CN211452832U - 一种用于对阀门进行压力试验的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于对阀门进行压力试验的装置，包括介质系统、设置在机架上的驱动系统、自举缸系统和V型支架系统；自举缸系统包括分别设置在被测阀门两端的静自举缸系统和动自举缸系统，静自举缸系统或动自举缸系统包括自举缸缸体和自举缸活塞，自举缸缸体开设有与被测阀门相连通的内腔；自举缸活塞的端面设有盲板，盲板上设有通孔；自举缸缸体和自举缸活塞内均开设有介质通道，介质通道通过连接口与介质系统相连接；驱动系统包括电机和与其通过电磁离合器相连接的减速器，电磁离合器与激磁电流发生器相连接。本实用新型在压力试验时不会对阀门造成伤害，也不会影响测试阀门的密封性能。

Description

一种用于对阀门进行压力试验的装置

技术领域

本实用新型涉及机械设备测试技术领域，尤其涉及一种用于对阀门进行压力试验的装置。

背景技术

阀门在油气田应用多、型号杂，其性能安全可靠至关重要，一旦阀门失效，轻则油(气)田生产停息，造成庞大经济损失，重则可能会造成人员伤亡事故。按照国内外阀门测试标准要求，对于进行阀门压力试验的设备，标准明确规定不应有施加影响阀座密封的外力。目前主要采用液压顶压式试验台对阀门进行压力测试。该类设备阀门测试时使用普通测试盲板，试验台中一端盲板固定，另一端盲板随移动油缸移动而最终将阀门夹紧。不过阀门在水压测试时，在进水之前，需要将油缸增压到一定压力，先将阀门顶紧()防止阀门内一定压力的水流出)，而此油缸顶紧力较大(根据水压大小按照一定的倍数关系计算出对应的油压)，出现了同标准中描述的“不应有施加影响阀座密封的外力”，这个外力可能会出现油缸增压顶紧时将阀门顶坏现象。因此，急需升级完善阀门顶压试验设备，保证压力实验时阀门不会受到损坏。

发明内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种用于对阀门进行压力试验的装置，在测试时不会对阀门造成伤害，也不会影响测试阀门的密封性能。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种用于对阀门进行压力试验的装置，包括介质系统、设置在机架上的驱动系统、自举缸系统和用于支撑被测阀门的V型支架系统；

自举缸系统包括分别设置在被测阀门两端的静自举缸系统和动自举缸系统，静自举缸系统固定在机架上，动自举缸系统通过压紧螺杆与驱动系统相连接；

静自举缸系统或动自举缸系统包括自举缸缸体和与其紧密配合的自举缸活塞，自举缸缸体内开设有与被测阀门相连通的内腔；自举缸活塞的端面设有盲板，盲板的中心设有通孔，压紧螺杆贯穿动自举缸系统的盲板的中心；自举缸缸体和自举缸活塞内均开设有介质通道，介质通道通过连接口与介质系统相连接；

驱动系统包括电机和与其通过电磁离合器相连接的减速器，电磁离合器与激磁电流发生器相连接。

进一步，所述的自举缸缸体和自举缸活塞的横截面均为梯田台阶状。

进一步，所述的自举缸缸体的梯田台阶的数量为1组或多组，并与自举缸活塞的梯田台阶的数量配套。

进一步，所述的自举缸缸体与自举缸活塞的接触面上设有密封圈；自举缸缸体、自举缸活塞、盲板与压紧螺杆的中心在同一轴线上。

进一步，所述的V型支架系统包括丝杆、蜗轮、与蜗轮相配合的蜗杆以及用于支撑被测阀门的V型支架，V型支架的底端与丝杆相连接，蜗轮套设在丝杆上，蜗轮内表面设有与丝杆相匹配的内螺纹。

进一步，所述的介质系统包括水路系统和气路系统，水路系统包括与供水管道相连接的过滤器，过滤器的出口端分别与总水管路、气路系统的总气管路连接；

总水管路上设有低压水泵、压力表和总进水阀，总进水阀的出水口分别与第一水路、第二水路相连接；总进水阀的出水口处设有水压表，第一水路、第二水路的出水口均与自举缸系统的进口相连接；

总气管路上设有气压驱动增压泵、增压控制电磁阀、气源和总进气阀，总进气阀的出气口处设有气压表；

介质通过连接口依次经介质通道、通孔进入被测阀门的内腔；待压力试验结束后，介质依次经通孔、介质通道、连接口与介质系统相连接。

进一步，所述的机架下方设有滑轨，V型支架系统通过移动车与滑轨相连接。

进一步，所述的机架内水平设有拉杆，静自举缸系统固定在拉杆上。

进一步，所述的机架上罩设有开设观察窗的防护外壳。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开的用于对阀门进行压力试验的装置，采用自举缸系统将阀门预顶紧，通过驱动系统驱动动自举缸系统将阀门端部顶紧进行压力测试；压力测试时，在进试验介质水或气之前，为防止阀门内一定压力的水或气泄出，需先将阀门顶紧，本实用新型采用静自举缸系统和动自举缸系统分别将被测阀门的两端预顶紧；压力试验时，静自举缸系统固定不动，动自举缸系统随压紧螺杆的运动而水平移动；被测阀门被顶紧后，然后向阀门的内腔内注入试验介质水或气，试验介质水或气通过自举缸缸体的连接口依次经介质通道、盲板的通孔进入被测阀门的内腔；随着试验压力的变化，自举顶缸系统将按一定倍率，自动地产生一个推力，将盲板推向被测阀门端面，以达到密封效果。由于自举顶缸系统的推力是随试验压力的大小而变化的，测试时被测阀门受到的挤压为自举顶缸系统的推力与阀门试验介质力的差值，此差值很小，对被测阀门测试的影响可忽略不计；满足GB/T26480-2011《阀门的检验和试验》、API 598(第9版2009.9)、API6D均对试验设备的相关要求，即用于进行压力试验的设备，试验时不应有施加影响阀座密封的外力。

同时，本实用新型在电机的输出端和减速器的输入端之间接入电磁离合器，采用激磁电流发生器发出的激磁电流控制电磁离合器传递的扭矩值，准确地控制压紧螺杆的顶紧力；压紧螺杆的传动通过电机驱动，电机通过电磁离合器带动减速器转动，减速机内小齿轮驱动大齿轮转动，压紧螺杆随着大齿轮的转动而旋转前进；由于其轴向夹紧力很小，对阀门密封性能和破坏可忽略不计，从而使得被测阀门不受到过负荷损伤。

附图说明

图1为本实用新型的用于对阀门进行压力试验的装置的外部结构图；

图2为本实用新型的自举缸系统的结构示意图；

图3为本实用新型的驱动系统的结构示意图；

图4为本实用新型的驱动系统的连接框图；

图5为本实用新型的V型支架系统的结构示意图。

图6为本实用新型的介质系统的连接示意图。

其中，1为机架，2为被测阀门，201为静自举缸系统，202为动自举缸系统，3为压紧螺杆，4为拉杆，5为电机，6为电磁离合器；7为减速器；8为激磁电流发生器，9为滑轨，10为移动车，11为自举缸缸体，12为自举缸活塞，13为盲板，14为通孔，16为连接口，17为介质通道，18为顶紧板，19为观察窗，20为防护外壳，21为丝杆，22为蜗轮，23为蜗杆，24为V型支架，25为接水板，31为过滤器，32为总水管路，33为总气管路，34为低压水泵，35为压力表，36为总进水阀，37为第一水路，38为第二水路，39为气压驱动增压泵，40为增压控制电磁阀，41为气源，42为总进气阀，43为气压表，44为气源组合件，45为温度计。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

参见图1、图2和图3，一种用于对阀门进行压力试验的装置，包括介质系统、设置在机架1上的驱动系统、自举缸系统和用于支撑被测阀门2的V型支架系统；

自举缸系统包括分别设置在被测阀门2两端的静自举缸系统201和动自举缸系统202，静自举缸系统201固定在机架1上，动自举缸系统202通过压紧螺杆3与驱动系统相连接；

静自举缸系统201或动自举缸系统202包括自举缸缸体11和与其紧密配合的自举缸活塞12，自举缸缸体11内开设有与被测阀门2相连通的内腔；自举缸活塞12的端面设有盲板13，盲板13的中心设有通孔14，压紧螺杆3贯穿动自举缸系统202的盲板13的中心；自举缸缸体11和自举缸活塞12内均开设有介质通道17，介质通道17通过连接口16与介质系统相连接；

驱动系统包括电机5和与其通过电磁离合器6相连接的减速器7，电磁离合器6与激磁电流发生器8相连接。

具体的，自举缸系统用于对被测阀门进行试压，在压力测试时，在进水或气之前，为了防止被测阀门2内一定压力的水或气体泄出，需先将被测阀门2的两端顶紧。试验时，机架1上的静自举缸系统201和动自举缸系统202分别将被测阀门2的两端预顶紧，静自举缸系统201固定不动，动自举缸系统202随压紧螺杆3的运动而移动；被测阀门2的两端均被顶紧后，操作人员向阀门的内腔内注入试验介质水或气，试验介质水或气通过自举缸缸体11的连接口16依次经介质通道17、盲板13的通孔14进入被测阀门2的内腔；随着试验压力的变化，自举顶缸系统将按一定倍率，自动地产生一个推力，将盲板13推向被测阀门2端面，以达到密封效果。试压结束后，动自举缸系统202由驱动系统驱动与被测阀门2分开，水或气依次通过盲板13的通孔14、自举缸系统内的介质通道17，最后经连接口16流出，完成试压实验。由于自举顶缸系统的推力是随试验压力的大小而变化的，测试时，被测阀门2受到的挤压为自举顶缸系统的推力与阀门试验介质力的差值，此差值很小，对被测阀门测试的影响可忽略不计，因此不会存在损坏被测阀门2的风险。

参见图3，为本申请提供的驱动系统的结构示意图。驱动系统用于驱动压紧螺杆3的运动从而推动盲板13将被测阀门顶紧。驱动系统传动至压紧螺杆3，压紧螺杆3的运动有快进、慢进和快退功能。压紧螺杆3对被测阀门2预顶紧力的控制，是通过设定电磁离合器6的激磁电流的大小来实现的，性能可靠，使被测阀门2不受到过负荷损伤。

参见图4，为本申请提供的驱动系统的连接关系示意图。本申请在电机5的输出端和减速器7的输入端之间，插入电磁离合器6，电磁离合器6所能传递的扭矩值，是受激磁电流发生器8发出的激磁电流的大小控制的，且有良好的线性特性，操作者只要调整激磁电流发生器8，按需要调整好激磁电流的大小，就能准确地控制好压紧螺杆3的顶紧力，操作十分方便。

进一步，所述的自举缸缸体11和自举缸活塞12的横截面均为梯田台阶状。

进一步，所述的自举缸缸体11的梯田台阶的数量为1组或多组，并与自举缸活塞12的梯田台阶的数量配套。

进一步，所述的自举缸缸体11与自举缸活塞12的接触面上设有密封圈；自举缸缸体11、自举缸活塞12、盲板13与压紧螺杆3的中心在同一轴线上。

本申请被测阀门2试压时采用自举缸系统密封型式，本申请通过自举缸活塞12左右两边的压力差对被测阀门产生压紧力，随着试压介质压力的升高等比增大，此差值很小，对被测阀门测试的影响可忽略不计，满足各阀门试压标准的相关要求，即用于进行压力试验的设备，试验时不应有施加影响阀座密封的外力。

参见图2，为本申请提供的自举缸系统的结构示意图。本申请提供的自举缸系统的盲板13最多能覆盖3个口径规格的被测阀门2。图2中，d1、d2、d3为被测阀门2的密封面直径，对应产生压差压紧力的水力面直径为D1、D2、D3。

以图2中被测阀门2为例，被测阀门2的密封面积为s2＝3.14×d2²÷4，从图2中可以看出D1、D2腔与被测阀门2内腔相通，因此自举缸活塞12左边的水力面积为S2＝3.14×D2²÷4。对自举缸活塞12进行受力分析，左边产生的力为F2＝S2×P，右边产生的力为f2＝s2×P，其中试压介质压力P相同。

F2/f2＝S2/s2＝D2²/d2²＝常数

从上式中可以看出，自举缸活塞12左边与右边所受力的比值是一个固定常数，我们取该常数为1.2(或者1.15)，即阀门所受的夹紧力始终是试压时阀门所产生反作用力的0.2倍(或者0.15倍)。此夹紧力对被测阀门的影响可忽略不计。

本申请的自举缸系统的盲板13共有4套，盲板13采用Q235或304材质，表面镀锌；4套盲板分别适应阀门口径为：

自举缸盲板a：150mm、250mm、350mm

自举缸盲板b：200mm、300mm、400mm

自举缸盲板c：450mm、550mm、650mm

自举缸盲板d：500mm、600mm、700mm

进一步，所述的V型支架系统包括丝杆21、蜗轮22、与蜗轮22相配合的蜗杆23以及用于支撑被测阀门2的V型支架24，V型支架24的底端与丝杆21相连接，蜗轮22套设在丝杆21上，蜗轮22内表面设有与丝杆21相匹配的内螺纹。

参见图5，为本申请的V型支架系统的结构示意图。所述的V型支架系统主要是用于支撑被测阀门2，所述的V型支架系统为两个或四个，能够在机架1上移动，从而适应被测阀门2的长度要求。V型支架24的承重能满足最大被测阀门2的重量，操作者通过旋转蜗杆23，因丝杆21与蜗轮22之间螺纹连接，蜗杆23带动蜗轮22转动，从而调整V型支架24的高度，以适应不同被测阀门2的高度。

进一步，所述的介质系统包括水路系统和气路系统，水路系统包括与供水管道相连接的过滤器31，过滤器31的出口端分别与总水管路32、气路系统的总气管路33连接；

总水管路32上设有低压水泵34、压力表35和总进水阀36，总进水阀36的出水口分别与第一水路37、第二水路38相连接；总进水阀36的出水口处设有水压表，第一水路37、第二水路38的出水口均与自举缸系统的进口相连接；第一水路37、第二水路38的出口端还设有温度计45。

总气管路33上设有气压驱动增压泵39、增压控制电磁阀40、气源41和总进气阀42，总进气阀42的出气口处设有气压表43；总水管路32和总气管路33上均设有控制阀；

介质通过连接口16依次经介质通道17、通孔14进入被测阀门2的内腔；待压力试验结束后，介质依次经通孔14、介质通道17、连接口16与介质系统相连接。

在压力测试时，在进水或气之前，采用自举缸系统将被测阀门2的两端顶紧。试验时，试验介质水或气通过自举缸缸体11的连接口16依次经介质通道17、盲板13的通孔14进入被测阀门2的内腔；试压结束后，动自举缸系统202由驱动系统驱动与被测阀门2分开，水或气依次通过盲板13的通孔14、自举缸系统内的介质通道17，最后经连接口16放出，完成试压实验。

参见图6，本申请的介质系统的连接关系示意图。对被测阀门进行压力试验时，试压介质为液、气两种，采用同一管路传递，各装置参数如下：

1、低压水泵：(南方泵业公司产品)；

2、高压水泵：德国进口，麦格斯威特气驱泵，气源≥6bar；

3、水压表：无锡海天公司防震压力表；

4、管路采用304不锈钢；

5、控制阀：手控针阀或进口气控球阀(MHA)。

进一步，所述的机架1下方设有滑轨9，V型支架系统通过移动车10与滑轨9相连接。V型支架系统安装在移动车10，使得V型支架系统能够在滑轨9上左右移动，以适应被测阀门2的长度要求。

进一步，所述的机架1内水平设有拉杆4，静自举缸系统201固定在拉杆4上。所述的拉杆4有2根，2根拉杆4水平设置在机架1上，拉杆4的直径为280mm，采用45#钢材质制成，拉杆4表面镀铬。

进一步，所述的机架1上罩设有开设观察窗19的防护外壳20。

具体的，被测阀门在压力试验过程中，检测人员必须观察被检阀门表面和卸压阀出口泄漏情况，在观察中，高压试验介质可能快速喷出，对检测人员安全造成一定的威胁，因此需要有足够强度的安全防护装置，因此，在机架1外设置了防护外壳20，防护外壳20采用Q235钢板冲压而成，钢板壁厚2.5mm；在防护外壳20上设置透明的观察窗19，观察窗19上嵌设5mm的防弹玻璃。参见图1，本申请提供的用于对阀门进行压力试验的装置的机架1上还安装有接水板25，接水板25位于被测阀门2的下方，用于承接被测阀门2漏水时滴下的水滴。

由以上技术方案，本实用新型提供了一种用于对阀门进行压力试验的装置，采用阀门通道内胀密封与自举缸密封对阀门进行压力测试；本申请采用自举缸系统将被测阀门2预顶紧，通过驱动系统驱动动自举缸系统将被测阀门2端部顶紧进行压力测试。本申请通过机架1上的静自举缸系统201和动自举缸系统202分别将被测阀门2的两端预顶紧，静自举缸系统201固定不动，动自举缸系统202随压紧螺杆3的运动而移动；被测阀门2被顶紧后，操作人员向阀门的内腔内注入试验介质，试验介质通过自举缸缸体11的连接口16依次经介质通道17、盲板13的通孔14进入被测阀门的内腔；随着试验压力的变化，自举顶缸系统将按一定倍率，自动地产生一个推力，将盲板13推向被测阀门2的端面，以达到密封效果。由于自举顶缸系统的推力是随试验压力的大小而变化的，试压测试时，被测阀门2受到的挤压为自举顶缸系统的推力与阀门试验介质力的差值，此差值很小，对被测阀门2测试的影响可忽略不计；满足GB/T26480-2011《阀门的检验和试验》、API 598(第9版2009.9)、API6D均对试验设备的相关要求，即用于进行压力试验的设备，试验时不应有施加影响阀座密封的外力。

同时，本实用新型在电机5的输出端和减速器7的输入端之间接入电磁离合器6，采用激磁电流发生器8发出的激磁电流控制电磁离合器6传递的扭矩值，准确地控制压紧螺杆3的顶紧力；压紧螺杆3的传动通过电机5驱动，电机5通过电磁离合器6带动减速器7转动，减速机内小齿轮驱动大齿轮转动，压紧螺杆3随着大齿轮的转动而旋转前进；由于其轴向夹紧力很小，对被测阀门密封性能和破坏可忽略不计，从而使得被测阀门2不受到过负荷损伤。

以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于对阀门进行压力试验的装置，其特征在于，包括介质系统、设置在机架(1)上的驱动系统、自举缸系统和用于支撑被测阀门(2)的V型支架系统；

自举缸系统包括分别设置在被测阀门(2)两端的静自举缸系统(201)和动自举缸系统(202)，静自举缸系统固定在机架(1)上，动自举缸系统(202)通过压紧螺杆(3)与驱动系统相连接；

静自举缸系统(201)或动自举缸系统(202)包括自举缸缸体(11)和与其紧密配合的自举缸活塞(12)，自举缸缸体(11)内开设有与被测阀门(2)相连通的内腔；自举缸活塞(12)的端面设有盲板(13)，盲板(13)的中心设有通孔(14)，压紧螺杆(3)贯穿动自举缸系统的盲板(13)的中心；自举缸缸体(11)和自举缸活塞(12)内均开设有介质通道(17)，介质通道(17)通过连接口(16)与介质系统相连接；

驱动系统包括电机(5)和与其通过电磁离合器(6)相连接的减速器(7)，电磁离合器(6)与激磁电流发生器(8)相连接。

2.根据权利要求1所述的用于对阀门进行压力试验的装置，其特征在于，所述的自举缸缸体(11)和自举缸活塞(12)的横截面均为梯田台阶状。

3.根据权利要求2所述的用于对阀门进行压力试验的装置，其特征在于，所述的自举缸缸体(11)的梯田台阶的数量为1组或多组，并与自举缸活塞(12)的梯田台阶的数量配套。

4.根据权利要求1或3所述的用于对阀门进行压力试验的装置，其特征在于，所述的自举缸缸体(11)与自举缸活塞(12)的接触面上设有密封圈；自举缸缸体(11)、自举缸活塞(12)、盲板(13)与压紧螺杆(3)的中心在同一轴线上。

5.根据权利要求1所述的用于对阀门进行压力试验的装置，其特征在于，所述的V型支架系统包括丝杆(21)、蜗轮(22)、与蜗轮(22)相配合的蜗杆(23)以及用于支撑被测阀门(2)的V型支架(24)，V型支架(24)的底端与丝杆(21)相连接，蜗轮(22)套设在丝杆(21)上，蜗轮(22)内表面设有与丝杆(21)相匹配的内螺纹。

6.根据权利要求1所述的用于对阀门进行压力试验的装置，其特征在于，所述的介质系统包括水路系统和气路系统，水路系统包括与供水管道相连接的过滤器(31)，过滤器(31)的出口端分别与总水管路(32)、气路系统的总气管路(33)连接；

总水管路(32)上设有低压水泵(34)、压力表(35)和总进水阀(36)，总进水阀(36)的出水口分别与第一水路(37)、第二水路(38)相连接；总进水阀(36)的出水口处设有水压表，第一水路(37)、第二水路(38)的出水口均与自举缸系统的进口相连接；

总气管路(33)上设有气压驱动增压泵(39)、增压控制电磁阀(40)、气源(41)和总进气阀(42)，总进气阀(42)的出气口处设有气压表(43)；

介质通过连接口(16)依次经介质通道(17)、通孔(14)进入被测阀门(2)的内腔；待压力试验结束后，介质依次经通孔(14)、介质通道(17)、连接口(16)与介质系统相连接。

7.根据权利要求1所述的用于对阀门进行压力试验的装置，其特征在于，所述的机架(1)下方设有滑轨(9)，V型支架系统通过移动车(10)与滑轨(9)相连接。

8.根据权利要求1所述的用于对阀门进行压力试验的装置，其特征在于，所述的机架(1)内水平设有拉杆(4)，静自举缸系统固定在拉杆(4)上。

9.根据权利要求1所述的用于对阀门进行压力试验的装置，其特征在于，所述的机架(1)上罩设有开设观察窗(19)的防护外壳(20)。

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