CN214584590U - 一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置 - Google Patents

Abstract

一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，属于锅炉试压技术领域。本实用新型包括蓄水系统、增压系统、稳压系统、保压系统、泄压系统和气动系统，蓄水系统与增压系统连接，气动系统分别与增压系统和泄压系统连接，保压系统分别与增压系统、泄压系统和气动系统连接，保压系统通过稳压系统与被测工件连接，泄压系统与被测工件连接。目的是为了解决现有的锅炉集箱试压装置，运行故障率高以及压力输出曲线不够平缓稳定的问题，本实用新型的性能稳定可靠，运行故障率低，并且压力输出曲线平缓稳定，结构简单实用，设备制造方便，运维成本低，适于推广应用。

Description

一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉集箱的试压装置，属于锅炉试压技术领域。

背景技术

锅炉集箱是锅炉本体的其中组成部分，TSG特种设备安全技术规范记载的锅炉安全技术规程中，对于水压试验基本要求为：锅炉受压元件应当在无损检测和热处理后进行水压试验；对于水压试验过程控制，进行水压实验时，水压应当缓慢的升降。

目前市场上水压试验测试装置一般大多都采用以下两种形式：

(1)变频增压泵组+被测容器，其缺点为：打压脉动大，被测容器容积小时，很难满足薄膜应力远小于材料屈服点。

(2)变频增压泵组+比例调节阀+被测容器，其缺点为：结构复杂、控制难度大、故障率高。

因此，亟需提出一种新型的锅炉集箱试压装置，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型研发目的是为了解决现有的锅炉集箱试压装置，运行故障率高以及压力输出曲线不够平缓稳定的问题，在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。

本实用新型的技术方案：

一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，包括蓄水系统、增压系统、稳压系统、保压系统、泄压系统和气动系统，蓄水系统与增压系统连接，气动系统分别与增压系统和泄压系统连接，保压系统分别与增压系统、泄压系统和气动系统连接，保压系统通过稳压系统与被测工件连接，泄压系统与被测工件连接。

优选的：所述气动系统通过第一两位三通电磁阀与增压系统连通，气动系统通过第二两位三通电磁阀与保压系统连通，气动系统通过第三两位三通电磁阀与泄压系统连通。

优选的：所述第一两位三通电磁阀上安装有泵端卸荷阀，第二两位三通电磁阀上安装有强制截止阀，第三两位三通电磁阀上安装有气动平板阀。

本实用新型为了解决现有试压装置结构复杂、制造和维修困难及性能不稳定的问题，提出本实用新型的技术方案为：

一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，包括蓄水系统、增压系统、稳压系统、保压系统、泄压系统和气动系统，蓄水系统与增压系统连接，气动系统分别与增压系统和泄压系统连接，保压系统分别与增压系统、泄压系统和气动系统连接，保压系统通过稳压系统与被测工件连接，泄压系统与被测工件连接。

优选的：所述气动系统通过第一两位三通电磁阀与增压系统连通，气动系统通过第二两位三通电磁阀与保压系统连通，气动系统通过第三两位三通电磁阀与泄压系统连通。

优选的：所述第一两位三通电磁阀上安装有泵端卸荷阀，第二两位三通电磁阀上安装有强制截止阀，第三两位三通电磁阀上安装有气动平板阀。

优选的：所述蓄水系统包括水箱，水箱通过自动加水电磁阀与一级过滤器连通，水箱与增压系统连通处安装有手动截止阀和二级过滤器，水箱上设置有液位传感器、视镜观察孔、温度传感器、检修口和排污球阀。

优选的：所述增压系统包括电机、变频器、传动机构、增压泵和辅助注水泵，变频器与电机电性连接，电机通过传动机构与连接增压泵建立连接，增压泵与蓄水系统之间设置有辅助注水泵。

优选的：所述稳压系统为缓冲罐，缓冲罐与被测工件之间设置有三级过滤器、就地压力表、远程压力表和第二手动泄压阀,第二手动泄压阀与三级过滤器之间设置有一个备用高压输出口。

优选的：所述保压系统包括强制截止阀和高压单向阀，强制截止阀和高压单向阀连通设置，强制截止阀并联安装有第一手动泄压阀，保压系统与增压系统之间设有高压溢流阀。

优选的：所述泄压系统包括电动节流阀，电动节流阀与气动平板阀连通，电动节流阀和气动平板阀连通与第三手动泄压阀并联安装，泄压系统与被测工件之间设置有四级过滤器，气动平板阀与第三手动泄压阀连接处设置有就地压力表和远程压力表。

优选的：所述气动系统包括空压机、气动系统手动截止阀和汽水分离器，空压机通过气动系统手动截止阀与汽水分离器连通，汽水分离器与第一两位三通电磁阀连接处设置有气动系统远程压力表，汽水分离器与第三两位三通电磁阀之间设置有气动系统就地压力表。

优选的：所述泵端卸荷阀和第三手动泄压阀均与地排连通。

本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，结构简单实用，设备制造方便，运维成本低，适于推广应用；

2.本实用新型的稳压系统，当被测工件测试容积较小时，被测工件本体由于稳压系统的作用，促使压力输出平缓稳定，可有效抑制较大打压脉动对被测工件造成的损伤，起到很好的保护作用，当被测工件容积大于容积≥60L时，被测工件本体自身可以充当缓冲罐，同时再叠加上稳压系统的作用，可以更佳实现压力输出平缓稳定；

3.本实用新型的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，性能稳定可靠，运行故障率低，并且压力输出曲线平缓稳定。

附图说明

图1是一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置的系统图；

图2是一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置的立体图；

图3是一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置的主视图；

图4是一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置的后视图；

图5是本实用新型泄压系统的立体图；

图6是本实用新型泄压系统的增压泵的主视图；

图7是本实用新型泄压系统的增压泵的俯视图；

图8是一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置的压力曲线示意图；

图9是本实用新型缓冲罐介入系统前的升压曲线图；

图10是本实用新型缓冲罐介入系统后的升压曲线图；

图中1-蓄水系统，2-增压系统，3-稳压系统，4-保压系统，5-被测工件，6-泄压系统，7-气动系统，81-第一两位三通电磁阀,82-第二两位三通电磁阀，83-第三两位三通电磁阀，811-泵端卸荷阀，821-强制截止阀，831-气动平板阀，91-第一手动泄压阀，92-第二手动泄压阀，93-第三手动泄压阀，10-高压溢流阀，11-水箱，12-自动加水电磁阀，13-一级过滤器，14-二级过滤器，15-液位传感器，16-视镜观察孔，17-温度传感器，18-检修口，19-排污球阀，21-电机，22-变频器，23-传动机构，24-增压泵，25-辅助注水泵，31-三级过滤器，32-就地压力表，33-远程压力表，34-备用高压输出口，41-强制截止阀，42-高压单向阀，61-电动节流阀，62-四级过滤器，63-就地压力表，64-远程压力表，71-空压机，72-气动系统手动截止阀，73-汽水分离器，74-气动系统远程压力表，75-气动系统就地压力表。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

本实用新型所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。

具体实施方式一：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，包括蓄水系统1、增压系统2、稳压系统3、保压系统4、泄压系统6和气动系统7，蓄水系统1与增压系统2连接，气动系统7分别与增压系统2和泄压系统6连接，保压系统4分别与增压系统2、泄压系统6和气动系统7连接，保压系统4通过稳压系统3与被测工件5连接，泄压系统6与被测工件5连接，本装置用于锅炉产品的水压试验；试验产品即被测工件的测试容积为5-6000L；本装置最高测试压力为100MPa；工作环境的温度范围为0℃～60℃，周围无可燃性气体，通风好，气候较为潮湿；试压介质为水。

具体实施方式二：结合图1-图5说明本实施方式，基于具体实施方式一，本实施方式的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，所述气动系统7通过第一两位三通电磁阀81与增压系统2连通，气动系统7通过第二两位三通电磁阀82与保压系统4连通，气动系统7通过第三两位三通电磁阀83与泄压系统6连通。

具体实施方式三：结合图1-图5说明本实施方式，基于具体实施方式二，所述第一两位三通电磁阀81上安装有泵端卸荷阀811，第二两位三通电磁阀82上安装有强制截止阀821，第三两位三通电磁阀83上安装有气动平板阀831。

具体实施方式四：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，所述蓄水系统1包括水箱11，水箱11通过自动加水电磁阀12与一级过滤器13连通，水箱11与增压系统2连通处安装有二级过滤器14，水箱11上设置有液位传感器15、视镜观察孔16、温度传感器17、检修口18和排污球阀19，一级过滤器13和二级过滤器14为不锈钢过滤网式结构，主要滤除循环水中的杂质，控制系统根据水箱11内部的液位传感器15来控制加水电磁阀12实现自动蓄水功能，视镜观察孔16和温度传感器17用于实施观察水箱内循环水的状态。

具体实施方式五：结合图1-图8说明本实施方式，本实施方式的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，所述增压系统2包括电机21、变频器22、传动机构23、增压泵24和辅助注水泵25，变频器22与电机21电性连接，电机21通过传动机构23与连接增压泵24建立连接，增压泵24与蓄水系统1之间设置有辅助注水泵25，通过30KW的变频器22来控制电机21转速，电机21通过减速机带动传动机构，传动机构再带动增压泵24实现系统增压功能，增压泵24为柱塞式增压泵，传动机构为皮带传动机构；

因为：增压泵组：压力P≥100MPa、容积L≥900L/H；

变频范围：3--50Hz；

得出：

50Hz＝900L/H；

3Hz＝54L/H；

50Hz＝900/60＝15L/min；

3Hz＝54/60＝0.9L/min；

所以：升压速度约在0.9L/min～15L/min可调。

具体实施方式六：结合图1-图10说明本实施方式，本实施方式的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，所述稳压系统3为缓冲罐，缓冲罐与被测工件5之间设置有三级过滤器31、就地压力表32、远程压力表33和第二手动泄压阀92，第二手动泄压阀92与三级过滤器31之间连通的管路上设置有一个备用高压输出口34，根据被测工件5的测试容积为5-6000L计算得出选用缓冲罐的压力P≥100MPa，工作压力P＝75MPa、容积大于或等于60L；

当被测工件5测试容积较小时，因为缓冲罐容积较大，所以打压脉动会反之减小，促使压力输出平缓稳定，可有效抑制较大打压脉动对被测工件造成的损伤，起到很好的保护作用；

当被测工件5容积较大，即大于≥60L时，被测工件5本体自身可以充当缓冲罐，同时再叠加稳压系统里缓冲罐的稳压作用，可以更佳实现压力输出平缓稳定，缓冲罐介入系统前的升压曲线如图9所示，缓冲罐介入系统后的升压曲线如图10所示。

具体实施方式七：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，所述保压系统4包括强制截止阀41和高压单向阀42，强制截止阀41和高压单向阀42连通设置，强制截止阀41并联安装有第一手动泄压阀91，保压系统(4)与增压系统2之间设有高压溢流阀10，由强制截止阀41和高压单向阀42及泵端卸荷阀811三者之间逻辑配合共同完成保压功能。保压系统4故障时，由第一手动泄压阀91紧急开关处理。

具体实施方式八：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，所述泄压系统6包括电动节流阀61，电动节流阀61与气动平板阀831连通，电动节流阀61和气动平板阀831连通与第三手动泄压阀93并联安装，泄压系统6与被测工件5之间设置有四级过滤器62，气动平板阀831与第三手动泄压阀93连接处设置有就地压力表63和远程压力表64，根据系统压力由电动节流阀61和气动平板阀831两者之间顺序配合完成，四级过滤器62为板式过滤器，防止被测工件5中的焊渣冲击损伤电动节流阀61和气动平板阀831。

具体实施方式九：结合图1-图10说明本实施方式，本实施方式的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，所述气动系统7包括空压机71、气动系统手动截止阀72和汽水分离器73，空压机71通过气动系统手动截止阀72与汽水分离器73连通，汽水分离器73与第一两位三通电磁阀81连接处设置有气动系统远程压力表74，汽水分离器73与第二两位三通电磁阀82之间设置有气动系统就地压力表75，控制系统根据整个气路系统的压力判断来控制第一两位三通电磁阀81和第二两位三通电磁阀82及第三两位三通电磁阀83的逻辑关系，最终实现执行机构动作。

具体实施方式十：结合图1-图10说明本实施方式，本实施方式的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，所述泵端卸荷阀811和第三手动泄压阀93均与地排连通，起到防护的作用。

具体实施方式十一：结合图1-图10说明本实施方式，本实施方式的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，工作流程如下：

系统启动运行时，各个被控对象及执行机构默认为初始状态。蓄水系统1根据水箱11的液位，由控制系统进行判断并下发自动注水指令，来保证整个测试工作的在线供水量；

蓄水系统1水量正常时，增压系统2根据被测工件5的工艺要求数据进行加压参数设置，测试设置生成压力曲线后，控制系统按增压程序内部算法逻辑关系通过气动系统分别启动辅助注水泵25和增压泵24，并通过稳压系统3跟随压力曲线开始打压；

当压力增加到压力曲线的第一阶段时，增压系统2暂时停止(按程序算法逻辑关系分别停止增压泵24和辅助注水泵25)，按照控制系统保压程序内部算法的逻辑关系通过气动系统7分别打开泵端卸荷阀811和关闭强制截止阀41进入保压系统4的保压状态；

控制系统根据保压监测数据来判断当前是否有压力漏点。判断完成后，如无漏点则增压系统2按算法逻辑关系分别开启增压泵24和辅助注水泵25，而保压系统4按照控制系统程序内部算法的逻辑关系分别打开强制截止阀41和关闭泵端卸荷阀811，并经稳压系统3进入增压状态；

继续跟随压力曲线建压到压力曲线的第二阶段时，进入保压系统4的保压状态(执行机构动作过程与上阶段动作相同)，此保压状态为被测工件5的耐压峰值。根据被测工件5工艺要求，如合格后进入泄压系统6；

泄压系统6根据被测工件5的工艺要求数据进行泄压参数设置，测试设置生成压力曲线后控制系统按泄压程序内部算法逻辑关系通过气动系统分别启动电动节流阀61和气动平板阀831跟随压力曲线开始泄压，当压力泄到压力曲线的第三阶段时，泄压系统6暂时停止(按算法逻辑关系分别停止电动节流阀61和气动平板阀831)，进入泄压系统6的保压状态。

按照被测工件5工艺要求，保压时间达到膨胀系数缓冲时间安全范围内，继续按照控制系统泄压程序内部算法的逻辑关系分别打开电动节流阀61和气动平板阀831到最大阈值，此处泄压遵循效率最大化到压力为零状态，此时系统全部停止，试压完成。

水压试验测试，要求压力输出曲线平缓稳定，在不考虑被测容器膨胀及水中含有气体的前提下，升压速度约在2.5L/min～12L/min可调，保压时间在2min-30min内可调，压力曲线示意图如图8所示。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，其特征在于：包括蓄水系统(1)、增压系统(2)、稳压系统(3)、保压系统(4)、泄压系统(6)和气动系统(7)，蓄水系统(1)与增压系统(2)连接，气动系统(7)分别与增压系统(2)和泄压系统(6)连接，保压系统(4)分别与增压系统(2)、泄压系统(6)和气动系统(7)连接，保压系统(4)通过稳压系统(3)与被测工件(5)连接，泄压系统(6)与被测工件(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，其特征在于：所述气动系统(7)通过第一两位三通电磁阀(81)与增压系统(2)连通，气动系统(7)通过第二两位三通电磁阀(82)与保压系统(4)连通，气动系统(7)通过第三两位三通电磁阀(83)与泄压系统(6)连通。

3.根据权利要求2所述的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，其特征在于：所述第一两位三通电磁阀(81)上安装有泵端卸荷阀(811)，第二两位三通电磁阀(82)上安装有强制截止阀(821)，第三两位三通电磁阀(83)上安装有气动平板阀(831)。

4.根据权利要求3所述的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，其特征在于：所述蓄水系统(1)包括水箱(11)，水箱(11)通过自动加水电磁阀(12)与一级过滤器(13)连通，水箱(11)与增压系统(2)连通处安装有二级过滤器(14)和手动截止阀，水箱(11)上设置有液位传感器(15)、视镜观察孔(16)、温度传感器(17)、检修口(18)和排污球阀(19)。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，其特征在于：所述增压系统(2)包括电机(21)、变频器(22)、传动机构(23)、增压泵(24)和辅助注水泵(25)，变频器(22)与电机(21)电性连接，电机(21)通过传动机构(23)与连接增压泵(24)建立连接，增压泵(24)与蓄水系统(1)之间设置有辅助注水泵(25)。

6.根据权利要求5所述的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，其特征在于：所述稳压系统(3)为缓冲罐，缓冲罐与被测工件(5)之间设置有三级过滤器(31)、就地压力表(32)、远程压力表(33)和第二手动泄压阀(92),第二手动泄压阀(92)与三级过滤器(31)之间设置有一个备用高压输出口(34)。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，其特征在于：所述保压系统(4)包括强制截止阀(41)和高压单向阀(42)，强制截止阀(41)和高压单向阀(42)连通设置，强制截止阀(41)并联安装有第一手动泄压阀(91)，保压系统(4)与增压系统(2)之间设有高压溢流阀(10)。

8.根据权利要求3所述的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，其特征在于：所述泄压系统(6)包括电动节流阀(61)，电动节流阀(61)与气动平板阀(831)连通，电动节流阀(61)和气动平板阀(831)连通与第三手动泄压阀(93)并联安装，泄压系统(6)与被测工件(5)之间设置有四级过滤器(62)，气动平板阀(831)与第三手动泄压阀(93)连接处设置有就地压力表(63)和远程压力表(64)。

9.根据权利要求3或8所述的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，其特征在于：所述气动系统(7)包括空压机(71)、气动系统手动截止阀(72)和汽水分离器(73)，空压机(71)通过气动系统手动截止阀(72)与汽水分离器(73)连通，汽水分离器(73)与第一两位三通电磁阀(81)连接处设置有气动系统远程压力表(74)，汽水分离器(73)与第三两位三通电磁阀(83)之间设置有气动系统就地压力表(75)。

10.根据权利要求8所述的一种基于缓冲罐的锅炉集箱试压装置，其特征在于：所述泵端卸荷阀(811)和第三手动泄压阀(93)均与地排连通。

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