管道容器的自动化气体压力试验装置的制作方法

本发明涉及管道容器压力测试领域，尤其涉及一种管道容器的自动化气体压力试验装置。

背景技术：

对于压力管道试验，gb/t20801《压力管道规范：工业管道》、gb150《压力容器》、nb/t47012《制冷装置压力容器》、jb/t4750《制冷装置用压力容器》等多个国家和行业标准对容器的压力试验过程提出了详细的逐级升压过程要求，且还提出了真空试验和检漏的要求。如果采用常规的试验方法，即通过人工控制阀门开关来升压及真空试验，很难实现标准要求的逐级升压的压力试验过程，且切换压力试验和真空试验也会带来效率低下的问题。

因此，亟需一种自动化试验装置来对管道容器的压力进行试验。

技术实现要素：

本发明提供一种管道容器的自动化气体压力试验装置，用以解决现有技术中人工控制阀门开关无法实现逐级升压的技术问题。

本发明提供一种管道容器的自动化气体压力试验装置，包括：气源、正压管道、泄压管道、负压管道和可编程逻辑控制器，其中，气源与正压管道相连，用于为管道容器进行气体压力试验提供气体，正压管道用于向管道容器加压，泄压管道与正压管道的出口相连通，用于对管道容器进行正压泄压，负压管道用于向管道容器进行抽真空操作，可编程逻辑控制器分别与正压管道、泄压管道和负压管道相连，用于对正压管道、泄压管道和负压管道的操作进行控制。

进一步的，正压管道包括依次连接的减压阀、第一过滤器、第一电磁阀和第一压力传感器，其中，减压阀与气源连接，第一压力传感器通过第一高压软管与管道容器连接，第一电磁阀和第一压力传感器均与可编程逻辑控制器连接。

进一步的，正压管道包括依次连接的减压阀、第一手动阀、第一过滤器、第 一电磁阀和第一压力传感器，其中，减压阀与气源连接，第一压力传感器通过第一高压软管与管道容器连接，第一电磁阀和第一压力传感器均与可编程逻辑控制器连接，减压阀还与第一手动阀通过第二高压软管连接。

进一步的，正压管道包括依次连接的减压阀、第一手动阀、泄放阀、第一过滤器、第一电磁阀和第一压力传感器，其中，减压阀与气源连接，第一压力传感器通过第一高压软管与管道容器连接，第一电磁阀和第一压力传感器均与可编程逻辑控制器连接，减压阀还与第一手动阀通过第二高压软管连接。

进一步的，正压管道包括依次连接的减压阀、第一手动阀、泄放阀、第一过滤器、第一压力表、第一电磁阀和第一压力传感器，其中，减压阀与气源连接，第一压力传感器通过第一高压软管与管道容器连接，第一电磁阀和第一压力传感器均与可编程逻辑控制器连接，减压阀还与第一手动阀通过第二高压软管连接。

进一步的，正压管道包括依次连接的减压阀、第一手动阀、泄放阀、第一过滤器、第一压力表、第一电磁阀、第一压力传感器和第一三通阀，其中，减压阀与气源连接，第一压力传感器与第一三通阀通过第一高压软管连接，第一三通阀还与管道容器连接，第一电磁阀和第一压力传感器均与可编程逻辑控制器连接，减压阀还与第一手动阀通过第二高压软管连接。

进一步的，泄压管道包括第二电磁阀，其中，第二电磁阀与可编程逻辑控制器连接。

进一步的，负压管道包括依次连接的真空泵、真空止回阀、第二过滤器、第二压力表、第二压力传感器和第三电磁阀，其中，真空泵、第三电磁阀和第二压力传感器均与可编程逻辑控制器连接，第三电磁阀还与管道容器连接。

进一步的，负压管道包括依次连接的真空泵、真空止回阀、第四电磁阀、第二过滤器、第二压力表、第二压力传感器和第三电磁阀，其中，真空泵、第三电磁阀和第二压力传感器均与可编程逻辑控制器连接，第三电磁阀还与管道容器连接。

进一步的，负压管道包括依次连接的真空泵、真空止回阀、第四电磁阀、第二过滤器、第二压力表、第二压力传感器、第三电磁阀和第二三通阀，其中，真空泵、第三电磁阀和第二压力传感器均与可编程逻辑控制器连接，第三电磁阀通过第三高压软管与第二三通阀连接，第二三通阀还与管道容器连接。

本发明提供的管道容器的自动化气体压力试验装置，由可编程逻辑控制器对 正压管道、泄压管道与负压管道进行控制，以完成对管道容器的压力试验、泄漏试验和真空试验，整个试验过程不需要人工控制阀门开关，均由可编程逻辑控制器进行统一控制，能够精确的实现逐级升压的压力试验过程，且可自动切换压力试验、泄压试验和真空试验，提高了试验的效率。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为本发明实施例一提供的管道容器的自动化气体压力试验装置的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的管道容器的自动化气体压力试验装置的结构示意图；

图3a-图3c为本发明实施例二提供的管道容器的自动化气体压力试验装置所采用的法兰管道的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

图1为根据本发明实施例一的管道容器6的自动化气体压力试验装置的结构示意图；如图1所示，本实施例提供一种管道容器6的自动化气体压力试验装置，包括：气源1、正压管道2、泄压管道3、负压管道4和可编程逻辑控制器5，其中，气源1与正压管道2相连，用于为管道容器6进行气体压力试验提供气体，正压管道2用于向管道容器6加压，泄压管道3与正压管道2的出口相连通，用于对管道容器6进行正压泄压，负压管道4用于向管道容器6进行抽真空操作，可编程逻辑控制器5分别与正压管道2、泄压管道3和负压管道4相连，用于对正压管道2、泄压管道3和负压管道4的操作进行控制。

具体的，气源1可为氦气罐或者氮气罐，用于为管道容器6进行气体压力试验提供气体，管道容器6为待测试的管道容器，可编程逻辑控制器5采用可编程的存储器，其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过 程。在对管道容器6进行试验时，可编程逻辑控制器5控制正压管道2向管道容器6加压，管道容器6的压力试验结束后，可编程逻辑控制器5控制泄压管道3进行泄压，将正压管道2及管道容器6中的气体排出，然后可编程逻辑控制器5控制负压管道4进行抽真空操作，从而对负压管道4进行真空试验。

本实施例提供的管道容器6的自动化气体压力试验装置，由可编程逻辑控制器5对正压管道2、泄压管道3与负压管道4进行控制，以完成对管道容器6的压力试验、泄漏试验和真空试验，整个试验过程不需要人工控制阀门开关，均由可编程逻辑控制器5进行统一控制，能够精确的实现逐级升压的压力试验过程，且可自动切换压力试验、泄压试验和真空试验，提高了试验的效率。

实施例二

本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。

图2为根据本发明实施例二的管道容器6的自动化气体压力试验装置的结构示意图；如图2所示，正压管道2包括依次连接的减压阀21、第一过滤器22、第一电磁阀23和第一压力传感器24，其中，减压阀21与气源1连接，第一压力传感器24通过第一高压软管(图中未示出)与管道容器6连接，第一电磁阀23和第一压力传感器24均与可编程逻辑控制器5连接。

具体的，第一电磁阀23选用常闭型电磁阀，为正压管道2的开关，第一电磁阀23与可编程逻辑控制器5连接用于对正压管道2进行压力调整；第一压力传感器24用于采集正压管道2内的压力数据并反馈至可编程逻辑控制器5。

首先通过减压阀21对从气源1输入的气体气压进行减压，使压力稳定在大于目标压力10％的范围内输入至正压管道2；通过减压阀21后气体接至一个过滤器，对输入的气体杂质进行过滤，防止气体杂质进入管道容器6；经过过滤处理后的气体通过第一电磁阀23并到达第一压力传感器24；第一压力传感器24采集正压管道2内的压力数据并反馈至可编程逻辑控制器5，可编程逻辑控制器5进行运算分析之后，对第一电磁阀23的开闭进行控制，从而实现对正压管道2内气体气压的调整。

进一步的，正压管道2包括依次连接的减压阀21、第一手动阀25、第一过滤器22、第一电磁阀23和第一压力传感器24，其中，减压阀21与气源1连接，第一压力传感器24通过第一高压软管与管道容器6连接，第一电磁阀23和第一压力传感器24均与可编程逻辑控制器5连接，减压阀21还与第一手动阀25通 过第二高压软管(图中未示出)连接。

具体的，第一手动阀25用于正压管道2调试时缓慢开启加压及在试验装置断电时人工控制试验装置的使用，正常情况下第一手动阀25处于常开状态。

进一步的，正压管道2包括依次连接的减压阀21、第一手动阀25、泄放阀26、第一过滤器22、第一电磁阀23和第一压力传感器24，其中，减压阀21与气源1连接，第一压力传感器24通过第一高压软管与管道容器6连接，第一电磁阀23和第一压力传感器24均与可编程逻辑控制器5连接，减压阀21还与第一手动阀25通过第二高压软管(图中未示出)连接。

具体的，泄放阀26起到确保正压管道2输入气压时安全的作用，如果正压管道2内的气压超过安全气压则泄放阀26会进行保护性泄压，以使正压管道2内的气压保持在安全气压范围内。

进一步的，正压管道2包括依次连接的减压阀21、第一手动阀25、泄放阀26、第一过滤器22、第一压力表27、第一电磁阀23和第一压力传感器24，其中，减压阀21与气源1连接，第一压力传感器24通过第一高压软管与管道容器6连接，第一电磁阀23和第一压力传感器24均与可编程逻辑控制器5连接，减压阀21还与第一手动阀25通过第二高压软管(图中未示出)连接。

具体的，第一压力表27用于正压管道2中的压力观察和与第一压力传感器24的对比分析，在试验装置断电时可通过观察第一压力表27继续进行压力试验，同时，第一压力表27还可与第一压力传感器24相互校准。

进一步的，正压管道2包括依次连接的减压阀21、第一手动阀25、泄放阀26、第一过滤器22、第一压力表27、第一电磁阀23、第一压力传感器24和第一三通阀28，其中，减压阀21与气源1连接，第一压力传感器24与第一三通阀28通过第一高压软管连接，第一三通阀28还与管道容器6连接，第一电磁阀23和第一压力传感器24均与可编程逻辑控制器5连接，减压阀21还与第一手动阀25通过第二高压软管(图中未示出)连接。

具体的，第一三通阀28的作用是可以在整个试验装置因掉电停电等原因电控制无效后继续对管道容器6的压力试验进行管道开关和压力控制操作。第一三通阀28还与第四压力表29相连接，用于实时监控通过第一三通阀28的压力。

进一步的，泄压管道3包括第二电磁阀31，其中，第二电磁阀31与可编程逻辑控制器5连接。通过可编程逻辑控制器5来对第二电磁阀31的开闭进行控 制，第二电磁阀31为常闭电磁阀，当正压管道2进行压力试验时将第二电磁阀31闭合，当压力试验结束后泄压时将第二电磁阀31打开，以进行泄压。

泄压管道3还包括第二手动阀32，第二手动阀32与第二电磁阀31并联，第二手动阀32设置为第二电磁阀31的检修阀，为常闭状态，当第二电磁阀31失效时可通过第二手动阀32进行手动泄压。

泄压管道3还包括消音器33，消音器33与第二手动阀32、第二电磁阀31均连接，用于消除泄压时的噪声。消音器33是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。消音器33是安装在空气动力设备(如鼓风机、空压机、锅炉排气口、发电机、水泵等排气口噪音较大的设备)的气流通道上或进、排气系统中的降低噪声的装置。

负压管道4包括依次连接的真空泵41、真空止回阀42、第二过滤器43、第二压力表47、第二压力传感器44和第三电磁阀45，其中，真空泵41、第三电磁阀45和第二压力传感器44均与可编程逻辑控制器5连接，第三电磁阀45还与管道容器6连接。

具体的，真空泵41通过可编程逻辑控制器5进行控制，当需要抽真空保负压时真空泵41在可编程逻辑控制器5的控制下开始进行抽真空作业，真空止回阀42起到避免试验过程中气压回流的作用。第二过滤器43用于对气体的杂质进行过滤。第二压力传感器44用于采集真空试验的压力数据并反馈至可编程逻辑控制器5；第三电磁阀45选用常闭型电磁阀，用于压力试验时对第二压力传感器44进行压力保护。

进一步的，负压管道4包括依次连接的真空泵41、真空止回阀42、第四电磁阀46、第二过滤器43、第二压力表47、第二压力传感器44和第三电磁阀45，其中，真空泵41、第三电磁阀45和第二压力传感器44均与可编程逻辑控制器5连接，第三电磁阀45还与管道容器6连接。

具体的，第四电磁阀46选用常闭型电磁阀，用于控制负压管道4的开关及压力调整。

进一步的，负压管道4包括依次连接的真空泵41、真空止回阀42、第四电磁阀46、第二过滤器43、第二压力表47、第二压力传感器44、第三电磁阀45和第二三通阀48，其中，真空泵41、第三电磁阀45和第二压力传感器44均与可编程逻辑控制器5连接，第三电磁阀45通过第三高压软管(图中未示出)与第二 三通阀48连接，第二三通阀48还与管道容器6连接。

具体的，第二三通阀48的作用是可以在整个试验装置因掉电停电等原因电控制无效后继续对管道容器6的压力试验进行管道开关和压力控制操作。第二三通阀48还与第三压力表49相连接，用于实时监控通过第二三通阀48的压力，保证安全。

可编程逻辑控制器5通过第一压力传感器24、第二压力传感器44分别采集正压管道2和负压管道4的压力数据，通过工控机触摸显示屏接收指令输入信息，以此进行运算分析，然后输出控制信号控制第一电磁阀23(正压管道2)、第二电磁阀31(泄压管道3)和第三电磁阀45、第四电磁阀46(负压管道4)的开关，并在抽真空实验环节对真空泵41的开关进行控制。

表1为上述主要器件的选型清单，如表1所示：

表1

如图3a-3c所示的几种法兰管道的设计图，上述试验装置中的每一个管道器件都采用了带法兰的管道功能单元设计，使得每一个器件都安装在一节独立的法兰管道中，法兰件紧固夹持密封垫圈进行密封，这样方便进行器件的维护和更换安装。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。