CN217637872U - 气密试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道与地下工程技术领域，具体涉及一种气密试验装置。该气密试验装置包括气体管道、试验台以及密封垫组。气体管道包括输气管道以及出气管道，出气管道的末端设有气体流量监测部件；试验台包括沿上下方向堆叠的上基座、密封垫组以及下基座，密封垫组包括内环密封垫组以及外环密封垫组，外环密封垫组位于内环密封垫组的周向外侧；施压部件用于对试验台施加竖向压力以调节上基座与下基座之间的竖向间距；其中，在上基座与下基座之间的竖向间距内形成有内气腔与外环气腔，输气管道与内气腔连通，出气管道与外环气腔连通。通过该气密试验装置能够模拟在不同的接缝张开量以及接缝内气压的情况下测试气体泄漏量。

Description

气密试验装置

技术领域

本实用新型属于隧道与地下工程技术领域，具体地，涉及一种气密试验装置。

背景技术

在我国长江中下游及东南沿海地区的沉积平原中，广泛分布埋深从几十米至百余米的第四系浅层天然气藏。近年来，不少沿海或沿江地下隧道工程，例如过江电力隧道、输油输气隧道、地铁隧道、污水隧道、市政隧道、城市综合管廊等，在建设过程中遇到了高压沼气问题，地层中的高压沼气会通过管片接缝向隧道内泄漏，进而导致人员窒息中毒、火灾或爆炸事故，故对地下隧道管片接缝密封垫的气密性能提出了很高的要求。地下隧道一般在管片侧面的密封垫沟槽内粘贴一道或两道接缝密封垫，在施工阶段通过千斤顶压紧密封垫以抵抗外气压的侵入，但拼装误差会使管片接缝存在一定的张开量，不可避免对接缝密封垫的气密性能产生影响。因此，对于穿越含气地层的市政隧道、地铁隧道和综合管廊等，需要对不同张开量状态下工程所采用的接缝密封垫的气密能力进行测试，确保极限工况下密封垫具有足够的气密性能，以保障隧道结构及人员安全。因此，亟需一种气密试验装置，能够在不同的接缝张开量以及接缝内气压的情况下，评估接缝密封垫的气密性。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本实用新型提供了一种气密试验装置，能够模拟在不同的接缝张开量以及接缝内气压的情况下测试气体泄漏量，如此即可对待检测的接缝密封垫的气密性进行评估。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种气密试验装置，该气密试验装置包括：

气体管道，包括输气管道以及出气管道，出气管道的末端设有气体流量监测部件；

试验台，包括沿上下方向堆叠的上基座、密封垫组以及下基座，密封垫组包括内环密封垫组以及外环密封垫组，外环密封垫组位于内环密封垫组的周向外侧；以及

施压部件，用于对试验台施加竖向压力以调节上基座与下基座之间的竖向间距；

其中，内环密封垫组、上基座的底侧壁以及下基座的顶侧壁形成内气腔，外环密封垫组、内环密封垫组、上基座的底侧壁以及下基座的顶侧壁形成外环气腔，输气管道与内气腔连通，出气管道与外环气腔连通。

可选地，内环密封垫组包括上内环密封垫以及下内环密封垫，外环密封垫组包括上外环密封垫以及下外环密封垫；

上基座的底侧壁上设有上内环槽以及上外环槽，下基座的顶侧壁上设有与上内环槽相对设置的下内环槽以及与上外环槽相对设置下外环槽；

其中，上内环密封垫以及上外环密封垫分别安装于上内环槽以及上外环槽内，下内环密封垫以及下外环密封垫分别安装于下内环槽以及下外环槽内。

可选地，上内环槽的竖向中心线与上外环槽的竖向中心线共线布置，输气管道包括设置于上基座内并沿上内环槽的竖向中心线布置的内输气管道段。

可选地，出气管道包括：

第一出气管道，包括依次连接的第一内出气管道段、第一通断控制阀门以及第一外出气管道段，第一内出气管道段沿竖向设置在上基座内；以及

第二出气管道，包括依次连接的第二内出气管道段、第二通断控制阀门以及第二外出气管道段，第二内出气管道段沿竖向设置在上基座内；

其中，第一内出气管道段与第二内出气管道段关于内输气管道段对称布置。

可选地，第一外出气管道段的末端设有第一气体流量监测部件，第二外出气管道段的末端设有第二气体流量监测部件，第二气体流量监测部件所允许监测的气体流量量程大于第一气体流量监测部件所允许监测的气体流量量程。

可选地，第一气体流量监测部件的出气端以及第二气体流量监测部件的出气端均设有出气观察部件。

可选地，出气观察部件为羽毛。

可选地，气体流量监测部件包括气体流量传感器、控制器以及报警器，控制器被设置为出气管道中的气体流量达到预设值后控制报警器报警，预设值为气体流量传感器所允许监测的气体流量最大值的0.6至0.9倍。

可选地，施压部件为设置在上基座的上方的千斤顶。

可选地，上基座与下基座均呈矩形体状。

通过上述技术方案，上基座与下基座之间的竖向间距用于模拟隧道管片接缝的间隙，即张开量，通过施压部件能够调整上基座与下基座之间的竖向间距，以模拟不同张开量的情况。内环密封垫组为待检测的接缝密封垫，通过输气管道向内气腔内注入气体，以模拟不同的气压情况。在张开量固定的情况下，当内气腔内的气压足够大时就能够透过内环密封垫组从而进入至外环气腔，泄漏在外环气的气体通过出气管道流出，通过气体流量监测部件检测气体流量数据。由此可见，通过该气密试验装置能够模拟在不同的接缝张开量以及接缝内气压的情况下测试气体泄漏量，如此即可对待检测的接缝密封垫的气密性进行评估。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为根据本实用新型具体实施方式提供的一种气密试验装置的示意图；

图2为图1中的气密试验装置的剖视图；

图3为图1中的上基座的仰视图；

图4为图3中的上基座的剖视图；

图5为图1中的下基座的俯视图；

图6为图5中的下基座的剖视图。

附图标记说明：1、上基座；2、下基座；3、第一气体流量监测部件；4、第二气体流量监测部件；5、内环密封垫组；51、上内环密封垫；52、下内环密封垫；6、外环密封垫组；61、上外环密封垫；62、下外环密封垫；7、上内环槽；8、上外环槽；9、第一通断控制阀门；10、第二通断控制阀门； 11、第一出气管道；111、第一内出气管道段；112、第一外出气管道段；12、第二出气管道；121、第二内出气管道段；122、第二外出气管道段；13、输气管道；131、内输气管道段；14、出气观察部件；15、施压部件；16、内气腔；17、外环气腔；18、下内环槽；19、下外环槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型的示例性实施例中提供了一种气密试验装置，该气密试验装置包括气体管道、试验台以及施压部件15。气体管道包括输气管道13以及出气管道，出气管道的末端设有气体流量监测部件。试验台包括沿上下方向堆叠的上基座1、密封垫组以及下基座2，密封垫组包括内环密封垫组5以及外环密封垫组6，外环密封垫组6位于内环密封垫组 5的周向外侧。施压部件15用于对试验台施加竖向压力以调节上基座1与下基座2之间的竖向间距。其中，内环密封垫组5、上基座1的底侧壁以及下基座2的顶侧壁形成内气腔16，外环密封垫组6、内环密封垫组5、上基座 1的底侧壁以及下基座2的顶侧壁形成外环气腔17，输气管道13与内气腔 16连通，出气管道与外环气腔17连通。

具体地，上基座1与下基座2之间的竖向间距用于模拟隧道管片接缝的间隙，即张开量，通过施压部件15能够调整上基座1与下基座2之间的竖向间距，以模拟不同张开量的情况。内环密封垫组5为待检测的接缝密封垫，通过输气管道13向内气腔16内注入气体，以模拟不同的气压情况。在张开量固定的情况下，当内气腔16内的气压足够大时就能够透过内环密封垫组5 从而进入至外环气腔17，泄漏在外环气腔17的气体通过出气管道流出，通过气体流量监测部件检测气体流量数据。由此可见，通过该气密试验装置能够模拟在不同的接缝张开量以及接缝内气压的情况下测试气体泄漏量，如此即可对待检测的接缝密封垫的气密性进行评估。

在本实用新型的实施例中，施压部件15包括例如千斤顶、油缸等。优选地，施压部件15为设置在上基座1的上方的千斤顶，千斤顶对上基座1 施加朝下的压力。

在本实用新型的实施例中，内环密封垫组5包括上内环密封垫51以及下内环密封垫52，外环密封垫组6包括上外环密封垫61以及下外环密封垫 62。上基座1的底侧壁上设有上内环槽7以及上外环槽8，下基座2的顶侧壁上设有与上内环槽7相对设置的下内环槽18以及与上外环槽8相对设置下外环槽19。其中，上内环密封垫51以及上外环密封垫61分别安装于上内环槽7以及上外环槽8内，下内环密封垫52以及下外环密封垫62分别安装于下内环槽18以及下外环槽19内。

具体地，试验台采用分体式布置，即上基座1与下基座2能够拆开，便于更换不同待测试的接缝密封垫。在本实施例中，可通过吊装设备将上基座 1吊装至下基座2上或从下基座2上拆下。在将上基座1安装在下基座2的过程中保证上内环密封垫51与下内环密封垫52对接，上外环密封垫61与下外环密封垫62对接。

承前所述，上基座1、密封垫组以及下基座2沿上下方向堆叠布置，并且形成了内气腔16以及外环气腔17，因此，上内环密封垫51的厚度大于上内环槽7的深度，下内环密封垫52的厚度大于下内环槽18的深度，上外环密封垫61大于上外环槽8的深度，下外环密封垫62大于下外环槽19的深度。

如图3至图6所示，在一种优选地实施例中，上内环槽7的外形尺寸与下内环槽18的外形尺寸相同，上外环槽8的外形尺寸与下外环槽19的外形尺寸相同，并且各环槽的截面呈外端开口大内端开口小的梯形。可以理解地，待检测的接缝密封垫的外形尺寸决定了环槽的外形尺寸，可在环槽的内壁上涂覆胶水后安装对应的密封垫。

在一种优选地实施例中，上基座1与下基座2均呈矩形体状。相应地，形成在上基座1上的上内环槽7以及上外环槽8优选设置为矩形环状，由于上内环槽7以及上外环槽8分别与下内环槽18以及下外环槽19相对设置，因此也呈矩形环状，需要说明的是，环槽的形状并不局限于图示实施例。

进一步地，上内环槽7的竖向中心线与上外环槽8的竖向中心线共线布置，输气管道13包括设置于上基座1内并沿上内环槽7的竖向中心线布置的内输气管道段131。

具体地，上内环槽7以及上外环槽8同心布置，内输气管道段131的末端位于上内环槽7的竖向中心处，如此通过输气管道13进入内气腔16的高压气体能够均匀扩散至外环密封垫组6，避免出现因内气腔16的气压不均而导致气压高处率先漏气。

进一步地，出气管道包括第一出气管道11以及第二出气管道12。第一出气管道11。第一出气管道11包括依次连接的第一内出气管道段111、第一通断控制阀门9以及第一外出气管道段112，所述第一内出气管道段111 沿竖向设置在所述上基座1内。第二出气管道12包括依次连接的第二内出气管道段121、第二通断控制阀门10以及第二外出气管道段122，所述第二内出气管道段121沿竖向设置在所述上基座1内。

其中，第一内出气管道段111与第二内出气管道段121关于内输气管道段131对称布置。

更进一步地，第一外出气管道段112的末端设有第一气体流量监测部件 3，第二外出气管道段122的末端设有第二气体流量监测部件4，第二气体流量监测部件4所允许监测的气体流量量程大于第一气体流量监测部件3所允许监测的气体流量量程。

具体地，在本实施例中，该气密试验装置采用两根出气管道且分别为第一出气管道11以及第二出气管道12，第一出气管道11以及第二出气管道 12均设置在上基座1上，因此在上基座1内设有第一内出气管道段111以及第二内出气管道段121，换言之，在本实施例中，优选将各气体管道集成于上基座1上。

为了将气体引出，相应地在第一内出气管道段111以及第二内出气管道段121对应引出有第一外出气管道段112以及第二外出气管道段122，在第一内出气管道段111与第一外出气管道段112之间通过第一通断控制阀门9 连接以进行开关管道，在第二内出气管道段121与第二外出气管道段122之间通过第二通断控制阀门10连接以进行开关管道。

需要说明的是，在进行试验过程中，通过输气管道13向内气腔16注入气体以跳跃式逐级增大气压，具体而言，当内气腔16的气压达到预设值后，维持预设时间并通过气体流量监测部件监控气体泄漏流量；接着继续加压直至内气腔16的气压达到下一更大预设值后维持预设时间，如此循环进行直至密封完全失效。可以理解地，在该过程中，气体泄漏量由小变大，因此在本实施例中，采用两个不同气体流量量程的气体流量监测部件，具体地分别为第一气体流量监测部件3以及第二气体流量监测部件4。

在本实用新型的实施例中，气体流量监测部件包括气体流量传感器、控制器以及报警器，控制器被设置为出气管道中的气体流量达到预设值后控制报警器报警，预设值为气体流量传感器所允许监测的气体流量最大值的0.6 至0.9倍。

由于气体流量传感器属于紧密器件，当气体流量超过其量程后就会损坏，因此，气体流量监测部件为具有报警功能的气体流量传感器，当气体流量达到预设值后就会报警，避免气体流量传感器被损坏。需要说明的是，控制器包括例如单片机或逻辑控制电路等，报警器包括例如报警灯、蜂鸣器或声光报警器等。

可以理解地，大量程的气体流量监测部件的精度相对小量程的气体流量监测部件的精度更低，因此，在漏气初期，关闭第二通断控制阀门10，打开第一通断控制阀门9，即关闭第二出气管道12，打开第一出气管道11，通过量程更小的第一气体流量监测部件3监控气体流量；当第一气体流量监测部件3达到预设值后报警，作业人员及时关闭第一通断控制阀门9，打开第二通断控制阀门10，即关闭第一出气管道11，打开第二出气管道12，通过量程更大的第二气体流量监测部件4。

如此，通过两个不同精度和量程的气体流量监测部件能够实现对气体微泄漏至大规模泄漏全过程。可以理解地，该气密试验装置的出气管道数量并不局限于图示实施例，可根据需求进一步调整出气管道的数据并匹配不同量程的气体流量监测部件。

需要说明的是，在上述实施例中，第一通断控制阀门9以及第二通断控制阀门10均为手动球阀，但是并不局限于此。

在本实用新型中，第一气体流量监测部件3的出气端以及第二气体流量监测部件4的出气端均设有出气观察部件14。具体地，出气观察部件14用于方便观察出气管道内是否有气体泄漏，具体地，出气观察部件14包括例如薄丝巾、薄纸片、羽毛等。优选地，出气观察部件14为羽毛。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种气密试验装置，其特征在于，所述气密试验装置包括：

气体管道，包括输气管道(13)以及出气管道，所述出气管道的末端设有气体流量监测部件；

试验台，包括沿上下方向堆叠的上基座(1)、密封垫组以及下基座(2)，所述密封垫组包括内环密封垫组(5)以及外环密封垫组(6)，所述外环密封垫组(6)位于所述内环密封垫组(5)的周向外侧；以及

施压部件(15)，用于对所述试验台施加竖向压力以调节所述上基座(1)与所述下基座(2)之间的竖向间距；

其中，所述内环密封垫组(5)、所述上基座(1)的底侧壁以及所述下基座(2)的顶侧壁形成内气腔(16)，所述外环密封垫组(6)、所述内环密封垫组(5)、所述上基座(1)的底侧壁以及所述下基座(2)的顶侧壁形成外环气腔(17)，所述输气管道(13)与所述内气腔(16)连通，所述出气管道与所述外环气腔(17)连通。

2.根据权利要求1所述的气密试验装置，其特征在于，所述内环密封垫组(5)包括上内环密封垫(51)以及下内环密封垫(52)，所述外环密封垫组(6)包括上外环密封垫(61)以及下外环密封垫(62)；

所述上基座(1)的底侧壁上设有上内环槽(7)以及上外环槽(8)，所述下基座(2)的顶侧壁上设有与所述上内环槽(7)相对设置的下内环槽(18)以及与所述上外环槽(8)相对设置下外环槽(19)；

其中，所述上内环密封垫(51)以及所述上外环密封垫(61)分别安装于所述上内环槽(7)以及所述上外环槽(8)内，所述下内环密封垫(52)以及所述下外环密封垫(62)分别安装于所述下内环槽(18)以及所述下外环槽(19)内。

3.根据权利要求2所述的气密试验装置，其特征在于，所述上内环槽(7)的竖向中心线与所述上外环槽(8)的竖向中心线共线布置，所述输气管道(13)包括设置于所述上基座(1)内并沿所述上内环槽(7)的竖向中心线布置的内输气管道段(131)。

4.根据权利要求3所述的气密试验装置，其特征在于，所述出气管道包括：

第一出气管道(11)，包括依次连接的第一内出气管道段(111)、第一通断控制阀门(9)以及第一外出气管道段(112)，所述第一内出气管道段(111)沿竖向设置在所述上基座(1)内；以及

第二出气管道(12)，包括依次连接的第二内出气管道段(121)、第二通断控制阀门(10)以及第二外出气管道段(122)，所述第二内出气管道段(121)沿竖向设置在所述上基座(1)内；

其中，所述第一内出气管道段(111)与所述第二内出气管道段(121)关于所述内输气管道段(131)对称布置。

5.根据权利要求4所述的气密试验装置，其特征在于，所述第一外出气管道段(112)的末端设有第一气体流量监测部件(3)，所述第二外出气管道段(122)的末端设有第二气体流量监测部件(4)，所述第二气体流量监测部件(4)所允许监测的气体流量量程大于所述第一气体流量监测部件(3)所允许监测的气体流量量程。

6.根据权利要求5所述的气密试验装置，其特征在于，所述第一气体流量监测部件(3)的出气端以及所述第二气体流量监测部件(4)的出气端均设有出气观察部件(14)。

7.根据权利要求6所述的气密试验装置，其特征在于，所述出气观察部件(14)为羽毛。

8.根据权利要求1所述的气密试验装置，其特征在于，所述气体流量监测部件包括气体流量传感器、控制器以及报警器，所述控制器被设置为所述出气管道中的气体流量达到预设值后控制所述报警器报警，所述预设值为所述气体流量传感器所允许监测的气体流量最大值的0.6至0.9倍。

9.根据权利要求1所述的气密试验装置，其特征在于，所述施压部件(15)为设置在所述上基座(1)的上方的千斤顶。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的气密试验装置，其特征在于，所述上基座(1)与所述下基座(2)均呈矩形体状。

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