CN108844696B - 一种天然气管件检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然气管件检测设备，涉及天然气管件密封性能检测的技术领域，至少包括一个支架座、一个驱动气缸及一个可拆卸的保压测试模块，所述支架座包括底板、顶板及若干连接柱，所述顶板位于底板的正上方，所述连接柱位于顶板和底板之间；所述底板的上侧固定有一个管件定位座，所述管件定位座呈筒状，管件定位座的中心轴线竖直，管件定位座的外径尺寸与管件的内径尺寸匹配，管件定位座的上侧为用于支撑保压测试模块的支撑面；所述驱动气缸倒置固定在顶板上侧，活塞杆的下端固定有一驱动块，所述驱动块通过驱动气缸驱动可在顶板和底板之间作上下移动。本发明提出一种天然气管件两端不受轴向力、测试精度较高且制造成本低的保压检测设备。

Description

一种天然气管件检测设备

技术领域

本发明涉及天然气管件检测的技术领域，尤其涉及一种天然气管件密封性能的保压检测设备。

背景技术

这里所说的天然气管件主要是指聚乙烯管件，随着高分子材料科学技术的快速发展，我国管道领域开始推行“以塑代钢”，并以城市燃气领域为先导，埋地聚乙烯管材、管件的生产和应用得到了长足发展。相比传统金属管件，聚乙烯管件具有重量轻、耐腐蚀、寿命长等优点。

作为天然气运输过程中的载体，天然气管件对自身的产品质量要求也比较高，如果在使用过程中，出现气体泄漏，将会造成难以衡量的损失，因此，密封性能测试是天然气管件出厂前必不可少的一个重要环节。

天然气管件的密封性能测试包括保压测试，需要截取部分管件做抽检试验，再将管件两端密封，内部充压，静置一段时间，观察内部是否有气压泄漏或者能否能承受额定的气压。现有的测试方法是：利用千斤顶或液压缸等施力装置夹紧密封管件两端，管件腔体内充入一定气压后，切断气源进行测试，或者直接定制类似原理的专用设备。以上方法进行保压测试，因聚乙烯管件为塑料材质，管件两端受力，容易造成管件挤压变形，产生试验偏差。同时，这种设备制造成本高，设备数量少了，影响企业生产进度，设备数量多了，又会大幅增加企业投入成本。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出一种天然气管件两端不受轴向力、测试精度较高且制造成本低的保压检测设备。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种天然气管件检测设备，至少包括一个支架座、一个驱动气缸及一个可拆卸的保压测试模块，所述支架座包括底板、顶板及若干连接柱，所述顶板位于底板的正上方，所述连接柱位于顶板和底板之间，连接柱上端与顶板的下侧固定，下端与底板的上侧固定；所述底板的上侧固定有一个管件定位座，所述管件定位座呈筒状，管件定位座的中心轴线竖直，管件定位座的外径尺寸与管件的内径尺寸匹配，管件定位座的上侧为用于支撑保压测试模块的支撑面；所述驱动气缸倒置固定在顶板上侧，驱动气缸的缸体与顶板固定，驱动气缸的活塞杆穿过顶板设置，活塞杆的下端固定有一驱动块，所述驱动块通过驱动气缸驱动可在顶板和底板之间作上下移动。

作为优选，所述管件定位座的上端面外缘处设有倒角。

作为优选，所述保压测试模块至少包括中间管、下密封盖及上密封盖，所述下密封盖和上密封盖分别位于中间管的两端，下密封盖与中间管的下端密封固定，上密封盖与中间管的上端固定且上密封盖上开设有用于驱动块伸入至中间管内腔的活塞连接口；下密封盖的周向侧壁上套设有下充气密封圈，下充气密封圈与下密封盖的周向侧壁之间密封固定；上密封盖的周向侧壁上套设有上充气密封圈，上充气密封圈与上密封盖的周向侧壁之间密封固定；下充气密封圈与上充气密封圈之间的内部气路连通；所述中间管内设有一加压活塞，所述加压活塞与中间管的内壁之间为滑动密封配合，加压活塞可在下密封盖与上密封盖之间滑动；位于中间管内腔的下密封盖上设有一保压立柱，所述保压立柱的中心轴线与加压活塞的中心轴线平行，保压立柱的侧壁上开设有密封加压口，保压立柱内设有密封加压通道，所述密封加压通道的一端连接至密封加压口，另一端与下充气密封圈的内部气路连通；所述加压活塞朝向保压立柱的一端开设有与保压立柱匹配的断流孔，所述保压立柱可伸入断流孔内且保压立柱的密封加压口处与断流孔的内壁为滑动密封配合；所述加压活塞内还设有气压平衡通道，所述气压平衡通道一端连通至断流孔的尾部，另一端连通至加压活塞朝向下密封盖方向的端面；所述中间管上贯穿内外管壁设有一测试加压通道，中间管的管壁内设有一滑块滑道，所述滑块滑道内设有一可在滑块滑道内滑动并可切断测试加压通道的限流滑块，所述限流滑块的一端与滑块滑道的一端之间设有一压缩弹簧，限流滑块上设有用于连通测试加压通道的连通孔；所述滑块滑道靠压缩弹簧的一端与下充气密封圈或上充气密封圈内的内部气路连通，滑块滑道的另一端与中间管内位于下密封盖和加压活塞之间的内部空腔连通；所述下密封盖的外侧设有一压力表和一泄压阀，所述压力表的测压接口与所述泄压阀的尾部接口均通过下密封盖上的气道与中间管的内腔连通。

作为优选，所述下密封盖的周向侧壁上环设有下容置槽，所述下充气密封圈位于下容置槽内；所述上密封盖的周向侧壁上环设有上容置槽，所述上充气密封圈位于上容置槽内。

作为优选，所述下密封盖的中心轴线和上密封盖的中心轴线重合。

作为优选，所述中间管上贯穿内外管壁设有一止退块容置槽，所述止退块容置槽内设有一用于阻止加压活塞后退的止退块，所述止退块与止退块容置槽的内壁之间为密封滑动配合，止退块的一端可伸出至中间管的内腔内，所述止退块容置槽内还设有用于将止退块缩回至止退块容置槽内的回复弹簧。

作为优选，所述止退块上套设有第三密封圈，所述第三密封圈与止退块之间为密封固定，第三密封圈与止退块容置槽的内壁之间为滑动密封配合。

作为优选，所述加压活塞的周向套设有若干第一密封圈，所述第一密封圈与加压活塞之间为密封固定，第一密封圈与中间管的内壁之间为滑动密封配合。

作为优选，所述保压立柱上套设有两个第二密封圈，两个第二密封圈均与保压立柱为密封固定，两个第二密封圈移至断流孔内时均与断流孔的内壁为滑动密封配合，所述密封加压口位于两个第二密封圈之间。

因此，本发明具有如下有益效果：1、天然气管件两端不受轴向力、测试精度较高；2、两侧端盖充气密封完毕后，气路自动切换给天然气管件内腔加压，自动化程度高；3、制造成本低，可加工多个保压测试模块，提高企业生产效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中保压测试模块拆卸状态的结构示意图。

图3是本发明中保压测试模块拆卸状态另一角度的结构示意图。

图4是本发明中保压测试模块的结构示意图。

图5是本发明中保压测试模块另一角度的结构示意图。

图6是本发明中保压测试模块的仰视图。

图7是图6中A-A方向的剖视图。

图8是图7中a处的放大图。

图9是本发明中连通孔与测试加压通道连通状态的示意图。

图10是图6中B-B方向的剖视图。

图11是图10中b处的放大图。

图12是本发明中止退块的结构示意图。

图13是本发明中止退块伸出状态的结构示意图。

图14是本发明中加压活塞的结构示意图。

图15是本发明测试前的结构示意图。

图16是本发明测试中的结构示意图。

图17是驱动块刚与加压活塞接触时天然气管件内的结构示意图。

图18是驱动块推动加压活塞移动时天然气管件内的结构示意图。

图19是本发明中止退块限制加压活塞后退状态的结构示意图。

1：支架座；101：顶板；102：连接柱；103：底板；104：管件定位座；105：支撑面；106：驱动块；2：驱动气缸；3：保压测试模块；301：下密封盖；302：下充气密封圈；303：下容置槽；304：中间管；305：上密封盖；306：上充气密封圈；307：上容置槽；308：活塞连接口；4：测试加压通道；401：滑块滑道；402：限流滑块；403：压缩弹簧；404：连通孔；5：止退块容置槽；501：止退块；502：回复弹簧；503：第三密封圈；6：压力表；7：泄压阀；8：加压活塞；801：断流孔；802：气压平衡通道；803：第一密封圈；9：保压立柱；901：密封加压口；902：密封加压通道；903：第二密封圈；10：管件；11：保压测试空腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案对本发明做进一步的描述。

一种天然气管件检测设备，参见图1至图19，至少包括一个支架座1、一个驱动气缸2及一个可拆卸的保压测试模块3，所述支架座1包括底板103、顶板101及四根连接柱102，所述底板103和顶板101为等大的矩形，顶板101位于底板103的正上方，四根连接柱102位于顶板101和底板103之间且分布在底板103的四个角上，连接柱102上端与顶板101的下侧固定，下端与底板103的上侧固定；所述底板103的上侧固定有一个管件定位座104，所述管件定位座104呈筒状，管件定位座104的中心轴线竖直，管件定位座104的外径尺寸与管件10的内径尺寸匹配，管件定位座104的上侧为用于支撑保压测试模块3的支撑面105，且管件定位座104的上端面外缘处设有倒角，倒角便于管件10***定位；所述驱动气缸2倒置固定在顶板101上侧，驱动气缸2的缸体与顶板101固定，驱动气缸2的活塞杆穿过顶板101设置，活塞杆的下端固定有一驱动块106，所述驱动块106通过驱动气缸2驱动可在顶板101和底板103之间作上下移动。

所述保压测试模块3至少包括中间管304、下密封盖301及上密封盖305，所述下密封盖301和上密封盖305为直径相同的扁状两个圆柱体，下密封盖301和上密封盖305分别位于中间管304的两端且均与中间管304同轴设置，中间管304的外径小于下密封盖301的直径，下密封盖301与中间管304的下端密封固定，上密封盖305与中间管304的上端固定且上密封盖305上开设有用于驱动块106伸入至中间管304内腔的活塞连接口308。

所述下密封盖301的周向侧壁上环设有下容置槽303，所述下容置槽303内环设有下充气密封圈302，下充气密封圈302与下容置槽303的内壁之间为密封固定；所述上密封盖305的周向侧壁上环设有上容置槽307，所述上容置槽307内环设有上充气密封圈306，上充气密封圈306与上容置槽307的内壁之间为密封固定；下充气密封圈302与上充气密封圈306之间通过下密封盖301、中间管304及上密封盖305的内部气路连通，两个充气密封圈可以同时充气及同时排气。

所述中间管304内设有一加压活塞8，如图14所示，所述加压活塞8的周向套设有两个第一密封圈803，两个第一密封圈803分别位于加压活塞8的侧壁上下两端，两个第一密封圈803均与加压活塞8为密封固定，第一密封圈803与中间管304的内壁之间为滑动密封配合，加压活塞8可在下密封盖301与上密封盖305之间滑动。

位于中间管304内腔的下密封盖301上设有一保压立柱9，所述保压立柱9的中心轴线与加压活塞8的中心轴线重合，保压立柱9远离下密封盖301一端的侧壁上开设有一密封加压口901，保压立柱9内设有密封加压通道902，所述密封加压通道902的一端连接至密封加压口901，另一端与下充气密封圈302的内部气路连通，也可与上充气密封圈306的内部气路连通，因为下充气密封圈302与上充气密封圈306的内部气路已连通。所述加压活塞8朝向保压立柱9的一端开设有与保压立柱9匹配的断流孔801，所述保压立柱9可伸入断流孔801内且保压立柱9的密封加压口901处与断流孔801的内壁为滑动密封配合，具体设置为保压立柱9上套设有两个第二密封圈903，两个第二密封圈903均与保压立柱9为密封固定，两个第二密封圈903移至断流孔801内时均与断流孔801内壁为滑动密封配合，所述密封加压口901位于两个第二密封圈903之间。所述断流孔801的开口处设有倒角，便于保压立柱9伸入。所述加压活塞8内还设有气压平衡通道802，所述气压平衡通道802一端连通至断流孔801的尾部，另一端连通至加压活塞8朝向下密封盖301方向的端面。保压立柱9伸入断流孔801后，断流孔801内的气压会因保压立柱9的伸入而增大，因而阻止保压立柱9继续伸入，气压平衡通道802用于将断流孔801内增大的气压排回至加压活塞8与下密封盖301之间的中间管304内腔内，进而减小保压立柱9伸入断流孔801时的阻力。

所述中间管304上贯穿内外管壁设有一测试加压通道4，中间管304的管壁内设有一滑块滑道401，所述滑块滑道401内设有一可在滑块滑道401内滑动并可切断测试加压通道4的限流滑块402，所述限流滑块402的一端与滑块滑道401的一端之间设有一压缩弹簧403，限流滑块402上设有用于连通测试加压通道4的连通孔404；所述滑块滑道401靠压缩弹簧403的一端与上充气密封圈306内的内部气路连通，滑块滑道401的另一端与中间管304内位于下密封盖301和加压活塞8之间的内部空腔连通。当下密封盖301和加压活塞8之间的中间管304内腔气压小于或等于上充气密封圈306内的气压大于时，滑块滑道401被限流滑块402切断；当下密封盖301和加压活塞8之间的中间管304内腔气压渐渐大于上充气密封圈306内的气压大于时，限流滑块402往压缩弹簧403方向移动并挤压压缩弹簧403，最终通过限流滑块402上的连通孔404将测试加压通道4连通。

所述下密封盖301的外侧设有一压力表6和一泄压阀7，所述压力表6的测压接口与所述泄压阀7的尾部接口均通过下密封盖301上的气道与中间管304的内腔连通，压力表6用于监控下密封盖301和加压活塞8之间的中间管304内腔气压值，判断管件10内是否存在泄漏。泄压阀7既可用于卸除下密封盖301和加压活塞8之间的中间管304内腔气压，便于加压活塞8复位以供下次使用，也可通过泄压时的气流声音，判断管件10内气流泄漏的大概情况。

所述中间管304上贯穿内外管壁设有一止退块容置槽5，所述止退块容置槽5内设有一用于阻止加压活塞8后退的止退块501，如图12所示，所述止退块501前端为圆头形状，止退块501与止退块容置槽5的内壁之间为密封滑动配合，具体设置为止退块501上套设有至少一个第三密封圈503，所述第三密封圈503与止退块501之间为密封固定，第三密封圈503与止退块容置槽5的内壁之间为滑动密封配合。止退块501的一端可伸出至中间管304的内腔内，用于限制加压活塞8后退，如图13所示，所述止退块容置槽5内还设有用于将止退块501缩回至止退块容置槽5内的回复弹簧502，如图11所示。

未测试状态时，驱动气缸2的活塞呈收回状态，驱动块106位于最高处；保压测试模块3内，加压活塞8位于中间管304内靠上密封盖305侧；保压立柱9未伸入加压活塞8的断流孔801内；下充气密封圈302与上充气密封圈306内均未充气膨胀；泄压阀7呈关闭状态；限流滑块402受压缩弹簧403弹簧作用，呈切断测试加压通道4状态；止退块501受回复弹簧502作用，呈全部缩回至止退块容置槽5内状态。

测试时，先将本发明的保压测试模块3置于管件10的内腔，管件10连同保压测试模块3一起竖直放于支架座1的管件定位座104上，管件10下口卡接在管件定位座104外壁上，此时，管件10内的保压测试模块3支撑在管件定位座104上侧的支撑面105上且上密封盖305位于上侧，如图15所示。启动驱动气缸2，驱动气缸2的活塞杆带动驱动块106下移，驱动块106穿过活塞连接口308与加压活塞8接触并推动加压活塞8往下密封盖301方向移动，加压活塞8移动过程中，位于下密封盖301和加压活塞8之间的中间管304内腔气压受加压活塞8挤压作用增大，气压通过密封加压口901及密封加压通道902流至下充气密封圈302及上充气密封圈306内，使得下充气密封圈302和上充气密封圈306充气膨胀均与管件10的内壁贴合并实现密封，此时，中间管304外壁、管件10内壁及上下两个密封盖之间形成一个保压测试空腔11。加压活塞8继续前移，当保压立柱9的前端伸入加压活塞8的断流孔801后，密封加压口901被断流孔801的内壁密封，如图18所示，下充气密封圈302和上充气密封圈306内不再充气且外壁与管件10的内壁始终保持贴合密封状态。下密封盖301和加压活塞8之间的中间管304内腔气压继续增大，逐渐推动限流滑块402往压缩弹簧403方向移动并挤压压缩弹簧403，最终通过限流滑块402上的连通孔404将测试加压通道4连通，此时，下密封盖301和加压活塞8之间的中间管304内腔气压可以通过测试加压通道4往保压测试空腔11内输送，随着保压测试空腔11内的气压增大，又对止退块501产生驱动力，在加压活塞8滑过止退块501前，止退块501受加压活塞8侧壁阻挡，不能伸出止退块容置槽5，当加压活塞8继续往前移动，直至完全滑过止退块501后，止退块501后侧受保压测试空腔11内的气压作用，止退块501压缩回复弹簧502，前端从止退块容置槽5内伸出，如图19所示，此时，驱动块106停止驱动加压活塞8前移，驱动气缸2的活塞杆回缩，加压活塞8受下密封盖301和加压活塞8之间的中间管304内腔气压的反作用力会后退，直至与止退块501接触，被止退块501限制停止后退。至此，该管件10的充气保压操作完成，可将该管件10从支架座1的管件定位座104上取下，让管件10与其内部的保压测试模块3静置一段时间，通过不同时间点观察记录压力表6的读数，即可判断保压测试空腔11内的气压是否有从管件10 的侧壁上泄漏，进而判断该管件10的此项测试是否合格。测试完毕后，打开泄压阀7，泄除中间管304内气压，保压测试空腔11内的气压也能通过测试加压通道4部分泄除，止退块501受回复弹簧502作用缩回至止退块容置槽5内，再将加压活塞8拉回至测试初始位置，即可对下个管件10进行测试。

本发明中，一个支架座1可对应多个保压测试模块3，厂家无需为每个保压测试模块3制作一个支架座1，且保压测试模块3的制作成本较低，较大程度减少了企业的投入。

Claims (8)

1.一种天然气管件检测设备，其特征在于：至少包括一个支架座（1）、一个驱动气缸（2）及一个可拆卸的保压测试模块（3），所述支架座（1）包括底板（103）、顶板（101）及若干连接柱（102），所述顶板（101）位于底板（103）的正上方，所述连接柱（102）位于顶板（101）和底板（103）之间，连接柱（102）上端与顶板（101）的下侧固定，下端与底板（103）的上侧固定；所述底板（103）的上侧固定有一个管件定位座（104），所述管件定位座（104）呈筒状，管件定位座（104）的中心轴线竖直，管件定位座（104）的外径尺寸与管件（10）的内径尺寸匹配，管件定位座（104）的上侧为用于支撑保压测试模块（3）的支撑面（105）；所述驱动气缸（2）倒置固定在顶板（101）上侧，驱动气缸（2）的缸体与顶板（101）固定，驱动气缸（2）的活塞杆穿过顶板（101）设置，活塞杆的下端固定有一驱动块（106），所述驱动块（106）通过驱动气缸（2）驱动可在顶板（101）和底板（103）之间作上下移动；

所述保压测试模块（3）至少包括中间管（304）、下密封盖（301）及上密封盖（305），所述下密封盖（301）和上密封盖（305）分别位于中间管（304）的两端，下密封盖（301）与中间管（304）的下端密封固定，上密封盖（305）与中间管（304）的上端固定且上密封盖（305）上开设有用于驱动块（106）伸入至中间管（304）内腔的活塞连接口（308）；下密封盖（301）的周向侧壁上套设有下充气密封圈（302），下充气密封圈（302）与下密封盖（301）的周向侧壁之间密封固定；上密封盖（305）的周向侧壁上套设有上充气密封圈（306），上充气密封圈（306）与上密封盖（305）的周向侧壁之间密封固定；下充气密封圈（302）与上充气密封圈（306）之间的内部气路连通；所述中间管（304）内设有一加压活塞（8），所述加压活塞（8）与中间管（304）的内壁之间为滑动密封配合，加压活塞（8）可在下密封盖（301）与上密封盖（305）之间滑动；位于中间管（304）内腔的下密封盖（301）上设有一保压立柱（9），所述保压立柱（9）的中心轴线与加压活塞（8）的中心轴线平行，保压立柱（9）的侧壁上开设有密封加压口（901），保压立柱（9）内设有密封加压通道（902），所述密封加压通道（902）的一端连接至密封加压口（901），另一端与下充气密封圈（302）的内部气路连通；所述加压活塞（8）朝向保压立柱（9）的一端开设有与保压立柱（9）匹配的断流孔（801），所述保压立柱（9）可伸入断流孔（801）内且保压立柱（9）的密封加压口（901）处与断流孔（801）的内壁为滑动密封配合；所述加压活塞（8）内还设有气压平衡通道（802），所述气压平衡通道（802）一端连通至断流孔（801）的尾部，另一端连通至加压活塞（8）朝向下密封盖（301）方向的端面；所述中间管（304）上贯穿内外管壁设有一测试加压通道（4），中间管（304）的管壁内设有一滑块滑道（401），所述滑块滑道（401）内设有一可在滑块滑道（401）内滑动并可切断测试加压通道（4）的限流滑块（402），所述限流滑块（402）的一端与滑块滑道（401）的一端之间设有一压缩弹簧（403），限流滑块（402）上设有用于连通测试加压通道（4）的连通孔（404）；所述滑块滑道（401）靠压缩弹簧（403）的一端与下充气密封圈（302）或上充气密封圈（306）内的内部气路连通，滑块滑道（401）的另一端与中间管（304）内位于下密封盖（301）和加压活塞（8）之间的内部空腔连通；所述下密封盖（301）的外侧设有一压力表（6）和一泄压阀（7），所述压力表（6）的测压接口与所述泄压阀（7）的尾部接口均通过下密封盖（301）上的气道与中间管（304）的内腔连通。

2.根据权利要求1所述的一种天然气管件检测设备，其特征在于：所述管件定位座（104）的上端面外缘处设有倒角。

3.根据权利要求1所述的一种天然气管件检测设备，其特征在于：所述下密封盖（301）的周向侧壁上环设有下容置槽（303），所述下充气密封圈（302）位于下容置槽（303）内；所述上密封盖（305）的周向侧壁上环设有上容置槽（307），所述上充气密封圈（306）位于上容置槽（307）内。

4.根据权利要求1所述的一种天然气管件检测设备，其特征在于：所述下密封盖（301）的中心轴线和上密封盖（305）的中心轴线重合。

5.根据权利要求1所述的一种天然气管件检测设备，其特征在于：所述中间管（304）上贯穿内外管壁设有一止退块容置槽（5），所述止退块容置槽（5）内设有一用于阻止加压活塞（8）后退的止退块（501），所述止退块（501）与止退块容置槽（5）的内壁之间为密封滑动配合，止退块（501）的一端可伸出至中间管（304）的内腔内，所述止退块容置槽（5）内还设有用于将止退块（501）缩回至止退块容置槽（5）内的回复弹簧（502）。

6.根据权利要求5所述的一种天然气管件检测设备，其特征在于：所述止退块（501）上套设有第三密封圈（503），所述第三密封圈（503）与止退块（501）之间为密封固定，第三密封圈（503）与止退块容置槽（5）的内壁之间为滑动密封配合。

7.根据权利要求1所述的一种天然气管件检测设备，其特征在于：所述加压活塞（8）的周向套设有若干第一密封圈（803），所述第一密封圈（803）与加压活塞（8）之间为密封固定，第一密封圈（803）与中间管（304）的内壁之间为滑动密封配合。

8.根据权利要求1所述的一种天然气管件检测设备，其特征在于：所述保压立柱（9）上套设有两个第二密封圈（903），两个第二密封圈（903）均与保压立柱（9）为密封固定，两个第二密封圈（903）移至断流孔（801）内时均与断流孔（801）的内壁为滑动密封配合，所述密封加压口（901）位于两个第二密封圈（903）之间。

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