CN202947844U - 闸阀壳体强度和双向密封试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种闸阀壳体强度和双向密封试验机，包括机械系统，液压控制系统及压力水控制系统，其特征是机械系统设有左右支架、位于左右支架间用于密封压接闸阀两侧过流孔端面的左右腔密封夹紧盘，在左支架内侧固定连接左连接盘，左腔密封夹紧盘通过左连接盘活动连接在左支架上，在左右支架间连接水平置位上下导柱，右腔密封夹紧盘以滑动配合套装在所述上下导柱上，横穿右支架在其上固装一连接液压控制系统的液压缸，液压缸活塞杆固定连接右腔密封夹紧盘，左右腔密封夹紧盘分别设置左盘连腔通道和右盘连腔通道并连接压力水控制系统；并设置支撑闸阀的可移动支架。本实用新型的优点是：简化操作，提高工作效率、定量测试，节省水资源。

Description

闸阀壳体强度和双向密封试验机

技术领域

本实用新型涉及一种闸阀性能测试设备，尤其涉及一种闸阀壳体强度和双向密封试验机。 

背景技术

闸阀作为截断阀类的一种用来接通或截断管路中的介质，是供水系统中不可缺少的控制设备，主要应用在管网、泵房和滤池等压力管道的使用环境。闸阀主要由阀体、阀盖、阀杆、与阀杆连接的闸板、阀座、填料组件及传动装置组成。阀体是闸阀的主体，是安装阀盖、安放阀座、连接管道的重要零件，阀体与阀盖通过法兰连接形成耐压空腔，构成闸阀壳体，阀杆与阀杆螺母或传动装置连接，起着传递力矩启闭闸板的作用，闸板在阀杆的带动下，沿阀座密封面作升降运动而达到启闭目的。闸阀通常适用于不需要经常启闭，且保持闸板全开或全闭的工况。闸阀的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直。闸板有两个密封面,最常用的模式是闸板阀的两个密封面形成楔形、楔形角度随阀门参数而异。闸阀关闭时,密封面可以只依靠介质压力来密封,即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封。其优点是流体阻力小，密封面受介质的冲刷和侵蚀小，开闭较省力。介质流向不受限制，不扰流、不降低压力且形体简单、结构长度短、制造工艺性好。 

鉴于闸阀作为开闭装置用于压力管道的使用环境，对其强度和密封性能有很严格的要求，因此在生产过程中及出厂前阶段都要做壳体强度和密封性能试验，须对闸阀进行双向试压，即关闭阀板对阀板双侧腔体在规定时间内加规定的压力分别进行双向密封试验。现有测试设备一般包括装夹闸阀的机械系统，控制闸阀夹紧、保压或松开的液压控制系统及给闸阀提供压力水的压力水控制系统，但其缺陷是一次装夹只能完成闸阀的单向试压，因此在测试过程中须反复装夹闸阀，操作繁琐，工作效率低；而且因没有精确的泄漏量读取装置，不便于定量分析，不利于快速解决泄漏问题；此外，采用开放 管路，进行水密封测试，浪费水源，易影响测试环境。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于针对上述问题，提供一种具有泄漏量读取功能并采用水循环闭合管路的闸阀壳体强度和双向密封试验机，实现一次装夹可完成闸阀的双向密封试验，达到简化操作，提高工作效率、定量测试及节省水资源的效果。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种闸阀壳体强度和双向密封试验机，包括装夹闸阀的机械系统，控制闸阀压紧、保压或松开的液压控制系统及给闸阀提供压力水的压力水控制系统，其特征在于所述机械系统设有左、右相对设置的左、右支架，位于左、右支架之间用于密封压接水平置位的闸阀两侧过流孔端面的共轴线置位的左腔密封夹紧盘及右腔密封夹紧盘，在左支架内侧固定连接左连接盘，所述左腔密封夹紧盘通过左连接盘活动连接在左支架上，在左、右支架之间连接水平设置的上、下导柱，所述右腔密封夹紧盘以滑动配合套装在所述上、下导柱上，横穿右支架在其上固装一与右腔密封夹紧盘共轴线并连接所述液压控制系统的液压缸，液压缸活塞杆固定连接右腔密封夹紧盘，左、右腔密封夹紧盘分别设置左盘连腔通道和右盘连腔通道，并分别通过水管连接压力水控制系统；在检测的闸阀下方设置用于支撑闸阀的可移动支架。 

在所述左、右腔密封夹紧盘内侧面上分别设有若干同心环形凹槽，所述环形凹槽内嵌装橡胶密封圈。 

所述压力水控制系统包括通过水管连接的水压压力表、液面计及高压球阀Ⅰ（20）～高压球阀Ⅷ（27），左腔卸荷阀（28）和右腔卸荷阀（29）；高压球阀Ⅱ（21）、高压球阀Ⅲ（22）的进水口分别连接低压水源及高压水源，高压球阀Ⅱ（21）、高压球阀Ⅲ（22）的出水口分别通过高压球阀Ⅳ（23）、高压球阀Ⅴ（24）连接所述左、右盘连腔通道，所述液面计分别通过高压球阀Ⅵ（25）、高压球阀Ⅶ（26）连接左、右盘连腔通道；所述水压压力表分别通过高压球阀Ⅷ（27）、高压球阀Ⅰ（20）连接左、右盘连腔通道，左腔卸荷阀（28）和右腔卸荷阀（29）分别连接左、右盘连腔通道。 

分别连接所述左、右盘连腔通道的左腔卸荷阀（28）和右腔卸荷阀（29） 的出水口分别通过水管连接与水源连通的回水箱。 

所述液压控制系统包括通过输油管道连接的油箱、吸油过滤器、油泵、远程调压阀、溢流阀、具有A、P、B、R口的三位四通电磁换向阀，具有A′、B′、C口的液控单向阀，球阀及油压压力表；其连接为：所述油泵输入口通过所述吸油过滤器连接所述油箱，油泵输出口分别连接所述电磁换向阀的P口和所述溢流阀的进油口；电磁换向阀的A口分别连接所述液压缸的有杆腔及液控单向阀的C口，液压缸的无杆腔分别连接所述球阀一端及液控单向阀的B′口，球阀另一端连接油压压力表；液控单向阀的A′口连接电磁换向阀的B口，溢流阀的出油口连接所述远程调压阀的进油口，电磁换向阀的R口、溢流阀的出油口及远程调压阀的出油口均连接油箱。 

本实用新型的有益效果是：一次装夹完成双向密封试压和强度试压，节省装夹时间，简化操作，提高工作效率，同时通过读取液面计数值，可获得闸阀精确的泄漏量，有助于准确分析判断泄漏原因并及时解决，此外采用在试压现场设置回水箱的水循环闭合管路，使试压用水通过回水箱返回水源循环使用，节省水资源并创造良好测试环境。 

附图说明

图1是本实用新型的总体结构框图； 

图2是本实用新型的机械系统结构示意图； 

图3是本实用新型的压力水控制系统的结构示意图； 

图4a是本实用新型的液压控制系统结构示意图； 

图4b是本实用新型的液压控制系统汽缸左行工作原理示意图； 

图4c是本实用新型的液压控制系统汽缸回程工作原理示意图； 

图5是本实用新型的机械系统在闸阀双向密封试验状态下的结构示意图； 

图6是液压系统的控制电路结构图。 

图中：1机械系统,11左支架,12左连接盘,13左腔密封夹紧盘,131辅助盘,132水平连接杆,14右腔密封夹紧盘,15导柱,16右支架,17液压缸,171活塞杆,18可移动支架,19橡胶密封圈,1a左盘连腔通道,1b右盘连腔通道,2压力水控制系统,2a低压水源,2b高压水源,20～27高压球阀Ⅰ～高压球阀Ⅷ,28左腔卸荷阀,29右腔卸荷阀,201水压压力表,202液面计,203水管, 204回水箱，3液压系统,30输油管道,31油压压力表,32球阀,33液控单向阀,34电磁换向阀,35溢流阀,36远程调压阀,37油泵,38吸油过滤器,39油箱,4闸阀,41闸阀左腔,42闸阀右腔，5水源。 

以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。 

具体实施方式

图1～图6示出一种闸阀壳体强度和双向密封试验机，包括装夹闸阀的机械系统1，控制闸阀4压紧、保压或松开的液压控制系统3及给闸阀提供压力水的压力水控制系统2，其特征在于上述机械系统1设有左、右相对设置的左、右支架11、16、位于左、右支架之间用于密封压接水平置位的闸阀4两侧过流孔端面的共轴线置位的左腔密封夹紧盘13及右腔密封夹紧盘14，在左支架11内侧固定连接左连接盘12，上述左腔密封夹紧盘13通过左连接盘12活动连接在左支架11上。在实际应用中，左腔密封夹紧盘13为与左连接盘12通过紧固件连接的可拆卸件，是由左腔密封夹紧盘13和与其并行的辅助盘131通过水平连接杆132固定连接构成，根据闸阀不同规格，可采用不同长度水平连接杆的左腔密封夹紧盘，以适应设备结构需要。在上述左、右腔密封夹紧盘13、14内侧面上分别设有若干同心环形凹槽，环形凹槽内嵌装橡胶密封圈19。这样在与闸阀4两侧过流孔端面夹紧接合时保证密封连接。在左、右支架11、16之间连接水平设置的上、下导柱15，右腔密封夹紧盘14以其边缘上对应设置的导柱滑孔滑动配合套装在上、下导柱15上。横穿右支架在其上固装一与右腔密封夹紧盘14共轴线并连接上述液压控制系统3的液压缸17，液压缸活塞杆171固定连接右腔密封夹紧盘14，左、右腔密封夹紧盘13、14分别设置左盘连腔通道1a和右盘连腔通道1b，并分别通过水管连接压力水控制系统2；如图2,图5所示，左盘连腔通道1a和右盘连腔通道1b分别设置在盘面中心并通过水管203将闸阀左、右腔41、42连至压力水控制系统2。由于闸阀有一定重量，为牢固定位，在检测的闸阀4下方设置用于支撑闸阀的可移动支架18。本实施例中，可移动支架是将竖直支撑架固定在带滚轮小车车体上形成支架车，使用方便简捷。 

上述压力水控制系统2包括通过水管203连接的水压压力表201、液面计202及高压球阀Ⅰ（20）～高压球阀Ⅷ（27），左腔卸荷阀28及右腔卸荷阀 29;高压球阀Ⅱ（21）、高压球阀Ⅲ（22）的进水口分别连接低压水源2a及高压水源2b,这里:低压水源压力值≤1.6MPa；20.0MPa>高压水源压力值>1.6MPa。高压水及低压水由水源5的加压水泵提供。高压球阀Ⅱ（21）、高压球阀Ⅲ（22）的出水口分别通过高压球阀Ⅳ（23）、高压球阀Ⅴ（24）连接上述左、右盘连腔通道1a、1b，上述液面计202分别通过高压球阀Ⅵ（25）、高压球阀Ⅶ（26）连接左、右盘连腔通道；水压压力表201分别通过高压球阀Ⅷ（27）、高压球阀Ⅰ（20）连接左、右盘连腔通道，左腔卸荷阀28和右腔卸荷阀29分别连接左、右盘连腔通道，左腔卸荷阀28和右腔卸荷阀29的出水口分别通过水管连接与水源连通的回水箱204。 

在实际测试中,根据不同规格的闸阀DN50-DN300,闸阀的试压压力和时间不同，具体执行标准GB/T13927-2008《工业阀门压力试验》,UL262-2004《消防系统供水管道上的闸阀》及FM1120-2008《消防系统供水管道上的的闸阀》。 

如图4a所示，上述液压控制系统3包括通过输油管道30连接的油箱39、吸油过滤器38、油泵37、远程调压阀36、溢流阀35、具有A、P、B、R口的三位四通电磁换向阀34，具有A′、B′、C口的液控单向阀33，球阀32及油压压力表31；具体连接为：上述油泵37的输入口通过吸油过滤器38连接油箱39，油泵37的输出口分别连接电磁换向阀34的P口和溢流阀35的进油口；电磁换向阀的A口分别连接液压缸17的有杆腔及液控单向阀33的C口，液压缸17的无杆腔分别连接上述球阀32一端及液控单向阀的B′口，球阀32另一端连接油压压力表31；液控单向阀33的A′口连接电磁换向阀34的B口，溢流阀的出油口连接远程调压阀36的进油口，电磁换向阀34的R口、溢流阀35的出油口及远程调压阀36的出油口均连接油箱39。上述油泵37采用柱塞泵，由油泵驱动电机D1旋转带动。 

图6是液压系统的控制电路原理图。 

参见图5、图4a～图4c、图6，液压控制系统的工作原理是： 

图4b～图4c中实线箭头表示进入液压缸压力油流动方向，虚线箭头表示流出液压缸压力油的流动方向。 

夹紧闸阀操作：首先将油压压力表31调整到设定值，关闭空气开关SQ引入L1、L2、L3三相电压，并经熔断器FU1提供给电路，按动急停按钮SA, 电源指示灯HL1亮，再按下油泵启动按钮SB1，油泵指示灯HL2亮，此时，接触器KM1通电,由接触器开关KM1a控制油泵驱动电机D1启动，油泵37运转；按下左行按钮SB3，继电器KA1通电，由继电器触点KA1a控制电磁换向阀34的电磁铁DT2通电，则电磁换向阀34的P口、B口接通，A口、R口接通，压力油经过液控单向阀33的A′口到B′口流进液压缸17的无杆腔，有杆腔的压力油经A口、R口流回油箱39，活塞杆171左行，产生夹紧闸阀的动作。夹紧后，松开左行按钮SB3即可，此时，电磁换向阀34的电磁铁DT2断电、弹簧复位。将远程调压阀36的进油口连接在溢流阀35的设定压力范围内，实现远程调压。液控单向阀33保压。 

松开闸阀操作：按下回程按钮SB4，电磁换向阀34的电磁铁DT1通电，则电磁阀换向阀的P口、A口接通，R口、B口接通，此时激活液控单向阀33的C控制油路，压力油经P口、A口进入液压缸有杆腔，压力油从液压缸无杆腔经过液控单向阀的B′口到A′口流出液压缸返回油箱，活塞杆171右行返回，产生松开闸阀的动作。闸阀松开后，松开回程按钮SB4即可，电磁换向阀的电磁铁DT1断电且弹簧复位。将远程调压阀36的进油口连接在溢流阀35的设定压力范围内，实现远程调压。液控单向阀33保压。 

本实用新型提供的闸阀壳体强度和双向密封试验机的具体操作过程如下： 

对于规格为DN50-DN300闸阀的试压压力和试压时间为：壳体试验压力为4.2MPa，时间为60S，闸阀左、右腔双向耐压密封试验的压力为3.1MPa(高压水)，时间为15S。上述数据根据不同客户的要求按相关标准进行适应调整。 

表1示出对应规格为DN50～DN300的闸阀,实现液压缸夹紧闸阀的油压值。油路的最大压力为0-40MPa。表2示出对应规格为DN50～DN300的闸阀的试压压力和试压时间。 

表1液压缸夹紧闸阀的压力 

DN mm	压力MPa
		50	0.5
65	0.8
		80	1.3
100	2.0
		125	3.1
150	4.4
		200	7.9
250	12.3
		300	17.7

表2闸阀的试压压力和试压时间（DN50-DN300） 

	GB/T13927-2008	UL262-2004	FM1112-2009
				壳体试验时间	60S	15S	60S
压力	1.5倍工作压力	2倍工作压力	2倍工作压力
				密封试验时间	15S	15S	15S
压力	1.1倍工作压力	1.5倍工作压力	1倍工作压力

以测试闸阀DN50，工作压力为2.5MPa，执行GB/T13927-2008标准为例 

具体步骤如下： 

1.装夹闸阀，用天车将闸阀4吊起，放置在左腔密封夹紧盘13与右腔密封夹紧盘14之间靠近左腔密封夹紧盘一侧。并且中心与左、右腔密封夹紧盘中心重合。此时按下急停按钮SA，电源指示灯亮HL1，再按下油泵启动按钮SB1，启动油泵37。再按左行按钮SB3，油压值为0.5MPa夹紧闸阀。 

2.壳体试压： 

首先将闸阀4阀板全打开，打开高压球阀Ⅲ（22）接通高压水源2b，其余高压球阀均处于关闭状态。打开高压球阀Ⅷ（27）、左腔卸荷阀28，缓慢打开高压球阀Ⅴ（24）。待左腔卸荷阀28溢出试压介质且无气泡现象将其关闭。操纵高压球阀Ⅴ（24）给定额定压力3.75MPa,保压60S。试压结束后打开左腔卸荷阀28卸荷。 

3.左腔密封试压 

将闸阀4按照扭矩值关闭，打开高压球阀Ⅳ（23）、高压球阀Ⅶ（26）及高压球阀Ⅷ（27），其余高压球阀均处于关闭状态。通过高压球阀Ⅵ（25）、右腔卸荷阀29调节液面计202的水位高低，调至10ml刻度。缓慢开启高压球阀Ⅲ（22），通过水压压力表201监控,加压至额定压力2.75MPa，观察液面计202水的位置变化，水位升高说明闸阀泄漏，若水位无变化说明密封试验合格。本例中，液面计水位刻度在保压15S后仍为10ml，说明阀门密封合格。结束后打开左腔卸荷阀28卸荷。 

4.右腔密封试压 

将闸阀4按照扭矩值关闭，打开高压球阀Ⅴ（24）、高压球阀Ⅵ（25）及高压球阀Ⅰ（20），其余高压球阀均处于关闭状态。通过高压球阀Ⅶ（26）、左腔卸荷阀28调节液面计202的水位高低，调至10ml刻度。缓慢开启高压球阀Ⅲ（22），通过水压压力表201监控,加压至额定压力2.75MPa。观察液面计202水的位置变化，本例中，液面计水位刻度在保压15S后水位升高至15ml，说明闸阀泄漏。打开右腔卸荷阀29卸荷。 

5.试压完毕，此时按回程按钮SB4，松开闸阀，将闸阀吊出，按油泵停止按钮SB2，油泵指示灯HL2熄灭，油泵驱动电机D1停止，油泵37停止运转。按动急停按钮SA，电源指示灯HL1熄灭。再关闭空气开关SQ，切断电源。 

以上内容并非对本实用新型的结构、形状及材料作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。 

Claims (5)

1.一种闸阀壳体强度和双向密封试验机，包括装夹闸阀的机械系统，控制闸阀压紧、保压或松开的液压控制系统及给闸阀提供压力水的压力水控制系统，其特征在于所述机械系统设有左、右相对设置的左、右支架，位于左、右支架之间用于密封压接水平置位的闸阀两侧过流孔端面的共轴线置位的左腔密封夹紧盘及右腔密封夹紧盘，在左支架内侧固定连接左连接盘，所述左腔密封夹紧盘通过左连接盘活动连接在左支架上，在左、右支架之间连接水平设置的上、下导柱，所述右腔密封夹紧盘以滑动配合套装在所述上、下导柱上，横穿右支架在其上固装一与右腔密封夹紧盘共轴线并连接所述液压控制系统的液压缸，液压缸活塞杆固定连接右腔密封夹紧盘，左、右腔密封夹紧盘分别设置左盘连腔通道和右盘连腔通道，并分别通过水管连接压力水控制系统；在检测的闸阀下方设置用于支撑闸阀的可移动支架。 

2.根据权利要求1所述的闸阀壳体强度和双向密封试验机，其特征在于在所述左、右腔密封夹紧盘内侧面上分别设有若干同心环形凹槽，所述环形凹槽内嵌装橡胶密封圈。 

3.根据权利要求1或2所述的闸阀壳体强度和双向密封试验机，其特征在于所述压力水控制系统包括通过水管连接的水压压力表、液面计及高压球阀Ⅰ（20）～高压球阀Ⅷ（27），左腔卸荷阀（28）和右腔卸荷阀（29）；高压球阀Ⅱ（21）、高压球阀Ⅲ（22）的进水口分别连接低压水源及高压水源，高压球阀Ⅱ（21）、高压球阀Ⅲ（22）的出水口分别通过高压球阀Ⅳ（23）、高压球阀Ⅴ（24）连接所述左、右盘连腔通道，所述液面计分别通过高压球阀Ⅵ（25）、高压球阀Ⅶ（26）连接左、右盘连腔通道；所述水压压力表分别通过高压球阀Ⅷ（27）、高压球阀Ⅰ（20）连接左、右盘连腔通道，左腔卸荷阀（28）和右腔卸荷阀（29）分别连接左、右盘连腔通道。 

4.根据权利要求3所述的闸阀壳体强度和双向密封试验机，其特征在于分别连接所述左、右盘连腔通道的左腔卸荷阀（28）和右腔卸荷阀（29）的出水口分别通过水管连接与水源连通的回水箱。 

5.根据权利要求1或2所述的闸阀壳体强度和双向密封试验机,其特征在于所述液压控制系统包括通过输油管道连接的油箱、吸油过滤器、油泵、 远程调压阀、溢流阀、具有A、P、B、R口的三位四通电磁换向阀，具有A′、B′、C口的液控单向阀，球阀及油压压力表；其连接为：所述油泵输入口通过所述吸油过滤器连接所述油箱，油泵输出口分别连接所述电磁换向阀的P口和所述溢流阀的进油口；电磁换向阀的A口分别连接所述液压缸的有杆腔及液控单向阀的C口，液压缸的无杆腔分别连接所述球阀一端及液控单向阀的B′口，球阀另一端连接油压压力表；液控单向阀的A′口连接电磁换向阀的B口，溢流阀的出油口连接所述远程调压阀的进油口，电磁换向阀的R口、溢流阀的出油口及远程调压阀的出油口均连接油箱。 

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