本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)備測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種閥門測(cè)試設(shè)備及其自舉缸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

按照國(guó)內(nèi)外閥門測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)于進(jìn)行閥門壓力試驗(yàn)的設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定不應(yīng)有施加影響閥座密封的外力。目前主要應(yīng)用的頂壓式閥門試驗(yàn)臺(tái)分為液壓頂壓式和螺桿驅(qū)動(dòng)頂壓式試驗(yàn)臺(tái)。液壓頂壓式閥門試驗(yàn)臺(tái)，適用于各種類型連接型式的閥門測(cè)試。該類設(shè)備閥門測(cè)試時(shí)使用普通測(cè)試盲板，試驗(yàn)臺(tái)中一端盲板固定，另一端盲板隨移動(dòng)油缸移動(dòng)而最終將閥門夾緊。不過閥門在水壓測(cè)試時(shí)，在進(jìn)水之前，需要油缸增壓到一定壓力，先將閥門頂緊(防止閥門內(nèi)一定壓力的水流出)，而此油缸頂緊力較大(根據(jù)水壓大小按照一定的倍數(shù)關(guān)系計(jì)算出對(duì)應(yīng)的油壓)，出現(xiàn)了同標(biāo)準(zhǔn)中描述的“不應(yīng)有施加影響閥座密封的外力”，這個(gè)外力可能會(huì)出現(xiàn)油缸增壓頂緊時(shí)將閥門頂壞現(xiàn)象，或者影響用戶檢測(cè)閥門密封性能(閥門兩端受力)。

為了解決該類問題，進(jìn)而開發(fā)出了螺桿頂壓式試驗(yàn)臺(tái)。螺桿驅(qū)動(dòng)型式的頂壓式閥門試驗(yàn)臺(tái)，由于其軸向夾緊力很小，對(duì)閥門密封性能和破壞可忽略不計(jì)。一般情況下該類設(shè)備由于螺桿本身不產(chǎn)生頂緊力，只起前進(jìn)后退功能，閥門試驗(yàn)時(shí)需借助不同類型的測(cè)試盲板，常見的有內(nèi)通道密封盲板，該類盲板適用于所有連接形式的閥門，但其前提是閥門通道必須經(jīng)過加工，且表面光潔度滿足要求方可使用該類盲板，對(duì)于絕大多數(shù)法蘭和焊接坡口連接形式的閥門，其閥門通道均未進(jìn)行加工。

因此，本領(lǐng)域急需開發(fā)新的，能滿足不同類型的閥門測(cè)試，且測(cè)試時(shí)不會(huì)對(duì)閥門造成損害的閥門測(cè)試設(shè)備及系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供滿足不同類型的閥門測(cè)試，且測(cè)試時(shí)不會(huì)對(duì)閥門造成損害的閥門測(cè)試設(shè)備及系統(tǒng)。

在本發(fā)明的第一方面中，本發(fā)明提供了一種用于閥門測(cè)試設(shè)備的自舉缸系統(tǒng)。所述自舉缸系統(tǒng)包括缸體和活塞，所述缸體和活塞均為梯田臺(tái)階式，所述缸體和所述活塞緊密配合。所述活塞的端面設(shè)有盲板，所述盲板中心依次套設(shè)有定位軸和壓緊螺栓。所述盲板的端面上設(shè)有密封槽，所述密封槽圍繞中心軸線設(shè)置，用于密封被測(cè)閥門的端面。所述缸體、所述活塞、所述盲板、所述定位軸以及所述壓緊螺栓同軸線，并且所述缸體的內(nèi)腔與被測(cè)閥門的內(nèi)腔相通。

在另一優(yōu)選例中，所述缸體與所述活塞的接觸面上設(shè)有密封圈。

在另一優(yōu)選例中，所述缸體上設(shè)有注水口。

在另一優(yōu)選例中，所述壓緊螺栓上設(shè)有出水口。

在另一優(yōu)選例中，所述密封槽為平面法蘭密封槽或焊接坡口面密封槽。

在另一優(yōu)選例中，所述密封槽的數(shù)量為1組

在另一優(yōu)選例中，所述密封槽的數(shù)量為多組。

在另一優(yōu)選例中，所述活塞的梯田臺(tái)階的數(shù)量為1組。

在另一優(yōu)選例中，所述活塞的梯田臺(tái)階的數(shù)量為多組。

所述密封槽的數(shù)量與所述活塞的梯田臺(tái)階的數(shù)量配套。

所述活塞的臺(tái)階處的面積a與所述密封槽的底面積a的比值為1.05～1.45。

在另一優(yōu)選例中，所述盲板上設(shè)有通孔。

在另一優(yōu)選例中，所述活塞上設(shè)有通孔。

在本發(fā)明的第二方面中，本發(fā)明提供了一種閥門測(cè)試設(shè)備，所述設(shè)備包括(i)如本發(fā)明第一方面所述的自舉缸系統(tǒng)，(ii)頂壓機(jī)構(gòu)，(iii)導(dǎo)向支撐機(jī)構(gòu)，(iv)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及(v)電機(jī)，所述自舉缸系統(tǒng)與所述頂壓機(jī)構(gòu)連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述頂壓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。

在另一優(yōu)選例中，所述設(shè)備還包括選自下組的系統(tǒng)：扭矩測(cè)試系統(tǒng)以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

所述閥門測(cè)試設(shè)備包括第一盲板和第二盲板。

在另一優(yōu)選例中，第一盲板固定，第二盲板可移動(dòng)。

應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種典型的自舉缸系統(tǒng)剖視圖；

圖2為本發(fā)明的盲板的一個(gè)實(shí)施例；

圖3為本發(fā)明的盲板的另一實(shí)施例；

圖4為本發(fā)明自舉缸的另一實(shí)施例；

圖5為本發(fā)明一種典型的閥門測(cè)試設(shè)備示意圖。

各附圖標(biāo)記如下：

1-缸體；2-活塞；3-盲板；4-密封槽；5-密封圈；6-定位軸；7-壓緊螺栓；8-注水口；9-出水口；10-被測(cè)閥門；11-通孔；12-第一盲板；13-第二盲板；14-自舉缸系統(tǒng)；15-頂壓機(jī)構(gòu)；16-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；17-電機(jī)；18導(dǎo)向支撐機(jī)構(gòu)。

d1,d2,d3-活塞第一臺(tái)階處、第二臺(tái)階處以及第三臺(tái)階處的密封圈直徑；d1,d2,d3-盲板表面第一密封圈、第二密封圈以及第三密封圈的直徑；a1,a2,a3-活塞第一臺(tái)階處、第二臺(tái)階處以及第三臺(tái)階處的面積；a1,a2,a3-盲板表面第一密封槽、第二密封槽以及第三密封槽的面積。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研究，首次開發(fā)了一種閥門測(cè)試設(shè)備，以及用于閥門測(cè)試設(shè)備的自舉缸系統(tǒng)。該自舉缸系統(tǒng)在測(cè)試時(shí)不會(huì)對(duì)閥門造成傷害，并且也不會(huì)影響測(cè)試閥門的密封性能。本發(fā)明的閥門測(cè)試設(shè)備，包括自舉缸系統(tǒng)及其他必要系統(tǒng)，該測(cè)試設(shè)備一端盲板固定，另一端盲板隨螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)(螺桿的傳動(dòng)靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)通過離合器帶動(dòng)減速機(jī)，而減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)小齒輪進(jìn)而驅(qū)動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿隨著大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)前進(jìn))，由于其軸向夾緊力很小，對(duì)閥門密封性能和破壞可忽略不計(jì)。本發(fā)明的閥門測(cè)試設(shè)備因?yàn)樽耘e缸系統(tǒng)的特殊構(gòu)造而能適用于多種類型的閥門，而不用在測(cè)試前提前加工閥門通道。在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。

自舉缸系統(tǒng)

本發(fā)明的自舉缸系統(tǒng)包括缸體1和活塞2，并且缸體1和活塞2均為梯田臺(tái)階式，缸體1和活塞2緊密配合?；钊?的端面設(shè)有盲板3，盲板3中心依次套設(shè)有定位軸6和壓緊螺栓7；盲板3的端面上設(shè)有密封槽4，密封槽4為坡口密封槽或平面密封槽；坡口密封槽適用于焊接坡口連接形式的閥門；而平面密封槽適用于平面法蘭閥門。該密封槽4圍繞中心軸線設(shè)置，用于密封被測(cè)閥門端面。缸體1上設(shè)有注水口8，壓緊螺栓7上設(shè)有出水口9。缸體1、活塞2、盲板3、定位軸6以及壓緊螺栓7同軸線，并且缸體1的內(nèi)腔與被測(cè)閥門10的內(nèi)腔相通，構(gòu)成測(cè)試所用水的通道。缸體1與活塞2的接觸面上、以及與的接觸面上均設(shè)有密封圈5。盲板3上設(shè)有通孔11，該通孔11的作用是使進(jìn)入不同口徑閥門內(nèi)部的水經(jīng)此孔流入自舉缸內(nèi)部造成面積a壓力與閥門密封部分密封槽的面積a壓力一一對(duì)應(yīng)。面積a/面積a為1.05～1.45；較佳地，面積a/面積a為1.1～1.3；最佳地，面積a/面積a為1.2。

活塞的臺(tái)階處的面積a與密封槽的面積a的比值如下表所示：

表1活塞的臺(tái)階處的面積a與密封槽的面積a的比值

閥門測(cè)試設(shè)備

本發(fā)明的閥門測(cè)試設(shè)備包括如上所述的自舉缸系統(tǒng)14、頂壓機(jī)構(gòu)15、導(dǎo)向支撐機(jī)構(gòu)18、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16、電機(jī)17、扭矩測(cè)試系統(tǒng)(選配)以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該測(cè)試設(shè)備還包括第一盲板12和第二盲板13。在該測(cè)試設(shè)備中，第一盲板12固定，第二盲板13隨頂壓機(jī)構(gòu)15的螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)。該頂壓機(jī)構(gòu)15與電機(jī)17相連，由電機(jī)17驅(qū)動(dòng)。扭矩測(cè)試系統(tǒng)可將扭矩傳至被測(cè)閥門，而閥門啟動(dòng)或關(guān)閉時(shí)的扭矩值可傳至監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被記錄保存。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可將測(cè)試閥門的名稱、規(guī)格型號(hào)、測(cè)試介質(zhì)、測(cè)試壓力等參數(shù)記錄保存。

測(cè)試方法

在本發(fā)明的閥門測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試時(shí)，先將自舉缸盲板預(yù)頂緊被測(cè)閥門的端面，再向閥門內(nèi)腔內(nèi)注入試驗(yàn)介質(zhì)水，隨著試驗(yàn)介質(zhì)壓力的變化，自舉缸系統(tǒng)將按一定的倍率，自動(dòng)地產(chǎn)生一個(gè)推力，將盲板推向閥門端面，以達(dá)到密封效果。由于自舉缸系統(tǒng)的推力是隨試驗(yàn)介質(zhì)壓力的大小而變化的，測(cè)試時(shí)，閥門受到的“凈擠壓力”，為自舉缸系統(tǒng)的推力與閥門試驗(yàn)介質(zhì)作用力的差值，該差值很小，對(duì)閥門測(cè)試的影響可忽略不計(jì)。

本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)包括：

(a)本發(fā)明的閥門測(cè)試設(shè)備可適用于多種類型的閥門，且在測(cè)試前不用對(duì)閥門通道進(jìn)行加工，操作簡(jiǎn)單方便；

(b)本發(fā)明自舉缸系統(tǒng)可更換不同形式的盲板，對(duì)應(yīng)多種端面密封形式的閥門；

(c)本發(fā)明的密封槽直徑尺寸可更改從而測(cè)試不同口徑的閥門；

(d)本發(fā)明中的密封槽可以多個(gè)一起組合使用從而在一塊盲板上測(cè)試不同口徑的閥門，不僅節(jié)約大量更換盲板時(shí)間，也節(jié)省一大部分成本；

(e)本發(fā)明中的設(shè)備對(duì)閥門兩端的擠壓力很小(可忽略不計(jì))，不僅保護(hù)閥門免受損壞，而且符合國(guó)內(nèi)以及國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的要求。

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說明，否則百分比和份數(shù)是重量百分比和重量份數(shù)。

需要說明的是，在本專利的權(quán)利要求和說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明一種適用于焊接坡口連接形式閥門的閥門測(cè)試設(shè)備自舉缸系統(tǒng)。該自舉缸系統(tǒng)包括缸體1和活塞2，并且缸體1和活塞2均為梯田臺(tái)階式，缸體1和活塞2緊密配合。活塞2的端面設(shè)有盲板3，盲板3中心依次套設(shè)有定位軸6和壓緊螺栓7；盲板3的端面上設(shè)有密封槽4，該密封槽4為坡口密封槽，適用于焊接坡口連接形式的閥門；所述坡口密封槽如圖2所示。該密封槽4圍繞中心軸線設(shè)置，用于密封被測(cè)閥門端面。缸體1上設(shè)有注水口8，壓緊螺栓7上設(shè)有出水口9。缸體1、活塞2、盲板3、定位軸6以及壓緊螺栓7同軸線，并且缸體1的內(nèi)腔與被測(cè)閥門10的內(nèi)腔相通，構(gòu)成測(cè)試所用水的通道。缸體1與活塞2的接觸面上、以及活塞2與盲板3的接觸面上均設(shè)有密封圈5。所述密封槽4的數(shù)量為3組。所述活塞2的梯田臺(tái)階的數(shù)量為3個(gè)。密封槽的面積a1、a2、a3分別與活塞的臺(tái)階處的面積a1、a2、a3的比值近似相等，即面積a3/面積a3≈面積a2/面積a2≈面積a1/面積a1＝1.2。盲板3上設(shè)有通孔11，該通孔11用是使進(jìn)入不同口徑閥門內(nèi)部的水經(jīng)此孔流入自舉缸內(nèi)部造成面積a壓力與閥門密封部分面積a壓力一一對(duì)應(yīng)。

實(shí)施例2

如圖4所示，本發(fā)明一種適用于平面法蘭閥門的閥門測(cè)試設(shè)備自舉缸系統(tǒng)。該自舉缸系統(tǒng)包括缸體1和活塞2，并且缸體1和活塞2均為梯田臺(tái)階式，缸體1和活塞2緊密配合?；钊?的端面設(shè)有盲板3，盲板3中心依次套設(shè)有定位軸6和壓緊螺栓7；盲板3的端面上設(shè)有密封槽4，該密封槽4為平面密封槽，適用于平面法蘭閥門；所述平面密封槽如圖3所示。該密封槽4圍繞中心軸線設(shè)置，用于密封被測(cè)閥門端面。缸體1上設(shè)有注水口8，壓緊螺栓7上設(shè)有出水口9。缸體1、活塞2、盲板3、定位軸6以及壓緊螺栓7同軸線，并且缸體1的內(nèi)腔與被測(cè)閥門10的內(nèi)腔相通，構(gòu)成測(cè)試所用水的通道。缸體1與活塞2的接觸面上、以及活塞2與盲板3的接觸面上均設(shè)有密封圈5。所述密封槽4的數(shù)量為3組。所述活塞2的梯田臺(tái)階的數(shù)量為3個(gè)。密封槽的面積a1、a2、a3分別與活塞的臺(tái)階處的面積a1、a2、a3的比值近似相等，即面積a3/面積a3≈面積a2/面積a2≈面積a1/面積a1＝1.2。盲板3上設(shè)有通孔11，該通孔11用是使進(jìn)入不同口徑閥門內(nèi)部的水經(jīng)此孔流入自舉缸內(nèi)部造成面積a壓力與閥門密封部分面積a壓力一一對(duì)應(yīng)。

實(shí)施例3

如圖5所示，本發(fā)明一種典型的閥門測(cè)試設(shè)備。該測(cè)試設(shè)備包括如上所述的自舉缸系統(tǒng)14、頂壓機(jī)構(gòu)15、導(dǎo)向支撐機(jī)構(gòu)18、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16以及電機(jī)17。該測(cè)試設(shè)備還包括第一盲板12和第二盲板13。在該測(cè)試設(shè)備中，第一盲板12固定，第二盲板13隨頂壓機(jī)構(gòu)15的螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)。該頂壓機(jī)構(gòu)15與電機(jī)17相連，由電機(jī)17驅(qū)動(dòng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可將測(cè)試閥門的名稱、規(guī)格型號(hào)、測(cè)試介質(zhì)、測(cè)試壓力等參數(shù)記錄保存。

在該設(shè)備進(jìn)行閥門測(cè)試時(shí)，先將自舉缸盲板預(yù)頂緊被測(cè)閥門的端面，再向閥門內(nèi)腔內(nèi)注入試驗(yàn)介質(zhì)(水)，隨著試驗(yàn)介質(zhì)壓力的變化，自舉缸系統(tǒng)將按一定的倍率，自動(dòng)地產(chǎn)生一個(gè)推力，將盲板推向閥門端面，以達(dá)到密封效果。由于自舉缸系統(tǒng)的推力是隨試驗(yàn)介質(zhì)壓力的大小而變化的，測(cè)試時(shí)，閥門受到的“凈擠壓力”，為自舉缸系統(tǒng)的推力與閥門試驗(yàn)介質(zhì)作用力的差值，該差值很小，對(duì)閥門測(cè)試的影響可忽略不計(jì)。

在本發(fā)明的閥門測(cè)試設(shè)備中，加載“自舉缸系統(tǒng)”測(cè)試平面法蘭閥門和焊接坡口閥門具有明顯優(yōu)勢(shì)，不易損壞閥門，而且對(duì)閥門檢測(cè)密封性能方面也無影響。符合國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的要求，更符合客戶對(duì)閥門實(shí)驗(yàn)的要求。

在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。