一种精密水压试压装置的设计和应用

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1、万方数据第2期(总第159期)2010年4月机械工程与自动化MECHANICALENGINEERING＆AUTOMATIONNo．2Apr．文章编号：1672—6413(2010)02—0106—02一种精密水压试压装置的设计和应用孙乃鑫(太原重工技术中心，山西太原030024)摘要：介绍了一种精密水压试压装置。压力试验所用的压力釜能够自动快速开闭，密封采用自紧式密封结构。精密水压试压系统向压力釜打压时。通过稳压、缓冲、减振的作用，使升压平稳．保压精确，压力釜内的被试件不会因为压力波动太大而失稳。该装置能够完成对试压工艺曲线有严格要求的产品外压试压。关键词：压力釜，精密水压试压，C形密封

2、圈；卡箍中图分类号：TQ052．4文献标识码：Al问题的提出有些外压容器产品在出厂前要求严格按试压工艺曲线(见图1)进行压力试验．试压过程升压要平稳，保压过程压力必须保持在规定压力。由于这些产品是批量生产，所以对压力试验所用的压力釜也提出了不同的要求，如压力釜的密封锁闭结构要自动开启，密封垫必须能够多次使用，压力釜的盖要自动开启。本文介绍的精密水压试压装置就是为了满足上述要求而设计制造的。p图1试压工艺曲线2精密水压装置的总体结构精密水压装置包括电控系统、试压系统、液压系统和压力釜，见图2。芦I压力釜{磊卜图2精密水压试压装置结构框图压力釜(见图3)由开盖液压缸、釜体、釜盖、两个旋转油缸

3、、C形密圈、卡箍组成。卡箍和釜盖法兰是锯齿形，通过两个旋转油缸可以转动卡箍，使卡箍和釜盖法兰的锯齿重合和错开，当需要打开釜盖时，转动卡箍使锯齿错开，通过开盖液压缸驱动釜盖绕轴旋转，从而打开釜盖，这时可以装入被试工件。当需要进行水压试压时，把釜盖盖好，转动卡箍使锯齿重合，启动精密水压试压系统开始工作。l一开盖液压缸；2--釜体；3一旋转油缸；4一C形密圈；5--卡箍l6--釜盖图3压力釜总装图压力釜技术参数如下：试压介质：水；最高工作压力(MPa)：IO；最高工作温度(。C)：60；容器的内径(m)：1；筒体长度(m)：8．7。由于考虑到压力试验的特殊性，压力釜封盖与简体连接处采用“C”型

4、环密封的卡箍快开形式。这种自紧式密封形式尽管结构复杂，制造难度大，但卡箍能够通过液压缸快速自动打开和关闭，而且采用的橡胶收稿日期l2009—06—18,修回日期：2009一IO．27作者简介：孙乃鑫(1962-)，男·山西沁源人．高级工程师．本科．主要从事压力容器．焦炉机械，工业煤气发生炉和煤气工程的设计研究工作．万方数据2010年第2期孙乃鑫：一种精密水压试压装置的设计和应用·107·(I一3)“C”型密封圈(见图4)能够多次重复使用。圈4。C”型密封圈卡箍(见图5)是最关键的受压件之一，由于结构的限制。采用了剖分式，用螺栓紧固。卡箍的外型复杂，如果采用锻件，加工费用特别昂贵，我们选择

5、了铸钢(ZG310一570)，但对其热处理和无损检测提出了要求：铸件必须正火加回火处理；铸件要进行超声波检查，并符合GB7233铸钢件超声波探伤及质量评级方法的III级要求。并按GBl50钢制压力容器的要求对其进行强度计算。圉5卡箍3精密水压试压系统的工作原理精密水压试压系统的工作原理见图6。2l201918171615141312111091一水闸阍；2--不锈钢水箱；3一单向阀；4--计量泵I5一循环阀；6--液压闸阀；7--过滤器；8--卸压阀；9--溢流阀；l卜压力变送器；ll一抗震压力表；12一充水阀；13一加压阀；14一放气阀；15一高水基先导阀；16一液压闸阀；17一气闸阀

6、；18一稳压罐；19～水位显示器及发讯装嚣；20一增压罐；2l一压力罐图6精密水压试压系统原理图该精密水压试压系统的工作压力为10MPa，泵为偏心量可调的电控计量泵，流量可在0I。／h～12L／h内任意变化。系统设计有3个高压罐(一个稳压罐，一个增压罐，一个压力罐)，均用不锈钢管制成，罐内装有磁钢浮筒、对外水位显示器及发讯装置。稳压罐的作用为：当泵向压力釜打压时，使稳压罐和压力釜连通。起到稳压、缓冲、减振的作用，升压平稳，不致使压力釜内的被试件因压力波动太大而失稳。增压罐作为压力罐和稳压罐的“打气筒”，使充人两罐中的压缩空气增压到试压系统和工艺需要的压力级上。压力罐的作用是使专供先导阀所

7、用的高压水在保证清洁过滤条件下，始终处于10MPa±1Pa的高压下。控制阀门系统包括4个逻辑阀、2个手动阀、3个罐用气阀、4个水阀。4个逻辑阀是循环阀、液压闸阀、充水阀和加压阀。循环阀的作用是在计量泵打高压或打循环水时控制阀门。液压闸阀的作用有二：其一是打压时使稳压罐和压力釜连通，保压时切断稳压罐和压力釜联系；其二是在压力罐补液增压时，使稳压罐不补液。充水阀的作用是：在压力釜关闭，但水不满时，用低压水(自来水)补充，直到水从溢流阀溢