒角。
进一步的，所述试压块体为圆环柱状结构。
进一步的，所述试压块体的另一端面开设有一第三环形凹槽，所述第三环形凹槽靠近所述工装定位孔，所述第三环形凹槽中安装有一第三密封圈。
另外，本发明提供了一种阀门承插焊端试压密封结构的试压方法，所述试压方法需采用所述的阀门承插焊端试压密封结构，所述试压方法包括如下步骤：
步骤1、安装一试压测试结构，所述试压测试结构包括：左固定挡板、圆柱形导轨、活动挡板、顶杆、右固定挡板以及顶紧油缸；将两个圆柱形导轨的一端固定在左固定挡板的上端和下端，将活动挡板的上端和下端套在所述两个圆柱形导轨上，将顶杆一端顶在所述活动挡板中部，所述右固定挡板的上端和下端与两个圆柱形导轨的另一端固定，所述顶紧油缸设置于所述右固定挡板上，且顶紧油缸的伸缩杆与所述顶杆的另一端连接，顶紧油缸使得顶杆推动活动挡板向左移动；所述左固定挡板和活动挡板一面均设置有一定位凸起块，且左固定挡板的定位凸起块和活动挡板的定位凸起块在同一轴线上，所述定位凸起块与所述工装定位孔相匹配；所述定位凸起块上开设有第二通孔，所述左固定挡板和活动挡板侧壁上均开设有打压孔，且打压孔与所述定位凸起块上的第二通孔相贯通；
步骤2、将两个试压密封结构安装于左固定挡板和活动挡板之间，将阀门设置于所述两个试压密封结构之间；
步骤3、试压块体一端面和左固定挡板、活动挡板通过第三密封圈配合密封，试压块体另一端面和阀门的承插焊端通过第一密封圈和第二密封圈配合密封，顶紧油缸提供顶紧压力通过顶杆推动活动挡板向左移动，活动挡板顶紧各端面密封面；
步骤4、将试压介质从左固定挡板和活动挡板的打压孔打入，试压介质通过第二通孔、第一通孔进入阀门内腔，同时，试压介质通过环状凸颈的多个孔洞将第一密封圈向外挤压来消除阀门与试压块体环状凸颈的孔轴间隙，增加径向和轴向密封比压，从而实现密封效果；
步骤5、逐渐打入试验介质，试验介质力逐渐升压到需要的试验压力，从而完成阀门试压。
进一步的，所述步骤2中将两个试压密封结构安装于左固定挡板和活动挡板之间具体为：将试压密封结构的工装定位孔套在所述定位凸起块上，试压密封结构的一端面和左固定挡板、活动挡板通过第三密封圈配合密封，从而使得两个试压密封结构分别与左固定挡板和活动挡板连接。
进一步的，所述活动挡板为两端小中间大的结构，所述活动挡板的两端开设有第三通孔，所述活动挡板的一端面设置有试压垫板，所述定位凸起块固定于所述试压垫板上。
本发明的有益效果在于：1.由于密封力由介质力提供，顶紧油缸压力无需太大，作用在阀门端面上的轴向压力较小，可有效减小试压阀门的变形，保证试压结果的准确性。
2.压力自密封结构，试验介质压力越大，密封效果越好。
3.阀门与试压密封结构之间孔轴为间隙配合，装卸简单快捷，简化试压程序。
4.顶紧力较小，第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈不易损坏，无需频繁更换。
5.密封效果好，顶紧压力小，保护试压操作人员的人身安全。
附图说明
图1是本发明试压密封结构的示意图。
图2是本发明试压密封结构的局部剖面图。
图3是本发明图2与阀门组装配合后的局部示意图。
图4是本发明试压测试结构和试压密封结构对阀门进行试压测试的结构示意图。
图5是本发明活动挡板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
请参阅图1至图3所示，本发明的一种阀门承插焊端试压密封结构，所述试压密封结构包括一试压块体1，所述试压块体1的一端面设有环状凸颈2，所述环状凸颈2与试压块体1同轴设置，所述试压块体1的另一端面开设有一工装定位孔11，所述环状凸颈2上开设有一第一环形凹槽21，所述环状凸颈2内开设有多个的孔洞22，所述孔洞22位于所述第一环形凹槽内21，所述第一环形凹槽21中安装有一第一密封圈23，所述试压块体1的一端面开设有一第二环形凹槽12，所述第二环形凹槽12靠近所述环状凸颈2，所述第二环形凹槽12中安装有一第二密封圈13，所述试压块体1的一端开设有一第一通孔14，所述第一通孔14贯穿所述环状凸颈2，且第一通孔14与所述工装定位孔位11于同一轴线上；所述孔洞22与所述第一通孔14相通。
其中，所述环状凸颈2的端部设置有向内倾斜的倒角24。所述试压块体1为圆环柱状结构。所述试压块体1的另一端面开设有一第三环形凹槽15，所述第三环形凹槽15靠近所述工装定位孔11，所述第三环形凹槽15中安装有一第三密封圈16。其中，第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈均为O型密封圈。
如图1和图2所示，所述试压块体1为圆柱形，设有中心工装定位孔11以便与试压测试结构相连和定位；试压块体1中心为通孔，试压时试验介质从通孔注入被试阀门10；第三密封圈16用于试压密封结构与试压测试结构的左固定挡板4进行密封；试压块体1与被试阀门连接处孔轴为间隙配合，设置两道O型圈进行密封，即一道是第一密封圈，一道是第二密封圈；第二密封圈用于被试阀门端面与试压块体间的密封，该密封仅为辅助密封；第一密封圈为主密封，放置第一密封圈的O型圈沟槽通过对称布置的3~6道孔洞与内通道相通。试压时，第一密封圈由于内部介质的作用力向外挤压，消除阀门与试压工装的孔轴间隙，增加径向和轴向密封比压，从而实现密封效果，试验介质力越大，密封效果越好。
请参阅图1至图5所示，本发明提供了一种阀门承插焊端试压密封结构的试压方法，所述试压方法需采用所述的阀门承插焊端试压密封结构，所述试压方法包括如下步骤：
步骤1、安装一试压测试结构3，所述试压测试结构3包括：左固定挡板4、圆柱形导轨5、活动挡板6、顶杆7、右固定挡板8以及顶紧油缸9；将两个圆柱形导轨5的一端固定在左固定挡板4的上端和下端，将活动挡板6的上端和下端套在所述两个圆柱形导轨5上，将顶杆7一端顶在所述活动挡板6中部，所述右固定挡板8的上端和下端与两个圆柱形导轨5的另一端固定，所述顶紧油缸9设置于所述右固定挡板8上，且顶紧油缸9的伸缩杆与所述顶杆7的另一端连接，顶紧油缸9使得顶杆推动活动挡板向左移动；所述左固定挡板4和活动挡板6一面均设置有一定位凸起块41，且左固定挡板4的定位凸起块和活动挡板6的定位凸起块在同一轴线上，所述定位凸起块41与所述工装定位孔11相匹配；所述定位凸起块41上开设有第二通孔42，所述左固定挡板和活动挡板6侧壁上均开设有打压孔61，且打压孔61与所述定位凸起块41上的第二通孔42相贯通；
步骤2、将两个试压密封结构安装于左固定挡板4和活动挡板6之间，将阀门10设置于所述两个试压密封结构之间；所述步骤2中将两个试压密封结构安装于左固定挡板4和活动挡板6之间具体为：将试压密封结构的工装定位孔11套在所述定位凸起块41上，试压密封结构的一端面和左固定挡板、活动挡板通过第三密封圈16配合密封，从而使得两个试压密封结构分别与左固定挡板和活动挡板连接。
步骤3、试压块体一端面和左固定挡板4、活动挡板6通过第三密封圈16配合密封，试压块体另一端面和阀门10的承插焊端通过第一密封圈23和第二密封圈13配合密封，顶紧油缸9提供顶紧压力通过顶杆7推动活动挡板向左移动，活动挡板顶紧各端面密封面；
步骤4、将试压介质从左固定挡板4和活动挡板6的打压孔打61入，试压介质通过第二通孔42、第一通孔14进入阀门内腔，同时，试压介质通过环状凸颈的多个孔洞22将第一密封圈23向外挤压来消除阀门与试压块体环状凸颈2的孔轴间隙，增加径向和轴向密封比压，从而实现密封效果；
步骤5、逐渐打入试验介质，试验介质力逐渐升压到需要的试验压力，从而完成阀门试压。
所述活动挡板6为两端小中间大的结构，所述活动挡板的两端开设有第三通孔62，所述活动挡板的一端面设置有试压垫板63，所述定位凸起块41固定于所述试压垫板上。
总之，本发明由于密封力由介质力提供，顶紧油缸压力无需太大，作用在阀门端面上的轴向压力较小，可有效减小试压阀门的变形，保证试压结果的准确性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种阀门承插焊端试压密封结构的试压方法，其特征在于：所述试压方法需采用阀门承插焊端试压密封结构，所述阀门承插焊端试压密封结构包括一试压块体，所述试压块体的一端面设有环状凸颈，所述环状凸颈与试压块体同轴设置，所述试压块体的另一端面开设有一工装定位孔，所述环状凸颈上开设有一第一环形凹槽，所述环状凸颈内开设有多个的孔洞，所述孔洞位于所述第一环形凹槽内，所述第一环形凹槽中安装有一第一密封圈，所述试压块体的一端面开设有一第二环形凹槽，所述第二环形凹槽靠近所述环状凸颈，所述第二环形凹槽中安装有一第二密封圈，所述试压块体的一端开设有一第一通孔，所述第一通孔贯穿所述环状凸颈，且第一通孔与所述工装定位孔位于同一轴线上；所述孔洞与所述第一通孔相通；
所述试压方法包括如下步骤：
步骤1、安装一试压测试结构，所述试压测试结构包括：左固定挡板、圆柱形导轨、活动挡板、顶杆、右固定挡板以及顶紧油缸；将两个圆柱形导轨的一端固定在左固定挡板的上端和下端，将活动挡板的上端和下端套在所述两个圆柱形导轨上，将顶杆一端顶在所述活动挡板中部，所述右固定挡板的上端和下端与两个圆柱形导轨的另一端固定，所述顶紧油缸设置于所述右固定挡板上，且顶紧油缸的伸缩杆与所述顶杆的另一端连接，顶紧油缸使得顶杆推动活动挡板向左移动；所述左固定挡板和活动挡板一面均设置有一定位凸起块，且左固定挡板的定位凸起块和活动挡板的定位凸起块在同一轴线上，所述定位凸起块与所述工装定位孔相匹配；所述定位凸起块上开设有第二通孔，所述左固定挡板和活动挡板侧壁上均开设有打压孔，且打压孔与所述定位凸起块上的第二通孔相贯通；
步骤2、将两个试压密封结构安装于左固定挡板和活动挡板之间，将阀门设置于所述两个试压密封结构之间；
步骤3、试压块体一端面和左固定挡板、活动挡板通过第三密封圈配合密封，试压块体另一端面和阀门的承插焊端通过第一密封圈和第二密封圈配合密封，顶紧油缸提供顶紧压力通过顶杆推动活动挡板向左移动，活动挡板顶紧各端面密封面；
步骤4、将试压介质从左固定挡板和活动挡板的打压孔打入，试压介质通过第二通孔、第一通孔进入阀门内腔，同时，试压介质通过环状凸颈的多个孔洞将第一密封圈向外挤压来消除阀门与试压块体环状凸颈的孔轴间隙，增加径向和轴向密封比压，从而实现密封效果；
步骤5、逐渐打入试验介质，试验介质力逐渐升压到需要的试验压力，从而完成阀门试压。
2.根据权利要求1所述的一种阀门承插焊端试压密封结构的试压方法，其特征在于：所述步骤2中将两个试压密封结构安装于左固定挡板和活动挡板之间具体为：将试压密封结构的工装定位孔套在所述定位凸起块上，从而使得两个试压密封结构分别与左固定挡板和活动挡板连接。
3.根据权利要求1所述的一种阀门承插焊端试压密封结构的试压方法，其特征在于：所述活动挡板为两端小中间大的结构，所述活动挡板的两端开设有第三通孔，所述活动挡板的一端面设置有试压垫板，所述定位凸起块固定于所述试压垫板上。
4.根据权利要求1所述的一种阀门承插焊端试压密封结构的试压方法，其特征在于：所述环状凸颈的端部设置有向内倾斜的倒角。
5.根据权利要求1所述的一种阀门承插焊端试压密封结构的试压方法，其特征在于：所述试压块体为圆环柱状结构。
6.根据权利要求1所述的一种阀门承插焊端试压密封结构的试压方法，其特征在于：所述试压块体的另一端面开设有一第三环形凹槽，所述第三环形凹槽靠近所述工装定位孔，所述第三环形凹槽中安装有所述第三密封圈。
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