CN111238919B - 一种双介质压力试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双介质压力试验装置，包括：气体增压泵、气体存储器和高压储水器；外接气源通过所述气体增压泵进行气体增压后传输到所述气体存储器；气体从所述气体存储器流出后先经过第一支路，后分为第二支路和第三支路，所述第二支路通往被试工件，所述第三支路通往所述高压储水器；液体从进水管流入所述高压储水器，出水管流出经过第四支路，所述第二支路和所述第四支路合并成第五支路到达所述被试工件。解决了双介质压力试验的前提下，同一工件能够减少频繁拆卸接口，很好的规避了设备损坏的风险。

Description

一种双介质压力试验装置

技术领域

本发明涉及工件的承压能力试验的领域，具体涉及一种双介质压力试验装置。

背景技术

为检验特殊工件或设备的承压能力是否满足设计需求，需要对该工件或设备进行液压和气压两方面的试验。

目前液压试验的普遍做法是以水为介质，使用气动增压泵进行手动增压操作；气压试验常用高压氮气或空气经减压输出至目标压力后进行增压操作。

由于气动增压泵需手动操作，水压试验期间存在超压风险；上述两套系统独立运行且功能单一，为执行液压和气压双介质压力试验，同一工件需频繁拆卸接口，影响工作效率的同时增加接口损坏风险。

鉴于此，亟需设计一种避免频繁拆卸接口，并且能增加工作效率的试验装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双介质一体化的试验装置。

本发明提供一种双介质压力试验装置，包括：气体增压泵、气体存储器和高压储水器；外接气源通过所述气体增压泵进行气体增压后传输到所述气体存储器；气体从所述气体存储器流出后先经过第一支路，后分为第二支路和第三支路，所述第二支路通往被试工件，所述第三支路通往所述高压储水器；液体从进水管流入所述高压储水器，出水管流出经过第四支路，所述第二支路和所述第四支路合并成第五支路到达所述被试工件。

根据本发明的一方面，所述高压储水器还包括：第一分部，位于所述高压储水器的上部用于存储气体；第二分部，位于所述高压储水器的下部用于存储液体。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：第一手动阀，连接于所述外接气源和所述气体增压泵之间，且所述第一手动阀的出口连接所述气体增压泵的驱动气入口；第二手动阀，连接于所述气体增压泵和所述气体存储器之间；第三手动阀和第一减压阀，设置在所述第一支路上；第四手动阀，设置在所述第一分部的外侧；第五手动阀，设置在所述高压储水器的入水口。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：第一安全阀，设置在所述气体增压泵和所述气体存储器之间，且用于与所述气体存储器连通；第二安全阀，设置在所述第二支路上；第三安全阀，设置在所述第一分部的外侧。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：第一压力检测单元，设置在所述外接气源外侧；第二压力检测单元，设置在所述气体增压泵和所述气体存储器之间；第三压力检测单元，设置在所述高压储水器第一分部的外侧；第四压力检测单元，设置在所述第一支路的管道外侧；第五压力检测单元，设置在所述第二支路的管道外侧；第六压力检测单元，设置在所述第五支路的管道外侧；液位检测单元，设置于所述第二分部的外侧。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：第一压力控制阀，设置在所述外接气源和所述第一压力检测单元之间；第二压力控制阀，设置在所述气体增压泵和所述气体存储器之间的管道与所述第二压力检测单元之间；第三压力控制阀，设置在所述高压储水器第一分部与所述第三压力检测单元之间；第四压力控制阀，设置在所述第一支路的管道和所述第四压力检测单元之间；第五压力控制阀，设置在所述第二支路的管道和所述第五压力检测单元之间；第六压力控制阀，设置在所述第五支路的管道和所述第六压力检测单元之间。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：第一电动阀，与所述第一手动阀并列设置在所述外接气源和所述气体增压泵之间，且所述第一电动阀的出口用于与所述气体增压泵的介质气入口连通；第二电动阀，设置在所述第二支路上，用于控制所述第二支路的通断；第三电动阀，设置在所述第三支路上，用于控制所述第三支路的通断；第四电动阀，设置在所述第四支路上，用于控制所述第四支路的通断；第五电动阀，设置在所述被试工件的出口管道上，用于控制所述被试工件的泄压。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：第一止回阀，设置在所述气体增压泵和所述气体存储器之间；第二止回阀，设置在所述第二支路上；第三止回阀，设置在所述第四支路上。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：第一过滤器，设置在所述气体增压泵和所述气体存储器之间；第二过滤器，设置在所述高压储水器的进口管道上。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：控制模块，用于收集所述第一压力检测单元、所述第二压力检测单元、所述第三压力检测单元、所述第四压力检测单元、所述第五压力检测单元、所述第六压力检测单元和所述液位检测单元的信号，通过信号分析作用于所述第一电动阀、所述第二电动阀、所述第三电动阀、所述第四电动阀和所述第五电动阀。

本发明提供的双介质压力试验装置使用气体增压泵将外接气源的气体传输至气体存储器，该气体存储器作为双介质打压的唯一压力源，做气压试验时气体存储器的气体从第二支路直接传输到被试工件，做水压试验时气体存储器的气体对高压储水器的液体施压，液体从第四支路传输到被试工件。该一体化的双介质压力试验装置解决了双介质压力试验的前提下，同一工件能够减少频繁拆卸接口，很好的规避了设备损坏的风险以及压力控制滞后的风险。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明发明的原理。

图1是本发明一个实施例的双介质压力试验装置的示意图；

图2是本发明再一实施例的双介质压力试验装置的示意图。

附图标记说明：

100-外接气源，200-气体增压泵，300-气体存储器，400-高压储水器，500-被试工件，101-第一止回阀，102-第二止回阀，103-第三止回阀，201-第一过滤器，202-第二过滤器，401-液位检测单元；601-第一手动阀，602-第二手动阀，603-第三手动阀，604-第一减压阀，605-第四手动阀，606-第五手动阀，701-第一安全阀，702-第二安全阀，703-第三安全阀，801-第一压力检测单元，802-第二压力检测单元，803-第三压力检测单元，804-第四压力检测单元，805-第五压力检测单元，806-第六压力检测单元，901-第一电动阀，902-第二电动阀，903-第三电动阀，904-第四电动阀，905-第五电动阀。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，用于示例性的说明本发明的原理，并不被配置为限定本发明。另外，附图中的机构件不一定是按照比例绘制的。例如，可能对于其他结构件或区域而放大了附图中的一些结构件或区域的尺寸，以帮助对本发明实施例的理解。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外术语“包括”、“包含”“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素结构件或组件不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出或固有的属于结构件、组件上的其他机构件。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

诸如“下面”、“下方”、“在…下”、“低”、“上方”、“在…上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通篇中表示类似的元件。

对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

图1是本发明一个实施例的双介质压力试验装置的示意图；图2是本发明再一实施例的双介质压力试验装置的示意图。

如图1所示，本发明提供一种双介质压力试验装置包括：气体增压泵200、气体存储器300和高压储水器400；外接气源100通过气体增压泵200进行气体增压后传输到气体存储器300；气体从气体存储器300流出后先经过第一支路，后分为第二支路和第三支路，第二支路通往被试工件500，第三支路通往高压储水器400；液体从进水管流入高压储水器400，出水管流出经过第四支路，第二支路和第四支路合并成第五支路到达被试工件500。

具体的，气体增压泵200采用气动往复式泵，外接气源100、气体增压泵200、气体存储器300、高压储水器400之间的管路均采用不锈钢管连接，增加双介质压力试验装置的耐用性，其中高压储水器400与被试工件500之间以及高压储水器400的进水管和被试工件500的出水管的管路采用软管，方便液体的流动。外接气源100通过气体增压泵200进行气体增压后传输到气体存储器300，气体存储器300作为双介质打压的唯一压力源。外接气源100采用外接氦气瓶、外接氮气瓶或者外接压缩空气等任一种气源，高压储水器400中液体可采用纯水或超纯水。

本发明中，气体从气体存储器300流出后先经过第一支路，后分为第二支路和第三支路，第二支路通往被试工件500，第三支路通往高压储水器400。液体从进水管流入高压储水器400，通过气体存储器300加压到高压储水器400，使得高压储水器400的出水管流出液体经过第四支路，第二支路和第四支路合并成第五支路到达被试工件500。做气压试验时气体存储器300的气体从第二支路直接到被试工件，做水压试验时气体存储器300的气体对高压储水器400的液体施压，液体从第四支路到被试工件。该一体化的双介质压力试验装置解决了双介质压力试验的前提下，同一工件能够减少频繁拆卸接口，很好的规避了设备损坏的风险，以高压气体作为压力源降低了压力控制滞后的风险。

根据本发明的一方面，高压储水器400分为第一分部和第二分部，第一分部位于高压储水器400的上部用于存储气体，第二分部位于高压储水器400的下部用于存储液体。高压储水器400预留空间给空气的第一分部直接和气体存储器300连接，当进行水压试验时气体存储器300施压到第一分部的气体，从而将高压储水器400的液体加压输送到被试工件500。

如图2所示，根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：第一手动阀601，连接于外接气源100和气体增压泵200之间，且第一手动阀601的出口连接气体增压泵200的驱动气入口；第二手动阀602，连接于气体增压泵200和气体存储器300之间；第三手动阀603和第一减压阀604，设置在第一支路上；第四手动阀605，设置在第一分部的外侧；第五手动阀606，设置在高压储水器400的入水口。设置上述各个手动阀方便人工调节气体传输和液体传输，保证双介质压力试验过程双介质的流通人工可调。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：第一安全阀701，设置在气体增压泵200和气体存储器300之间，且用于与气体存储器300连通；第二安全阀702，设置在第二支路上；第三安全阀703，设置在第一分部的外侧。第一安全阀701、第二安全阀702和第三安全阀703能够保护气体增压泵200和气体存储器300之间的管道、第二支路的管道以及高压储水器100设备的正常工作，当管道或者设备内的压力超过安全阀设定的压力值时，自动开启泄压，保证整个双介质压力试验过程的安全，防止意外发生，减少损失。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：第一压力检测单元801，设置在外接气源100外侧；第二压力检测单元802，设置在气体增压泵200和气体存储器300之间；第三压力检测单元803，设置在高压储水器400第一分部的外侧；第四压力检测单元804，设置在第一支路的管道外侧；第五压力检测单元805，设置在第二支路的管道外侧；第六压力检测单元806，设置在第五支路的管道外侧；液位检测单元401，设置于第二分部的外侧。

具体的，压力检测单元可选择压力变送器，能够实时显示设备或者管道的内部压力。第一压力检测单元801设置在外接气源100外侧，在外接气源100和第一压力检测单元801之间增加第一压力控制阀，需要打开第一压力控制阀才能进行第一压力检测单元801的测压。第二压力检测单元802设置在气体增压泵200和气体存储器300之间，在气体增压泵200和气体存储器300之间的管道与第二压力检测单元802之间增加第二压力控制阀，需要打开第二压力控制阀才能进行第二压力检测单元802的测压。第三压力检测单元803设置在高压储水器400第一分部的外侧，在高压储水器400第一分部与第三压力检测单元803之间增加第三压力控制阀，需要打开第三压力控制阀才能进行第三压力检测单元803的测压。第四压力检测单元804设置在第一支路的管道外侧，在第一支路的管道和第四压力检测单元804之间增加第四压力控制阀，需要打开第四压力控制阀才能进行第四压力检测单元803的测压。第五压力检测单元805设置在第二支路的管道外侧，在第二支路的管道和第五压力检测单元805之间增加第五压力控制阀，需要打开第五压力控制阀才能进行第五压力检测单元803的测压。第六压力检测单元806设置在第五支路的管道外侧，在第五支路的管道和第六压力检测单元806之间增加第六压力控制阀，需要打开第六压力控制阀才能进行第六压力检测单元803的测压。

根据本发明的一方面，为了增加双介质压力试验装置的可控性，需要设置一些电动阀完成双介质压力试验装置的自动化控制。继续参照图2，其中电动阀包括：第一电动阀901，与第一手动阀601并列设置在外接气源100和气体增压泵200之间，且第一电动阀901的出口用于与气体增压泵200的介质气入口连通；第二电动阀902，设置在第二支路上，用于控制第二支路的通断；第三电动阀903，设置在第三支路上，用于控制第三支路的通断；第四电动阀904，设置在第四支路上，用于控制第四支路的通断；第五电动阀905，设置在被试工件500的出口管道上，用于控制被试工件500的泄压。

具体的，气体存储器300的充压过程为：设置气体存储器300的第一预设压力值，采集第四压力检测单元804的第一压力值，若第一压力值低于第一预设压力值，则开启第一电动阀901；若第一压力值达到第一预设压力值，则关闭第一电动阀901，完成气体存储器300的充压过程。

其次，双介质压力试验中的气压试验的过程为：设置气压试验时被试工件500的第二预设压力值，采集第六压力检测单元806的第二压力值，若第二压力值低于第二预设压力值，则开启第二电动阀902；若第二压力值达到第二预设压力值，则关闭第二电动阀902；被试工件500在第二预设压力值下达到保压设定的时间后，开启第五电动阀905进行泄压，直至第六压力检测单元806的第二压力值为零，完成气压试验过程。

还有，高压储水器400的充水过程为：设置高压储水器400的预设液位值，采集液位检测单元401的实时液位值，若实时液位值低于预设液位值，则开启高压储水器400的进水管；若实时液位值达到预设液位值，则关闭高压储水器400的进水管，完成高压储水器400的充水过程。

最后，双介质压力试验中的水压试验过程为：设置水压试验时被试工件500第三预设压力值，采集第六压力检测单元806的第三压力值，若第三压力值低于第三预设压力值，则开启第三手动阀603、第三电动阀903和第四电动阀904，通过调节第一减压阀604将气体存储器300的气体作用到高压储水器500第二分部的液体，高压下使得液体流出到达被试工件500，直至液体充满整个被试工件500；若第三压力值达到第三预设压力值，则关闭第四电动阀904；被试工件500在第三预设压力值下达到保压设定的时间后，开启第五电动阀905进行泄压，直至第六压力检测单元806的第三压力值为零，完成水压试验过程。

通过该双介质压力试验装置能实现充气过程、充水过程、气压试验过程和水压试验过程控制自动化，液体和气体作为打压介质的自由切换，提高了装置的集成度，减少了拆装时间和人力成本，提高了工作效率。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：第一止回阀101，设置在气体增压泵200和气体存储器300之间；第二止回阀102，设置在第二支路上；第三止回阀103，设置在第四支路上。如图2所示，第一止回阀101在气体增压泵200和气体存储器300之间防止气体回流，第二止回阀102在第二支路的第二电动阀902的入口管道上，防止第二支路的气体或第五之路的液体回流，第三止回阀103在第四支路的第四电动阀904的入口管道上，防止第四支路的液体回流。

根据本发明的一方面，为确保双介质的纯净度，双介质压力试验装置还包括了第一过滤器201，设置在气体增压泵200和气体存储器300之间，和第二过滤器202，设置在高压储水器400的进口管道上。第一过滤器201能够过滤进入气体存储器300的气体，提高气体洁净度，第二过滤器202能够过滤进入高压储水器400的液体，提高液体洁净度。保证双介质压力试验时气体和液体的流通顺畅，确保被试工件500在压力测试的保压过程中压力的稳定。

根据本发明的一方面，双介质压力试验装置还包括：控制模块，用于收集第一压力检测单元801、第二压力检测单元802、第三压力检测单元803、第四压力检测单元804、第五压力检测单元805、第六压力检测单元806和液位检测单元401的信号，通过信号分析作用于第一电动阀901、第二电动阀902、第三电动阀903、第四电动阀904和第五电动阀905。

具体的，在气体存储器300的充压过程中，第四压力检测单元804的检测结果能够控制第一电动阀901的通断；气压试验过程中第六压力检测单元806的检测结果能够控制第二电动阀902和第五电动阀905的通断；高压储水器400的充水过程中，通过监测液位检测单元401控制进水管的通断；水压试验过程中第六压力检测单元806的检测结果能够控制第四电动阀904和第五电动阀905的通断。

控制模块的具体控制方法还有，设置高压储水器400的第四预设压力值，采集第三压力检测单元803的第四压力值，若第四压力值低于第四预设压力值，则开启第三电动阀903；若第四压力值达到第四预设压力值，则关闭第三电动阀903。设置高压储水器400的低位阈值和高位阈值，采集液压检测单元401的实时液位值，若实时液位值达到低位阈值或者高位阈值时，则发出报警信号。

其中，第一压力检测单元801、第二压力检测单元802和第五压力检测单元805的设置能够给操作人更全面的压力监控，确保双介质压力试验装置的各个设备压力可视，当发现危险因素时方便操作人员的及时处理。

该一体化的双介质压力试验装置兼具压力检测单元和电动阀的自动化控制设备，具备自动处理气压和水压过程的电动阀通断的能力，解决了双介质压力试验的前提下，同一工件能够减少频繁拆卸接口，很好的规避了设备损坏的风险以及压力控制滞后的风险。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双介质压力试验装置，其特征在于，包括：

气体增压泵（200）、气体存储器（300）和高压储水器（400）；

外接气源（100）通过所述气体增压泵（200）进行气体增压后传输到所述气体存储器（300）；

气体从所述气体存储器（300）流出后先经过第一支路，后分为第二支路和第三支路，所述第二支路通往被试工件（500），所述第三支路通往所述高压储水器（400）；

液体从进水管流入所述高压储水器（400），出水管流出经过第四支路，所述第二支路和所述第四支路合并成第五支路到达所述被试工件（500）；

做气压试验时气体存储器（300）的气体从第二支路直接到被试工件，做水压试验时气体存储器（300）的气体对高压储水器（400）的液体施压，液体从第四支路到被试工件。

2.根据权利要求1所述的双介质压力试验装置，其特征在于，所述高压储水器还包括：

第一分部，位于所述高压储水器（400）的上部用于存储气体；

第二分部，位于所述高压储水器（400）的下部用于存储液体。

3.根据权利要求2所述的双介质压力试验装置，其特征在于，还包括：

第一手动阀（601），连接于所述外接气源（100）和所述气体增压泵（200）之间，且所述第一手动阀（601）的出口连接所述气体增压泵（200）的驱动气入口；

第二手动阀（602），连接于所述气体增压泵（200）和所述气体存储器（300）之间；

第三手动阀（603）和第一减压阀（604），设置在所述第一支路上；

第四手动阀（605），设置在所述第一分部的外侧；

第五手动阀（606），设置在所述高压储水器（400）的入水口。

4.根据权利要求2所述的双介质压力试验装置，其特征在于，还包括：

第一安全阀（701），设置在所述气体增压泵（200）和所述气体存储器（300）之间，且用于与所述气体存储器（300）连通；

第二安全阀（702），设置在所述第二支路上；

第三安全阀（703），设置在所述第一分部的外侧。

5.根据权利要求3所述的双介质压力试验装置，其特征在于，还包括：

第一压力检测单元（801），设置在所述外接气源（100）外侧；

第二压力检测单元（802），设置在所述气体增压泵（200）和所述气体存储器（300）之间；

第三压力检测单元（803），设置在所述高压储水器（400）第一分部的外侧；

第四压力检测单元（804），设置在所述第一支路的管道外侧；

第五压力检测单元（805），设置在所述第二支路的管道外侧；

第六压力检测单元（806），设置在所述第五支路的管道外侧；

液位检测单元（401），设置于所述第二分部的外侧。

6.根据权利要求5所述的双介质压力试验装置，其特征在于，还包括：

第一压力控制阀，设置在所述外接气源（100）和所述第一压力检测单元（801）之间；

第二压力控制阀，设置在所述气体增压泵（200）和所述气体存储器（300）之间的管道与所述第二压力检测单元（802）之间；

第三压力控制阀，设置在所述高压储水器（400）第一分部与所述第三压力检测单元（803）之间；

第四压力控制阀，设置在所述第一支路的管道和所述第四压力检测单元（804）之间；

第五压力控制阀，设置在所述第二支路的管道和所述第五压力检测单元（805）之间；

第六压力控制阀，设置在所述第五支路的管道和所述第六压力检测单元（806）之间。

7.根据权利要求6所述的双介质压力试验装置，其特征在于，还包括：

第一电动阀（901），与所述第一手动阀（601）并列设置在所述外接气源（100）和所述气体增压泵（200）之间，且所述第一电动阀（901）的出口用于与所述气体增压泵（200）的介质气入口连通；

第二电动阀（902），设置在所述第二支路上，用于控制所述第二支路的通断；

第三电动阀（903），设置在所述第三支路上，用于控制所述第三支路的通断；

第四电动阀（904），设置在所述第四支路上，用于控制所述第四支路的通断；

第五电动阀（905），设置在所述被试工件（500）的出口管道上，用于控制所述被试工件（500）的泄压。

8.根据权利要求1所述的双介质压力试验装置，其特征在于，还包括：

第一止回阀（101），设置在所述气体增压泵（200）和所述气体存储器（300）之间；

第二止回阀（102），设置在所述第二支路上；

第三止回阀（103），设置在所述第四支路上。

9.根据权利要求1所述的双介质压力试验装置，其特征在于，还包括：

第一过滤器（201），设置在所述气体增压泵（200）和所述气体存储器（300）之间；

第二过滤器（202），设置在所述高压储水器（400）的进口管道上。

10.根据权利要求7所述的双介质压力试验装置，其特征在于，还包括：

控制模块，用于收集所述第一压力检测单元（801）、所述第二压力检测单元（802）、所述第三压力检测单元（803）、所述第四压力检测单元（804）、所述第五压力检测单元（805）、所述第六压力检测单元（806）和所述液位检测单元（401）的信号，通过信号分析作用于所述第一电动阀（901）、所述第二电动阀（902）、所述第三电动阀（903）、所述第四电动阀（904）和所述第五电动阀（905）。

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