CN203705274U - 膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及薄壁零件水压试验装置，具体地说是一种膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置，包括蜗壳内部支撑件、左端面工装法兰、右端面工装法兰及进出水口法兰，其中左端面工装法兰与右端面工装法兰分别安装在薄壁蜗壳上，所述蜗壳内部支撑件位于左端面工装法兰与右端面工装法兰之间，并与左端面工装法兰及右端面工装法兰密封连接；所述蜗壳内部支撑件为内部中空结构，与所述薄壁蜗壳中的A腔为相互独立的空间；所述进出水口法兰密封把合于薄壁蜗壳的出风口处，并通过水管与水源相连。本实用新型解决了大型膨胀机组薄壁蜗壳水压试压过程中易变形、易泄压的技术问题，为大型膨胀机组乃至大型鼓、压风机试水压寻到一条可行之路。
Description
技术领域
本实用新型涉及薄壁零件水压试验装置，具体地说是一种膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置。
背景技术
透平膨胀机是空气分离设备及天然气（石油气）液化分离设备和低温粉碎设备等获取冷量所必需的关键部机，是保证整套设备稳定运行的心脏。透平膨胀机的设计、制造代表着国家在石化领域、装备制造业的先进水平，其产生的经济效益在国民经济发展中占据着举足轻重的地位。蜗壳是膨胀机的重要组成部分，是膨胀机组中气体流经的关键部件，材质为铸钢件，其承压能力直接影响整台机组的功效。蜗壳形成的流道对整台机组的最终性能起到关键性作用。因此，蜗壳型线的制造要求非常严格，不允许任何外界因素对蜗壳型线造成影响。
此外，膨胀机蜗壳为铸造蜗壳，且壁薄（30mm以内）。膨胀机蜗壳的水压试验是铸造加工过程中极为重要的一个环节，其目的就是为了检测膨胀机蜗壳各处是否存在缺陷，缺陷处是否有水渗出，同时按技术要求对蜗壳水压试验检验铸壳的各处强度，是否存在变形。通常，蜗壳的水压试压方法只考虑将蜗壳与外界相通的部分采取合适的密封形式，这种结构形式的试压方法未考虑在内压作用下对蜗壳型线造成的影响。所以，大型膨胀机薄壁蜗壳的水压试验装置的研制十分必要。
实用新型内容
为了解决大型膨胀机组薄壁蜗壳水压试压过程中易变形、易泄压的问题，本实用新型的目的在于提供一种安全、可靠的膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
本实用新型包括蜗壳内部支撑件、左端面工装法兰、右端面工装法兰及进出水口法兰，其中左端面工装法兰与右端面工装法兰分别安装在薄壁蜗壳上，所述蜗壳内部支撑件位于左端面工装法兰与右端面工装法兰之间，并与左端面工装法兰及右端面工装法兰密封连接；所述蜗壳内部支撑件为内部中空结构，与所述薄壁蜗壳中的A腔为相互独立的空间；所述进出水口法兰密封把合于薄壁蜗壳的出风口处，并通过水管与水源相连。
其中：所述蜗壳内部支撑件包括定位平板法兰及套筒，其中定位平板法兰焊接在套筒的一端，所述套筒的另一端为开口端；所述定位平板法兰与右端面工装法兰密封连接，所述套筒的另一端与左端面工装法兰密封连接；所述定位平板法兰的中间及左端面工装法兰的中间分别开有通孔，所述右端面工装法兰的中间开有第一螺纹孔，双头螺柱的一端与所述第一螺纹孔螺纹连接，另一端依次穿过定位平板法兰、左端面工装法兰上的通孔，通过盖形螺母锁紧；
所述蜗壳内部支撑件为空心圆柱型，套筒的壁厚小于所述薄壁蜗壳的壁厚，所述套筒另一端的外圆周表面沿径向开有第一密封槽，并在另一端的端面上开有套筒吊装孔；所述定位平板法兰上大于1/4半径外圆周位置均布有多个通孔；
所述右端面工装法兰的外边缘设有止口，在止口的径向方向及与所述定位平板法兰接触的端面上均开有第二密封槽；所述右端面工装法兰上沿周向均布有与定位平板法兰上通孔相对应的第二螺纹孔，该第二螺纹孔位于所述第一螺纹孔的***；所述右端面工装法兰的外边缘沿圆周方向还开有与薄壁蜗壳连接的螺栓孔；所述定位平板法兰及套筒上分别开有吊装孔；
所述左端面工装法兰的外边缘设有止口，在止口的径向方向开有第三密封槽；所述左端面工装法兰的外边缘沿圆周方向还开有与薄壁蜗壳连接的螺栓孔；
所述进出水口法兰的中间开有第三螺纹孔，通过三通与水管接头、压力表把合，并与水源相连；在进出水口法兰与薄壁蜗壳接触的端面上开有第四密封槽，所述进出水口法兰的外边缘设有止口，且外边缘沿圆周方向开有与薄壁蜗壳连接的螺栓孔；所述进出水口法兰上开有吊装孔。
本实用新型的优点与积极效果为：
1.本实用新型解决了大型膨胀机组薄壁蜗壳水压试压过程中易变形、易泄压的技术问题，为大型膨胀机组乃至大型鼓、压风机试水压寻到一条可行之路。
2.本实用新型在水压试验的过程中安全性、可靠性高，密封效果优良。
3.本实用新型结构简单，拆装方便，便于维护。
附图说明
图1A为本实用新型与薄壁蜗壳安装后的结构示意图；
图1B为图1A中本实用新型的右视图；
图2A为图1A中蜗壳内部支撑件的结构剖视图；
图2B为图2A的A向视图；
图2C为图2A中I处的局部放大图；
图3为图1A中左端面工装法兰的结构剖视图；
图4为图1A中右端面工装法兰的结构剖视图；
图5A为图1A中进出水口法兰的结构剖视图；
图5B为图5A左视局部放大图；
其中：1为蜗壳内部支撑件，2为左端面工装法兰，3为右端面工装法兰，4为进出水口法兰，5为薄壁蜗壳，6为A腔，7为B腔，8为定位平板法兰，9为套筒，10为第一密封槽，11为第一通孔，12为第二通孔，13为定位平板法兰吊装孔，14为套筒吊装孔，15为第三密封槽，16为第三通孔，17为螺栓孔，18为第二密封槽，19为第一螺纹孔，20为第二螺纹孔，21为第三螺纹孔，22为第四密封槽。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图1A、图1B所示，本实用新型包括蜗壳内部支撑件1、左端面工装法兰2、右端面工装法兰3及进出水口法兰4，其中左端面工装法兰2与右端面工装法兰3分别安装在薄壁蜗壳5上，蜗壳内部支撑件1位于左端面工装法兰2与右端面工装法兰3之间，并与左端面工装法兰2及右端面工装法兰3密封连接。进出水口法兰4密封把合于薄壁蜗壳5的出风口处，并通过水管与水源相连。
如图2A～2C所示，蜗壳内部支撑件1为Q235A材料的焊接件，呈空心圆柱型、内部中空，包括定位平板法兰8及套筒9，定位平板法兰8焊接在套筒9的一端，套筒9的另一端为开口端；定位平板法兰8与右端面工装法兰3密封连接，套筒9的另一端与左端面工装法兰2密封连接。定位平板法兰8与右端面工装法兰3接触的端面和套筒9一端的端面共面，定位平板法兰8的中间开有第一通孔11，在第一通孔11的***沿圆周方向均布有多个定位平板法兰吊装孔13（本实施例为四个），并在该定位平板法兰吊装孔13的***大于1/4半径外圆周位置均布有多个第二通孔12（本实施例为七个）。套筒9的壁厚小于薄壁蜗壳5的壁厚，能够有效验证薄壁蜗壳5承水压能力；套筒9另一端的外圆周表面沿径向开有第一密封槽10，并在另一端的端面上对称开有两个套筒吊装孔14，两个套筒吊装孔14中心之间的连线穿过定位平板法兰8的中心。
如图4所示，右端面工装法兰3为Q235A材料，其中间开有第一螺纹孔19，右端面工装法兰3的外边缘设有止口，在止口的径向方向及与定位平板法兰8接触的端面上均开有第二密封槽18。右端面工装法兰3上沿周向均布有多个第二螺纹孔20，该第二螺纹孔20的数量与定位平板法兰8上第二通孔12的数量相同，且一一对应，该第二螺纹孔20位于第一螺纹孔19的***。右端面工装法兰3的外边缘沿圆周方向还开有与薄壁蜗壳5连接的螺栓孔17。
如图3所示，左端面工装法兰2同样为Q235A材料，外边缘设有止口，在止口的径向方向开有第三密封槽15，左端面工装法兰2的中间开有第三通孔16。左端面工装法兰2的外边缘沿圆周方向还开有与薄壁蜗壳5连接的螺栓孔17。
如图5A、图5B所示，进出水口法兰4的中间开有第三螺纹孔21，通过三通与水管接头、压力表把合，并与水源相连。在进出水口法兰4与薄壁蜗壳5接触的端面上开有第四密封槽22，进出水口法兰4的外边缘设有止口，且外边缘沿圆周方向开有与薄壁蜗壳5连接的螺栓孔17。在进出水口法兰4上还开有法兰吊装孔22。
本实用新型的安装及工作原理为：
水压试验过程中先将右端面工装法兰3与薄壁蜗壳5用螺栓穿过螺栓孔17进行把合，其间要在止口处的第二密封槽18内放置好密封胶圈，要防止把合过程中密封胶圈割断。放置蜗壳内部支撑件1之前，在右端面工装法兰3端面的第二密封槽18中放置好密封胶圈，其后将蜗壳内部支撑件1的套筒9上第一密封槽10内的密封胶圈安装好后，再用螺栓穿过第二通孔12、与右端面工装法兰3上的第二螺纹孔20螺纹连接，进行把合。左端面工装法兰2安装时先在止口处的第三密封槽15内放置好密封胶圈，再将左端面工装法兰2与薄壁蜗壳5用螺栓穿过螺栓孔17进行把合。右端面工装法兰3中心的第一螺纹孔19与左端面工装法兰2中心的第三通孔16用双头螺柱进行把合，双头螺柱的一端与第一螺纹孔19螺纹连接，另一端依次穿过定位平板法兰8上的第一通孔11、左端面工装法兰2上的第三通孔16，外用盖形螺母锁紧，蜗壳内部支撑件1与左、右端面工装法兰2、3形成B腔7，与薄壁蜗壳5中的腹腔（A腔6）为相互独立的空间，减少水压过程中水的自身重力对薄壁蜗壳5的影响。最后将进出水口法兰4与薄壁蜗壳5的出风口进行把合，在第三螺纹孔21处连接好压力表、水管，打开水源即可试压。
通过进出水口法兰4中的注水口灌入自来水，水充满整个A腔6内，随着水位上升，气体排空后将进出水口法兰4的把合螺栓拧紧，继续加大水压压力，直至设计要求，经30分钟保压后检查有无漏水点，无漏水点方可确认试压合格。
在进行水压试验时，密封是非常重要的，主要是将所有的与外界相通的各部采用合适的密封形式进行密封，以保证在进行水压试验时处在一个绝对密闭的环境下进行，才能保证水压试验的可靠性、正确性。其中薄壁蜗壳5两侧的密封区采用端面工装法兰用螺栓把合，两端面各有两道密封胶圈进行两侧端面密封，由于薄壁蜗壳工况条件下内部存在内部支撑件，若进行水压试验时只考虑把两侧端面密封好，内部没有支撑点，很有可能存在蜗壳打裂现象，因此需要在蜗壳内壁增加必要的内部支撑件。考虑到当蜗壳内水压增高时，内部支撑件外圆与薄壁蜗壳内壁的密封胶圈可能存在一定程度的泄漏，这时薄壁蜗壳端面处的第二道密封胶圈将会起到二次密封的作用，漏出的水经过两次泄压后，内外压达到平衡，水将不会渗到蜗壳外面，起到了密封的作用。内部支撑件结构采用两件焊结构，定位平板法兰8与套筒9焊接结构，套筒8的外圆与薄壁蜗壳内壁采用间隙配合，并在靠近另一端端面位置采用胶圈密封，定位平板法兰8要与右端面工装法兰3采用螺栓把合，达到支架套筒定位的目的，防止套筒在内部发生串动。
本实用新型的试验结果如下：
1.目标：完成大型膨胀机薄壁蜗壳试压验证。
2.检验结果分析：
| 试压设计压力 | 试压实际压力 | 保压时间 | 有无渗漏 | 检验结果 |
| 7.8bar | 7.8bar | 30分钟 | 无 | 合格 |
本实用新型完全可以应用于膨胀机组薄壁蜗壳水压试验过程，其安全性、科学性得到了充分的验证，有效解决了薄壁蜗壳水压试验易变型、易泄压的技术难题。
Claims (9)
1.一种膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置，其特征在于：包括蜗壳内部支撑件（1）、左端面工装法兰（2）、右端面工装法兰（3）及进出水口法兰（4），其中左端面工装法兰（2）与右端面工装法兰（3）分别安装在薄壁蜗壳（5）上，所述蜗壳内部支撑件（1）位于左端面工装法兰（2）与右端面工装法兰（3）之间，并与左端面工装法兰（2）及右端面工装法兰（3）密封连接；所述蜗壳内部支撑件（1）为内部中空结构，与所述薄壁蜗壳（5）中的A腔（6）为相互独立的空间；所述进出水口法兰（4）密封把合于薄壁蜗壳（5）的出风口处，并通过水管与水源相连。
2.按权利要求1所述的膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置，其特征在于：所述蜗壳内部支撑件（1）包括定位平板法兰（8）及套筒（9），其中定位平板法兰（8）焊接在套筒（9）的一端，所述套筒（9）的另一端为开口端；所述定位平板法兰（8）与右端面工装法兰（3）密封连接，所述套筒（9）的另一端与左端面工装法兰（2）密封连接。
3.按权利要求2所述的膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置，其特征在于：所述定位平板法兰（8）的中间及左端面工装法兰（2）的中间分别开有通孔，所述右端面工装法兰（3）的中间开有第一螺纹孔（19），双头螺柱的一端与所述第一螺纹孔（19）螺纹连接，另一端依次穿过定位平板法兰（8）、左端面工装法兰（2）上的通孔，通过盖形螺母锁紧。
4.按权利要求2或3所述的膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置，其特征在于：所述蜗壳内部支撑件（1）为空心圆柱型，套筒（9）的壁厚小于所述薄壁蜗壳（5）的壁厚，所述套筒（9）另一端的外圆周表面沿径向开有第一密封槽（10），并在另一端的端面上开有套筒吊装孔（14）；所述定位平板法兰（8）上大于1/4半径外圆周位置均布有多个通孔。
5.按权利要求4所述的膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置，其特征在于：所述右端面工装法兰（3）的外边缘设有止口，在止口的径向方向及与所述定位平板法兰（8）接触的端面上均开有第二密封槽（18）；所述右端面工装法兰（3）上沿周向均布有与定位平板法兰（8）上通孔相对应的第二螺纹孔（20），该第二螺纹孔（20）位于所述第一螺纹孔（19）的***；所述右端面工装法兰（3）的外边缘沿圆周方向还开有与薄壁蜗壳（5）连接的螺栓孔（17）。
6.按权利要求2或3所述的膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置，其特征在于：所述定位平板法兰（8）及套筒（9）上分别开有吊装孔。
7.按权利要求1、2或3所述的膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置，其特征在于：所述左端面工装法兰（2）的外边缘设有止口，在止口的径向方向开有第三密封槽（15）；所述左端面工装法兰（2）的外边缘沿圆周方向还开有与薄壁蜗壳（5）连接的螺栓孔（17）。
8.按权利要求1、2或3所述的膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置，其特征在于：所述进出水口法兰（4）的中间开有第三螺纹孔（21），通过三通与水管接头、压力表把合，并与水源相连；在进出水口法兰（4）与薄壁蜗壳（5）接触的端面上开有第四密封槽（22），所述进出水口法兰（4）的外边缘设有止口，且外边缘沿圆周方向开有与薄壁蜗壳（5）连接的螺栓孔（17）。
9.按权利要求8所述的膨胀机组薄壁蜗壳水压试验用装置，其特征在于：所述进出水口法兰（4）上开有吊装孔。
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