专利名称：等压虚拟隔离止回阀密封性试验方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明属于检测技术，涉及一种等压虚拟隔离止回阀密封性试验方法及实现该方法的实验设备，适用于阀门密封性试验，特别适合以焊接方式安装在核电厂工艺系统中的 止回阀的密封性试验。
背景技术：
在台架上进行止回阀的密封性试验已有成熟的技术，但安装在工艺系统中的止回 阀密封性试验却有一定困难和缺陷1、冰塞封堵隔离在止回阀出口管道用冰塞封堵后进行密封性试验，其缺点是过 程比较复杂，工效低，还可能损坏被测阀体。2、机械密封塞临时封堵隔离将试验密封塞用支架和拉杆固定在止回阀出口管道 与阀体内腔的相邻处。为了提高密封性，有用挤压方式在试验密封塞的外周面安装双密封 圈或充气式单密封圈，这种试验密封塞都是由双层塞体重叠组合，并用螺丝相互连接而成。 其缺点是结构比较复杂，并且由于阀体内空间小，安装困难，花时间较多，不宜在放射性剂 量较高的场合使用。由于试验密封塞有一定重量，其下部与管道内壁密封较好，而上部则缝隙大，容易 泄漏，甚致造成密封圈上部破裂；阀门出口管及工艺管道内壁由于加工、焊接、流体冲刷、腐 蚀等诸多原因造成表面粗糙、不平整、光滑，常有凹凸不平的现象。因此，很难用机械或软密 封等常规方法进行彻底的隔离，而只有对止回阀出口管道进行彻底的隔离才能精确地试验 出阀门的密封性。所以这种机械密封塞临时封堵隔离的试验方法不能准确地得出阀门的密 封参数。3、以水为试验介质，用压力下降法进行阀门的密封性试验的缺点是不能定量。
发明内容
本发明的目的是提供一种方便快速、准确测定安装在工艺系统上的止回阀的试验 方法和设备，解决现有技术存在的上述各种问题。本发明的技术方案是一种等压虚拟隔离止回阀密封性试验方法，其特征是首先在被测止回阀的出口 管内安装等压虚拟隔离密封塞，即在一隔离塞体的外周面的两根充气密封圈之间形成一个 环形空间；然后用检漏仪的试验流体对该密封塞的环形空间、充气密封圈和被测止回阀的 空腔内充压，使该环形空间内的压力与被测止回阀的空腔内的压力维持相等，用环形空间 形成的等压环对被测止回阀的出口管进行虚拟隔离；最后检测维持该被测止回阀空腔内的 压力与等压环等压所需补充的流体流量值，即为阀门的泄漏率；所述的试验流体既可用气 体也可用液体。一种实现权利要求1所述方法的试验设备，其特征是包括等压虚拟隔离组件(S) 和检漏仪⑶
该等压虚拟隔离组⑶件包括塞体(1)、两个密封圈(9)之间的环形空间(2)、 拉杆(3)、托架(4)、螺母(5)、定位顶丝(8)、两个充气密封圈(9)、密封圈进气嘴(A1)和环 形空间进气嘴(B1)，在塞体(1)的外周面的两条平行的环形凹槽内各装有一根密封圈(9)， 塞体(1)外周数个用定位顶丝(8)与被测阀门出口管内壁定位；塞体(1)内侧中心与轴向 的拉杆(3)的一端连接，该拉杆(3)的另一端通过螺母(5)与托架(4)的中央连接，该托架 ⑷的边缘搁在被测阀门出口管与阀体内腔之间的变径段上；该检漏仪(D)有以下三路输入，共用同一气源第一路由依次连接的调节阀(K1)、多量程流量计(Q1)、压力表(P1)和截止阀(K2) 组成，试验时(K2)的输出端用管线与被测阀门的阀腔连接並充压，用流量补充法测定该 被测阀门的泄漏率，试验压力与安全壳试验压力相同；当试验流体使用液体时，在调节阀 (K1)与多量程流量计(Q1)之间加装容器(VI)；第二路由依次连接的调节阀(K3)、流量计(Q2)、压力表(P2)和截止阀(K4)组成， 试验时，截止阀(K4)的输出端用管线与密封塞周边的双密封圈之间的环形空间连接並充 压，当该气环内的压力与阀腔内的试验压力相等时，则构成等压虚拟隔离密封环；当试验流 体使用液体时，在调节阀(K3)与流量计(Q2)之间加装容器(V2)；第三路由依次连接的调节阀(K5)、压力表(P3)和截止阀(K6)组成，试验时用管线 与所述的密封圈相连並充压，该压力大于阀门密封性试验压力。所述的塞体(1)由外周面均布8个径向的定位螺孔和沿外周面的两条平行的凹槽 的杯状体构成，在该凹槽内个放入橡胶充气式密封圈(9)，两密封圈(9)与塞体(1)和所述 的出口管的管壁之间构成了所述的环形空间(2)，当此环形空间(2)内的压力与被试验阀 体腔内的压力相等时，阀体腔内的流体是不会通过等压隔离密封塞泄漏的，从而构成了等 压虚拟隔离的效果。所述的塞体(1)安装时，根据出口管内径调整8个钉丝的高度，使密塞体(1)与出 口管同轴心，密封圈充气时向四周均勻膨胀，便于隔离密封。采取上述技术方案，利用向等压隔离组件的环形空间充气为试验阀门的空腔形成 一个等压隔离环，由于环形空间与阀门的空腔气压等压，使得阀门的空腔内的气体不会从 虚拟隔离塞泄漏，实现虚拟的彻底隔离，而维持试验阀门的空腔内的气压所充入的气流即 为试验阀门的泄漏率，测定结果准确可靠；由于结构简单，体积小，在被测阀门外可将等压 隔离组件的定位顶丝调节好，所以在被测阀门内的安装非常方便，只需连接试环形空间和 两根充气密封圈的快速充气接头即可完成，验人员在高剂量区工作的时间短，接受剂量低。 试验介质采用气体，试验压力采用低压密封试验，通常与核电厂安全壳的试验压力一致。由 于试验压力低，试验的仪器设备的重量轻、体积小，便于携带进行现场操作使用。
图1是实现等压虚拟隔离止回阀密封试验方法的试验装置的结构示意图。附图标记说明1、塞体，2、环形空间，3、拉杆，4、托架，5、螺母，6、阀体，7、阀板，8、 定位顶丝，9、密封圈，10、阀盖，11、阀门(进)出口管，D、检漏仪，G、被测止回阀，S、等压隔 离组件。
具体实施例方式图1中，左半部分是检漏仪D，右半部分是和实现等压虚拟隔离的等压隔离组件S。检漏仪D共用同一气源，有三路输入第一路由调节阀K1、容器VI、多量程流量计Q1、压力表P1和截止阀K2组成。供阀 门腔内充压和测泄漏率用；第二路由调节阀K3、容器V2、流量计Q2、压力表P2和截止阀K4组成。供双密封圈 9之间的空间2充压和测定泄漏率用；第三路由调节阀K5、压力表P3和截止阀K6组成。用于向密封圈充压。被试验的止回阀门G 由阀体6、阀板7、阀盖10、阀门进出口管11，以及设在阀盖 10上的三个试验接嘴A(密封圈充气接嘴)、B(环形空间2充气接嘴)、C(被测阀门空腔充 气接嘴)构成。等压隔离组件S包括塞体1、两个密封圈9之间的环形空间2、拉杆3、托架4、螺 母5、定位顶丝8、两个充气密封圈9、密封圈进气嘴A1和环形空间进气嘴B1。密封圈进气 嘴A1和环形空间进气嘴B1均采用现有的快速插头。实施例设计参数如下测量范围误差Q10--0. 5/20 L/min3% mv (1-100% )
0. 03% FS( < 1 % FS)
Q20--0. 5L/min3% mv(2. 5-100% )
0. 075% FS( < 2. 5% FS)
P10--600kpa min0. 2% FS
P20--600kpa0. 2% FS
P30--1000kpa0. 2% FS等压隔离塞体1直径165mm，厚度70mm。本发明具体测定过程如下打开阀盖10，清洁阀门G进出口管11内壁和阀板7及密封面，测量该出口管11内 径，调整塞体1上的定位顶丝8，在接嘴A1和B1上接上软管，将塞体1放入出口管11内，使 塞体1与出口管11同轴心，装上拉杆3和托架4，上紧螺母5，将接嘴A1上的软管接至A，接 嘴B1上的软管接至B，安装好装有接嘴A、B、C的阀盖10。连接检漏仪D至阀门G之间的软 管K2 至 C、K4 至 B、K6 至 A。开K6，通过调节阀K5向密封圈充压至400kpa。开K4，通过调节阀K3向两密封圈之间的环形空间2充压，调节K3，使压力P2稳定 保持在230kpa左右。开K2，通过调节阀K1向阀门G的腔体内充压，调节K2，使压力P1稳定保持在 230kpao调整K3，使P2跟踪P1，待PI、P2、Q1均稳定不变后，Q1即为阀门的泄漏率。等压环的形成是靠杯形杯状塞体1周向布置有两个凹槽，槽内各放入一个充气式 橡胶密封圈9，杯状塞体1底端中心与螺杆(拉杆3)连接处加厚凸起，增加抗拉强度。向密 封圈9的充气是通过接嘴Al、A和软管与检漏仪D的截止阀K6实现的。开截止阀K6向两个密封圈9同时充气加压，其压力由压力表P3显示，压力大小由调节阀K5控制，此压力应 大于阀门的试验压力。向环形空间2的充压是通过接嘴B1、B及软管与检漏仪的截止阀K4 完成的。调整调节阀K3，使压力表P3稳定至试验压力时，流量计Q2显示值即为环形空间2 的泄漏量，如此值为零，说明密封圈的密封效果好；但多数情况此值不为零，此流量值有可 能向阀门腔内流动，若能使环形空间2内的压力与阀腔内的压力相等，则环形空间2与阀腔 之间是没有流体流动的，环形空间的充压流体成了无形的密封环，这就是本发明的等压虚 拟隔离的原理。本发明的隔离不是靠冰塞、密封塞之类的物体直接封堵，而是借用加工成杯 形的塞体和密封圈构成的等压流体环进行隔离。虽然都是起隔离作用，但从隔离的原理上 是有本质区别的。为解决塞体1安装在管道中，因塞体有重量，下部密封好，上部缝隙大，容易造成 泄漏和密封圈破裂的问题，在塞体1的外周面靠近两端处各均布有4个径向的定位顶丝8， 调整顶丝8的高度，可使塞体1与阀门出口管11的轴心相同，于是塞体1四周与管壁的间 距就相等了，因此，密封圈9上部间隙大造成泄漏以致破损的问题也就迎刃而解了。阀门出 口管11及管道内径与公称直径均有一定公差，因此调整塞体1的定位顶丝8高度前必须对 管内径进行测量。试验介质通常采用气体，也可用液体，根据现场的试验条件确定试验介质，故本法 有较强的适应性。若用液体做密封试验时，图中画有虚线的容器VI和V2内应装入该试验 介质的液体，Q1和Q2用液体流量计；用气体试验时，则不用容器V1、V2，Q1、Q2是气体流量 计。
权利要求
一种等压虚拟隔离止回阀密封性试验方法，其特征是首先在被测止回阀的出口管内安装等压虚拟隔离密封塞，即在一隔离塞体的外周面的两根充气密封圈之间形成一个环形空间；然后用检漏仪的试验流体对该密封塞的环形空间、充气密封圈和被测止回阀的空腔内充压，使该环形空间内的压力与被测止回阀的空腔内的压力维持相等，用环形空间形成的等压环对被测止回阀的出口管进行虚拟隔离；最后检测维持该被测止回阀空腔内的压力与等压环等压所需补充的流体流量值，即为阀门的泄漏率；所述的试验流体既可用气体也可用液体。
2.一种实现权利要求1所述方法的试验设备，其特征是包括等压虚拟隔离组件(S) 和检漏仪⑶该等压虚拟隔离组(S)件包括塞体(1)、两个密封圈(9)之间的环形空间(2)、拉杆 (3)、托架(4)、螺母(5)、定位顶丝(8)、两个充气密封圈(9)、密封圈进气嘴(A1)和环形空 间进气嘴(B1)，在塞体(1)的外周面的两条平行的环形凹槽内各装有一根密封圈(9)，塞体 (1)外周数个用定位顶丝(8)与被测阀门出口管内壁定位；塞体(1)内侧中心与轴向的拉 杆(3)的一端连接，该拉杆(3)的另一端通过螺母(5)与托架(4)的中央连接，该托架(4) 的边缘搁在被测阀门出口管与阀体内腔之间的变径段上；该检漏仪(D)有以下三路输入，共用同一气源第一路由依次连接的调节阀(K1)、多量程流量计(Q1)、压力表(P1)和截止阀(K2)组 成，试验时(K2)的输出端用管线与被测阀门的阀腔连接並充压，用流量补充法测定该被测 阀门的泄漏率，试验压力与安全壳试验压力相同；当试验流体使用液体时，在调节阀(K1) 与多量程流量计(Q1)之间加装容器(VI)；第二路由依次连接的调节阀(K3)、流量计(Q2)、压力表(P2)和截止阀(K4)组成，试验 时，截止阀(K4)的输出端用管线与密封塞周边的双密封圈之间的环形空间连接並充压，当 该气环内的压力与阀腔内的试验压力相等时，则构成等压虚拟隔离密封环；当试验流体使 用液体时，在调节阀(K3)与流量计(Q2)之间加装容器(V2)；第三路由依次连接的调节阀(K5)、压力表(P3)和截止阀(K6)组成，试验时用管线与所 述的密封圈相连並充压，该压力大于阀门密封性试验压力。
3.根据权利要求2所述的试验设备，其特征是所述的塞体(1)由外周面均布8个径向 的定位螺孔和沿外周面的两条平行的凹槽的杯状体构成，在该凹槽内放入橡胶充气式密封 圈(9)，两密封圈(9)与塞体⑴和所述的出口管的管壁之间构成了所述的环形空间(2)， 当此环形空间(2)内的压力与被试验阀体腔内的压力相等时，阀体腔内的流体是不会通过 等压隔离密封塞泄漏的，从而构成了等压虚拟隔离的效果。
4.根据权利要求3所述的试验设备，其特征是所述的塞体(1)安装时，根据出口管内 径调整8个钉丝的高度，使密塞体(1)与出口管同轴心，密封圈充气时向四周均勻膨胀，便 于隔离密封。
全文摘要
一种等压虚拟隔离止回阀密封性试验方法及设备，通过等压虚拟隔离密封塞和检漏仪两部分实现的首先在被测止回阀的出口管内设置等压虚拟隔离密封塞；用检漏仪的试验流体对该密封塞的环形空间和密封圈内充压，构成的等压环对被测止回阀的出口管进行虚拟隔离；然后用检漏仪对被测止回阀内等压虚拟隔离密封塞与阀板之间的空腔进行流体补充，并保持被测止回阀腔内的压力恒定；随后检测流体补充的流量值，即为阀门的泄漏率；所述的试验流体既可用气体也可用液体。本发明的特点是测定结果准确可靠，试验人员在高剂量区工作的时间短，接受剂量低，安装等压隔离塞体1的时间少。试验压力采用低压密封试验，通常与核电厂安全壳的试验压力一致。
文档编号G01M3/28GK101858817SQ20101019651
公开日2010年10月13日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者周文权, 孙颢, 房厦, 李安明, 王煊, 秦传豪, 蒋坚毅, 郭红晓 申请人:北京冶核技术发展有限责任公司