一種用于鋼管水壓試驗(yàn)的壓力自適應(yīng)端面密封裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼管精整加工中的水壓試驗(yàn)設(shè)備，特別是一種用于鋼管水壓試驗(yàn)的壓力自適應(yīng)端面密封裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼管生產(chǎn)中，無論是無縫鋼管還是焊管，出廠前通常都要進(jìn)行水壓試驗(yàn)，以檢驗(yàn)鋼管是否有滲漏，有時(shí)還要檢驗(yàn)鋼管耐壓能力，高標(biāo)準(zhǔn)鋼管作為流體輸送用管均需進(jìn)行上述檢測(cè)，特別是用于城市自來水管網(wǎng)、燃?xì)廨斔凸芫W(wǎng)以及一些特殊領(lǐng)域，所采用的鋼管必須要求水壓試驗(yàn)，且試驗(yàn)后應(yīng)繪制相應(yīng)的壓力曲線圖。近年來，隨著我國的城市建設(shè)等工程的實(shí)施，市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)鋼管的需求量越來越大。因此結(jié)合我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，盡快開發(fā)研制出節(jié)能、高效、耐用、簡(jiǎn)單的水壓試驗(yàn)設(shè)備非常必要。
[0003]鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)一般設(shè)計(jì)成全自動(dòng)工作形式，可連續(xù)對(duì)鋼管進(jìn)行逐根檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)構(gòu)記錄在案。密封頭用于在試驗(yàn)中對(duì)鋼管兩端面進(jìn)行密封，使鋼管內(nèi)腔密閉，進(jìn)而對(duì)鋼管通水打壓，顯然密封的好壞對(duì)試驗(yàn)至關(guān)重要。
[0004]鋼管水壓密封形式有兩大類:徑向密封和端面密封。一般來說，徑向密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制麻煩、制造費(fèi)用大、生產(chǎn)成本高，常用于高壓試驗(yàn)(壓力可達(dá)70Mpa以上)；端面密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造及生產(chǎn)成本均較低，但由于密封件直接壓在鋼管端面，且壓力一定要大于鋼管試驗(yàn)壓力，因此當(dāng)試驗(yàn)壓力較高時(shí)，密封件很容易被切斷，特別是鋼管進(jìn)行倒棱加工后更容易發(fā)生切斷現(xiàn)象，這就嚴(yán)重制約了端面密封方式的試壓范圍，一般來說，該密封適用于的低壓情況。
[0005]自適應(yīng)密封頭屬于端面密封范疇，該發(fā)明較好的解決了密封元件被切斷的問題，同時(shí)試壓范圍得到了很大的提高，試驗(yàn)壓力達(dá)到25Mpa仍能很好的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問題，提供一種用于鋼管水壓試驗(yàn)的壓力自適應(yīng)端面密封裝置，該裝置具有密封可靠、密封件壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工成本低、自動(dòng)控制容易等特點(diǎn)，同時(shí)節(jié)省了能源消耗，為鋼管的水壓試驗(yàn)提供了一種實(shí)用、高效的專用裝置。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種用于鋼管水壓試驗(yàn)的壓力自適應(yīng)端面密封裝置，包括外密封套、彈簧、定位套、內(nèi)密封套、導(dǎo)向套、密封件、保護(hù)套、密封圈、螺栓a、螺栓b和縮緊螺母，外密封套為圓筒結(jié)構(gòu)，一端設(shè)有法蘭并通過螺栓與水壓試驗(yàn)機(jī)的封頭座連接，另一端設(shè)有外螺紋，其內(nèi)孔有兩道密封槽，兩個(gè)密封圈設(shè)于密封槽內(nèi)，在外螺紋的一端孔內(nèi)安裝導(dǎo)向套，導(dǎo)向套的內(nèi)徑與密封圈的內(nèi)徑相同并與內(nèi)密封套匹配形成滑動(dòng)配合和密封；內(nèi)密封套為圓筒結(jié)構(gòu)，一端設(shè)有外法蘭，內(nèi)密封套圓筒外表面裝在外密封套與導(dǎo)向套內(nèi)孔中并與密封圈形成徑向密封，在內(nèi)、外密封套之間均布有八根彈簧，內(nèi)密封套的法蘭端面設(shè)有圓形凹槽，密封件設(shè)置于圓形凹槽內(nèi)并通過保護(hù)套壓緊固定，保護(hù)套通過螺栓a與內(nèi)密封套的法蘭端面連接，保護(hù)套向外的一端成喇叭口形狀便于鋼管進(jìn)入密封位置；定位套為套筒結(jié)構(gòu)，一端內(nèi)孔做出臺(tái)肩，另一端內(nèi)孔設(shè)有螺紋，通過螺紋與外密封套連接，其內(nèi)孔臺(tái)肩與內(nèi)密封套相接并起定位作用，同時(shí)通過調(diào)整定位套的螺紋旋入長(zhǎng)度以調(diào)節(jié)八根彈簧預(yù)緊力并通過縮緊螺母縮緊。
[0008]所述外密封套和內(nèi)密封套均采用鍛件經(jīng)車制、熱處理及鍍硬鉻制成。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)分析:
鋼管水壓機(jī)的端面密封式密封頭中的密封件直接壓在鋼管端面，因此密封件經(jīng)常被剪切造成損壞，特別是鋼管被倒角后再作水壓試驗(yàn)，密封件的壽命就更低。為解決這個(gè)問題，目前采用兩種辦法:其一是限制水壓機(jī)的試驗(yàn)壓力，一般在5Mpa以下；其二是密封頭通過液壓缸壓住鋼管，通過液壓比例溢流閥調(diào)整系統(tǒng)油壓壓力，使油壓壓力跟隨鋼管壓力的提高而提高，該方法控制復(fù)雜、水壓和油壓值很難做到同步變化。壓力自適應(yīng)密封頭很好的解決了上述存在的問題，利用水壓的內(nèi)部平衡，從結(jié)構(gòu)上保證了壓力的穩(wěn)定性。
[0010]本發(fā)明的工作原理:
外密封套用于密封頭的安裝和定位支撐，它與內(nèi)密封套之間通過密封圈實(shí)現(xiàn)內(nèi)外套之間的密封，導(dǎo)向套通過螺栓安裝在外密封套的內(nèi)孔中，導(dǎo)向套與內(nèi)密封套組成滑動(dòng)連接，在內(nèi)、外密封套之間安裝有多根壓縮彈簧，在彈簧外圈安裝有定位套，定位套通過螺紋與外密封套連接，通過定位套的內(nèi)孔臺(tái)肩可對(duì)內(nèi)密封套定位并預(yù)緊彈簧，調(diào)節(jié)定位套的擰緊位置，可調(diào)節(jié)彈簧預(yù)緊力的大小。工作時(shí)，外密封套通過螺栓連接在水壓機(jī)的機(jī)座上，通過機(jī)座的運(yùn)動(dòng)使密封頭的密封件壓住鋼管，同時(shí)彈簧被壓縮，通過行程開關(guān)控制壓縮量的大小，保證鋼管的預(yù)密封效果。鋼管兩端被預(yù)密封后，打開進(jìn)水閥向鋼管內(nèi)充水并排氣，當(dāng)水充滿后，關(guān)閉進(jìn)水閥和排氣閥，打開高壓進(jìn)水閥給管內(nèi)加壓，在加壓時(shí)，水壓同時(shí)被引入到內(nèi)密封套的后面，使內(nèi)密封套后面所受的壓力與前面密封件相平衡，從而保證鋼管端面的密封力不會(huì)減少，保證了密封效果。根據(jù)需要測(cè)試的鋼管規(guī)格，更換相應(yīng)的密封頭。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:該裝置密封可靠、密封件壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工成本低、自動(dòng)控制容易，水壓機(jī)試驗(yàn)壓力可達(dá)25Mpa;而且節(jié)省了能源消耗，提高了水壓機(jī)的工作效率，為鋼管的水壓試驗(yàn)提供了一種實(shí)用、高效的專用裝置。
【附圖說明】
[0012]圖1為該加工設(shè)備主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為該加工設(shè)備右視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為該加工設(shè)備俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1.外密封套 2.彈簧3.定位套4.內(nèi)密封套5.導(dǎo)向套6.密封件7.保護(hù)套8.密封圈9.螺栓10.螺栓11.鋼管12.縮緊螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例:
一種用于鋼管水壓試驗(yàn)的壓力自適應(yīng)端面密封裝置，如圖1、圖2、圖3所示，包括外密封套1、彈簧2、定位套3、內(nèi)密封套4、導(dǎo)向套5、密封件6、保護(hù)套7、密封圈8、螺栓a9、螺栓b 10和縮緊螺母12，外密封套I為圓筒結(jié)構(gòu)，一端設(shè)有法蘭并通過螺栓與水壓試驗(yàn)機(jī)的封頭座連接，另一端設(shè)有外螺紋，其內(nèi)孔有兩道密封槽，兩個(gè)密封圈8設(shè)于密封槽內(nèi)，在外螺紋的一端孔內(nèi)安裝導(dǎo)向套5，導(dǎo)向套5的內(nèi)徑與密封圈8的內(nèi)徑相同并與內(nèi)密封套4匹配形成滑動(dòng)配合和密封；內(nèi)密封套4為圓筒結(jié)構(gòu)，一端設(shè)有外法蘭，內(nèi)密封套4圓筒外表面裝在外密封套I與導(dǎo)向套5內(nèi)孔中并與密封圈8形成徑向密封，在內(nèi)、外密封套4、I之間均布有八根彈簧2，內(nèi)密封套4的法蘭端面設(shè)有圓形凹槽，密封件6設(shè)置于圓形凹槽內(nèi)并通過保護(hù)套7壓緊固定，保護(hù)套7通過螺栓a9與內(nèi)密封套4的法蘭端面連接，保護(hù)套7向外的一端成喇叭口形狀便于鋼管11進(jìn)入密封位置；定位套3為套筒結(jié)構(gòu)，一端內(nèi)孔做出臺(tái)肩，另一端內(nèi)孔設(shè)有螺紋，通過螺紋與外密封套I連接，其內(nèi)孔臺(tái)肩與內(nèi)密封套4相接并起定位作用，同時(shí)通過調(diào)整定位套3的螺紋旋入長(zhǎng)度以調(diào)節(jié)八根彈簧2預(yù)緊力并通過縮緊螺母12縮緊。
[0017]外密封套I和內(nèi)密封套4均采用鍛件經(jīng)車制、熱處理及鍍硬鉻制成。
[0018]工作時(shí)，液壓缸通過封頭座推動(dòng)密封頭移動(dòng)，當(dāng)密封件接觸到鋼管端面后，密封件和彈簧均被壓縮，通過接近開關(guān)的控制，但彈簧壓縮到設(shè)定值后，液壓缸停止，此時(shí)密封件和鋼管端面之間形成了密封，稱為預(yù)密封。鋼管兩端預(yù)密封形成后，向鋼管內(nèi)充水、排氣，充水、排氣結(jié)束后向管內(nèi)加壓，在加壓的過程中，水壓出作用在密封件端面上，還作用在內(nèi)密封套的另一端面，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證內(nèi)密封套的端面直徑略大于鋼管直徑，因此，鋼管與密封件的接觸力不會(huì)隨水壓力的增加而減小，從而確保密封的可靠性。該實(shí)施例中，裝置的尺寸為直徑350mm、長(zhǎng)度250mm。該加工設(shè)備用于加工鋼管的規(guī)格:直徑為Φ 140mm、臂厚^ 6mm、長(zhǎng)度6000-12000mm ;試驗(yàn)工作壓力為彡25Mpa。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于鋼管水壓試驗(yàn)的壓力自適應(yīng)端面密封裝置，其特征在于:包括外密封套、彈簧、定位套、內(nèi)密封套、導(dǎo)向套、密封件、保護(hù)套、密封圈、螺栓a、螺栓b和縮緊螺母，外密封套為圓筒結(jié)構(gòu)，一端設(shè)有法蘭并通過螺栓與水壓試驗(yàn)機(jī)的封頭座連接，另一端設(shè)有外螺紋，其內(nèi)孔有兩道密封槽，兩個(gè)密封圈設(shè)于密封槽內(nèi)，在外螺紋的一端孔內(nèi)安裝導(dǎo)向套，導(dǎo)向套的內(nèi)徑與密封圈的內(nèi)徑相同并與內(nèi)密封套匹配形成滑動(dòng)配合和密封；內(nèi)密封套為圓筒結(jié)構(gòu)，一端設(shè)有外法蘭，內(nèi)密封套圓筒外表面裝在外密封套與導(dǎo)向套內(nèi)孔中并與密封圈形成徑向密封，在內(nèi)、外密封套之間均布有八根彈簧，內(nèi)密封套的法蘭端面設(shè)有圓形凹槽，密封件設(shè)置于圓形凹槽內(nèi)并通過保護(hù)套壓緊固定，保護(hù)套通過螺栓a與內(nèi)密封套的法蘭端面連接，保護(hù)套向外的一端成喇叭口形狀便于鋼管進(jìn)入密封位置；定位套為套筒結(jié)構(gòu)，一端內(nèi)孔做出臺(tái)肩，另一端內(nèi)孔設(shè)有螺紋，通過螺紋與外密封套連接，其內(nèi)孔臺(tái)肩與內(nèi)密封套相接并起定位作用，同時(shí)通過調(diào)整定位套的螺紋旋入長(zhǎng)度以調(diào)節(jié)八根彈簧預(yù)緊力并通過縮緊螺母縮緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于鋼管水壓試驗(yàn)的壓力自適應(yīng)端面密封裝置，其特征在于:所述外密封套和內(nèi)密封套均采用鍛件經(jīng)車制、熱處理及鍍硬鉻制成。
【專利摘要】一種用于鋼管水壓試驗(yàn)的壓力自適應(yīng)端面密封裝置，包括外密封套、彈簧、定位套、內(nèi)密封套、導(dǎo)向套、密封件、保護(hù)套、密封圈、螺栓a、螺栓b和縮緊螺母，外密封套內(nèi)圈通過螺栓安裝導(dǎo)向套，導(dǎo)向套與內(nèi)密封套組成滑動(dòng)連接，密封圈安裝在外圈的內(nèi)孔中。內(nèi)密封套和外密封套之間安裝有彈簧，彈簧外裝有定位套，保護(hù)套通過螺紋與外密封套連接，密封件通過保護(hù)套壓在內(nèi)密封套的端面凹槽內(nèi)，保護(hù)套和內(nèi)密封套之間采用螺栓連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該裝置密封可靠、密封件壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工成本低、自動(dòng)控制容易，水壓機(jī)試驗(yàn)壓力可達(dá)25Mpa；而且節(jié)省了能源消耗，提高了水壓機(jī)的工作效率，為鋼管的水壓試驗(yàn)提供了一種實(shí)用、高效的專用裝置。
【IPC分類】G01M3-02, F16L37-62
【公開號(hào)】CN104712867
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510154085
【發(fā)明人】張玉華, 柴曉艷, 任星, 宋新環(huán), 徐廣利
【申請(qǐng)人】天津理工大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年4月2日