一种阀门耐火型式试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种阀门耐火型式试验装置，恒压源提供型式试验所要求的相应压力的流水向待测阀门输送；炉体内的喷嘴调节机构调节喷嘴出口与待测阀门之间的相对位置，不仅能使待测阀门受到均匀的高温燃烧加热，还能满足不同型号的待测阀门的高温燃烧温度均能达到要求；喷淋系统在炉体内直接对高温的待测阀门喷淋冷却，达到迅速降温的目的。该实用新型满足了不同规格阀门的型式试验所需要的试验条件，且保证试验条件始终均匀稳定，使型式试验测试的结果更加准确、可靠。
【专利说明】一种阀门耐火型式试验装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及阀门的试验装置，更具体地说，涉及一种阀门耐火型式试验装置。
【背景技术】
[0002]石油化工工业的生产流程复杂，而且在生产过程中使用的原材料、半成品、成品以及各种辅助材料大都是易燃易爆物质，极易引发火灾和爆炸事故。而用在某些易失火工况的阀门，由于存在发生火灾的潜在危险，往往对其进行特殊的设计，使阀门在遭受一定时间的火烧后仍具有一定的密封性能及操作性能。阀门的耐火性能就是阀门在高温火焰中保持正常工作的能力，它是衡量阀门安全性能的重要指标。在衡量阀门的耐火性能方面，耐火型式试验是确定其耐火性能的唯一方法。国内外一直对石油化工行业用阀门的耐火型式试验非常重视，并制定了相关的标准。
[0003]根据不同的使用场合和产品功能，阀门耐火型式试验标准也各不相同，如美国石油学会制定了针对软阀座1/4转阀门的标准API STD607，针对管线阀门和井口装置的标准API SPEC6FA，以及针对止回阀的标准API SPEC6FD，国际标准化组织制定了针对各种阀门耐火试验的标准IS010497，我国也制定了针对各种阀门耐火试验系统及方法要求的标准JB/T6899-1993《阀门的耐火试验》。
[0004]根据压力源的不同，JB/T6899-1993推荐了两套阀门耐火型式试验系统，如图14所示，附图14a为用压缩空气作为压力源，附图14b为用泵作为压力源，图中标记说明:
[0005]I’ -压力源；2’ -压力调节阀；3’ -压力泄放阀；4’ -贮水容器；5’ -水位计(或类似装置)；6’ -供水阀；7’ -截止阀；8’ -压力表；9’ -阻汽管；10’ -试验箱；11’ -试验阀；12’ -燃汽喷嘴；13’ -测温块；14’ -测量火区温度的热电偶；15’ -与试验阀中腔相连的压力表；16’ -与试验阀中腔相连的压力泄放阀；17’ -截止阀；18’ -排气阀；19’ -冷凝器；20’ -计量容器；21’ -燃料供给阀。
[0006]JB/T6899-1993对推荐的试验系统的有如下要求:
[0007](I)试验系统不应使试验阀11’承受可能影响试验结果的外加作用力。
[0008](2)当试验阀11’的公称通径Dn < 50mm时，与试验阀11’直接相连的进口侧管道公称通径应不小于试验阀11’公称通径的一半；当试验阀11’的公称通径Dn ^ 50mm时与试验阀I’直接相连的进口侧管道公称通径应不小于25_。
[0009](3)距试验阀11’至少150mm的管段都应处在火区内。
[0010](4)试验阀11’出口侧管道的公称通SDn应在15mm至25mm之间，其设置应有一定的斜度。
[0011](5)试验阀11’与试验箱10’壁之间应至少留150mm的水平间隙，试验箱10’顶部至少比试验阀11’顶部高150mm。
[0012](6)安装试验阀11’时应使阀杆和通道均处在水平位置，但止回阀V应按其正常的操作位置安装。
[0013](7)用水作为试验介质。
[0014](8)用气体作为试验燃料。
[0015](9)试验过程中可以调整试验系统中除了试验阀11’以外的设备，以保证温度和压力值达到规定。
[0016](10)测温块13’用碳钢制成，如图15所示，测温块13，的中心放置热电偶14’，测温块13’与热电偶插管131’的连接螺纹按GB7306的规定。对于公称通径DN ( 150mm的试验阀11’，应设置两个测温块13’，如图16所示；对于公称通径DN> 150_的试验阀11’，应设置三个测温块13’，如图17所示。
[0017](11)热电偶14’的最小读数应小于或等于1°C。测量火区温度热电偶14’的设置如图16和图17所示。
[0018](12)压力表8，的精度不低于1.5级，被测压力值应在仪表量程的30%?70%范围内。
[0019](13)计量容器20’的尺寸要适当，以便于收集并计量试验时通过试验阀11’泄漏出的介质。
[0020](14)压力泄放阀16’的整定压力为试验阀20°C时最大允许工作压力的1.5倍。
[0021]阀门耐火型式试验项目包括高压试验、低压试验与操作试验。高压试验是将试验阀门压力升高到试验压力，并按标准规定进行一定时间的火烧，主要测试的数据包括燃烧期间通过阀座的泄漏量(内泄漏)、燃烧期间外部泄漏量(外部泄漏主要是指通过阀体法兰连接处、螺纹连接处以及阀杆密封处等的泄漏)两个参数。低压试验一般只针对等于和小于PN100、600磅级的阀门，低压试验在高压试验之后进行，是火烧结束对阀门进行强制冷却后，在标准规定的低压试验压力下测得的阀门内泄漏量和外泄漏量，以及阀门冷却到100°C所需要的时间等三个参数。操作试验在高压试验之后进行，有低压试验要求的在低压试验之后进行，操作试验是在规定的试验压力下，将阀门打开到全开启位置测试阀门的外部泄漏量。
[0022]根据阀门耐火型式试验的过程与要求，JB/T6899-1993中推荐的系统有如下问题未得到解决:
[0023](I)恒压源系统的适用性
[0024]对于试验过程，JB/T6899-1993要求:在包括火烧和冷却的整个高压试验阶段均能保持压力值，允许有一次其最大值为试验压力50%的瞬时压力损失，但应在2min内恢复试验压力。
[0025]JB/T6899-1993推荐的以泵为压力源的试验系统中，主要以单台泵、单根管线提供并保持试验所需的压力。根据试验要求，阀门耐火型式试验既需要进行高压试验，又需要进行低压试验，根据试验阀门的型号规格，高压试验压力可达32MPa，低压试验压力仅0.2MPa，仅采用一条管线，如增压泵的增压比很高，可提供高压试验所需的压力，但在进行低压试验时较难保持试验系统的压力恒定，另外，恒压源系统选用的管道、压力表、阀门以及安全阀都应按照高压试验需求进行配置，既浪费资源又无法保证“被测压力值应在压力仪表量程的30%?70%范围内”的要求；如增压泵增压比低，在保证低压试验压力恒定的要求同时，却不能提供高压试验所需的压力，试验系统的最大泄漏量也有限。同时，阻汽管的作用是将试验阀11’进口端液体的冷却作用减到最小，大部分为U形管结构，而U形管的冷却能力也是有限的。
[0026](2)燃烧室具体布置
[0027]对于燃烧过程，JB/T6899-1993要求:点火后，要求两个热电偶14’的平均温度在2min内达到760°C，在火烧期余下的时间里平均温度应在760?980°C之间，且两个热电偶的读数均不得低于705°C;测温块13’中的热电偶的平均温度在点火后15min内达到650°C，在火烧区余下的时间里平均温度不得低于该温度，且各测温块中热电偶的读数不得低于565。。。
[0028]对于阀门耐火型式试验，压力系统与燃烧系统是最重要的两个部分，JB/T6899-1993中仅要求各热电偶的具体布置以及燃烧过程中的温度要求，但对于燃烧室如何布置才能达到该温度要求，并没有给出具体的方案。
[0029](3)强制冷却措施
[0030]对于低温试验和操作试验，JB/T6899-1993中规定需要先将试验阀门冷却，即在完成高压火烧试验后，用强制冷却或自然冷却的方法将试验阀11’冷却到外表面温度等于或低于100°C，进而进行其它试验项目。
[0031]阀门在经过30min的火烧后，对于软密封阀座的阀门，火烧过程中由于温度升高导致软密封阀座软化甚至完全熔化，在阀座变形及熔化过程中阀门容易出现内泄漏。火烧过程中，由于阀门壳体、内件以及紧固件等的受热变形会导致阀体中法兰连接处、阀体螺纹连接处以及阀杆填料处等位置有出现外泄漏的可能。另外在火烧过程中积存在阀门中腔的水因为温度的升高而汽化会出现压力上升现象，在压力泄放阀还未泄压的情况下各潜在外泄漏处有可能出现外泄漏现象。
[0032]如采用自然冷却的方式，阀门冷却到100°C以下需要很长的时间，因此，只能采用强制冷却，但是阀门经过火烧30min后，存在阀体泄漏、爆裂的可能，因此，试验人员不可靠近试验阀门，此时，采用什么强制冷却的方法，JB/T 6899-1993并未给出具体的解决措施。
实用新型内容
[0033]本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的阀门耐火型式试验装置。
[0034]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种阀门耐火型式试验装置，包括与待测阀门上游连接以向所述待测阀门提供恒定压力流水的恒压源、用于容置所述待测阀门并对所述待测阀门进行火焰燃烧加热的燃烧室、设置在所述燃烧室内对加热后的所述待测阀门进行冷却的喷淋系统以及与所述待测阀门的下游连接以收集所述待测阀门向下游泄漏出的流水的第一收集装置；
[0035]所述燃烧室包括设有开口的炉体，所述炉体上形成有容置所述待测阀门的燃烧腔；
[0036]所述炉体内设有均匀布置在所述待测阀门周边的若干燃烧单元；所述燃烧单元包括喷嘴以及与所述喷嘴配套的喷嘴调节机构；
[0037]所述喷嘴包括用于喷火的喷嘴出口，所述喷嘴调节机构调节所述喷嘴出口与所述待测阀门之间的相对位置。
[0038]实施本实用新型的阀门耐火型式试验装置，具有以下有益效果:本实用新型中的恒压源提供型式试验所要求的相应压力的流水向待测阀门输送；炉体内的喷嘴调节机构调节喷嘴出口与待测阀门之间的相对位置，不仅能使待测阀门受到均匀的高温燃烧加热，还能满足不同型号的待测阀门的高温燃烧温度均能达到要求。该实用新型满足了不同规格阀门的型式试验所需要的试验条件，且保证试验条件始终均匀稳定，使型式试验测试的结果更加准确、可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0040]图1是本实用新型实施例中的阀门耐火型式试验装置的原理图；
[0041]图2是燃烧室的结构示意图；
[0042]图3是图2中炉体、燃烧单元的俯视示意图；
[0043]图4是图3中试样平台、固定底盘的组装示意图；
[0044]图5是喷嘴的结构示意图；
[0045]图6a为图3中喷嘴调节机构的主视图，图6b为图3中喷嘴调节机构的左视图，图6c为图3中喷嘴调节机构的俯视图；
[0046]图7是图6中喷嘴调节机构的固定底盘结构示意图；
[0047]图8是图6中喷嘴调节机构的旋转轴的结构示意图；
[0048]图9是图6中喷嘴调节机构的旋转盘的结构示意图；
[0049]图10是图6中喷嘴调节机构的旋转支架的结构示意图；
[0050]图11是燃气气路系统的燃气管道结构示意图；
[0051]图12是燃气气路系统的风路管道的结构示意图；
[0052]图13是喷淋系统的喷淋管道的结构示意图；
[0053]图14a是【背景技术】中阀门耐火型式试验系统用压缩空气作为压力源的系统原理图；图14b是【背景技术】中阀门耐火型式试验系统用泵作为压力源的系统原理图；
[0054]图15是测温块和热电偶的组装示意图；
[0055]图16是在试验阀上设置两个测温块的排布示意图；
[0056]图17是在实验阀上设置三个测温块的排布示意图。
【具体实施方式】
[0057]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0058]如图1及图13所示，本实用新型一个优选实施例中的阀门耐火型式试验装置包括与待测阀门10上游连接以向待测阀门10提供恒定压力流水的恒压源20、用于容置待测阀门10并对待测阀门10进行火焰燃烧加热的燃烧室30、设置在燃烧室30内对加热后的待测阀门10进行冷却的喷淋系统40以及与待测阀门10的下游连接以收集待测阀门10向下游泄漏出的流水的第一收集装置50。
[0059]如图1所示，在一些实施例中，恒压源20包括水源11、流量测量装置12、过滤器13、低压增压回路14、高压增压回路15以及切换装置16。水源11为装有水的水箱，流量测量装置12为水箱上的液位刻度尺，以测量从水箱流出的水的体积，流量测量装置12也可为设在水箱上的液位传感器。在其他实施例中，水源11也可为自来水管等供水装置，流量测量装置12则可为设置在自来水管上的流量计。
[0060]在一些实施例中，过滤器13设置在水源11的出口与低压增压回路14、高压增压回路15之间，过滤到流出的水中的大颗粒杂质，从而提高低压增压回路14、高压增压回路15的使用寿命及性能。当然，在保证水质优良的前提下，过滤器13也可取消。
[0061]低压增压回路14连接在水源11与待测阀门10之间以向待测阀门10提供低压试验压力的流水。在本实施例中，低压增压回路14主要满足7.5MPa以下试验压力的阀门试验。低压增压回路14包括低压管道141、设置在低压管道141上的低压增压泵142、设置在低压增压泵142下游的第一止回阀143和低压压力测量装置144。低压增压泵142用于将水源11的来水调整至低压试验所需的试验压力并向待测阀门10输送，第一止回阀143保护低压增压泵142，同时具有保压功能，低压压力测量装置144用于测量低压增压泵142输出的水的压力值，保证水压压力在要求的试验压力内。
[0062]低压压力测量装置144包括设置在低压管道141上的第一压力表145、第二压力表146,第一压力表145和低压管道141之间设有第一针阀147,第二压力表146和低压管道141之间设有第二针阀148。第一压力表145、第二压力表146为不大于低压试验压力上限且不同测量量程的两个压力表，在本实施例中，第一压力表145的测量量程为O?IMPa，第二压力表146的测量量程为O?6MPa ;主要是在满足不同试验压力时，压力表指针的指示范围在压力表满量程的25% -75%之间。
[0063]高压增压回路15连接在水源11与待测阀门10之间以向待测阀门10提供高压试验压力的流水。在本实施例中，高压增压回路15主要满足?.5MPa?40MPa试验压力的阀门试验。高压增压回路15包括高压管道151、设置在高压管道151上的高压增压泵152、设置在高压增压泵152下游的第二止回阀153、高压压力测量装置154。高压增压泵152用于将水源11的来水调整至高压试验所需的试验压力并向待测阀门10输送，高压压力测量装置154用于测量高压增压泵152输出的水的压力值，保证水压压力在要求的试验压力内。
[0064]高压压力测量装置154包括设置在高压管道151上的第三压力表155、第四压力表156，第三压力表155和高压管道151之间设有第三针阀157，第四压力表156和高压管道151之间设有第四针阀158。第三压力表155、第四压力表156为不大于高压试验压力上限且不同测量量程的两个压力表，在本实施例中，第三压力表155的测量量程为O?25MPa，第二压力表146的测量量程为O?60MPa ;主要是满足不同试验压力时，压力表指针的指示范围在压力表满量程的25% -75%之间。
[0065]切换装置16设置在低压增压回路14、高压增压回路15的上游，水源11的下游，切换装置16在第一状态和第二状态之间切换以使水源11分别向低压增压回路14、高压增压回路15供水，并由低压增压回路14、高压增压回路15分别向待测阀门10提供流水。切换装置16包括第一球阀161、第二球阀162,第一球阀161设置在低压管道141上且位于低压增压泵142上游，第二球阀162设置在高压管道151上且位于高压增压泵152上游，切换装置16在第一状态时，第一球阀161打开，第二球阀162关闭，低压增压回路14工作；切换装置16在第二状态时，第一球阀161关闭，第二球阀162打开，高压增压回路15工作。
[0066]如图2及图3所示，在一些实施例中，燃烧室30包括炉体31、炉盖32，炉体31上设有开口 311，炉盖32盖合在开口 311上，优选地，开口 311设于炉体31的上侧。炉体31为轻铝耐火砖堆砌形成，在炉体31上形成有容置待测阀门10的燃烧腔312。燃烧室30还包括设于燃烧腔312内的试样平台33、设于试样平台33中部的空心支架34、设于试样平台33上并均匀布置在空心支架34的周边的六个燃烧单元35、向燃烧单元35提供燃气的燃气气路系统36以及向燃烧单元35提供助燃气体的风路系统37。可以理解地，在其他实施例中，也可去掉试样平台33，将空心支架34、燃烧单元35直接设置在炉体31的底部。轻铝耐火砖蓄热小、散热少因而保温性好、升温快，试验时保护炉体31外表面温度不致过高，可控制炉体31外表面温度小于等于60°C，炉体31底部温度小于等于60°C，炉顶温度小于等于60。。。
[0067]试样平台33设于燃烧腔312的底部，空心支架34可由若干支杆连接形成，待测阀门10放置到空心支架34上后可保证待测阀门10的外表面尽量多的外露被燃烧火焰加热，空心支架34的大小可根据待测阀门10的规格制作。
[0068]同时，如图16及图17所示，根据测试标准将热电偶和量热块对应的定位到待测阀门10上，用来测量待测阀门10加热时的温度。
[0069]如图4所示，试样平台33上沿纵横方向分别间隔设有若干第一锁孔331，以供燃烧单元35安装并调节燃烧单元35在试样平台33纵横方向上的位置。优选地，纵向和横向上的第一锁孔331分别等间距排布，在其他实施例中，相邻的第一锁孔331也可只在横向或纵向上的间距相同。
[0070]再如图2及图3所示，燃烧单元35的数量可根据待测阀门10的大小进行增减，以能保证将待测阀门10加热至试验温度即可。燃烧单元35包括喷嘴351以及与喷嘴351配套的喷嘴调节机构352，喷嘴调节机构352调节喷嘴出口 3511与待测阀门10之间的相对位置。
[0071]如图5所示，喷嘴351包括用于喷火的喷嘴出口 3511、与喷嘴出口 3511连通的喷嘴进口 3512，优选地，喷嘴进口 3512包括用于接入空气等助燃气体的进风口 3513以及接入燃气源的燃气进口 3514。
[0072]如图6所示，在一些实施例中，喷嘴调节机构352包括可转动地设置在试样平台33上的固定底盘353、设置在固定底盘353上的旋转支架354、可转动地设置在旋转支架354上的旋转轴355、设在旋转轴355上的喷嘴固定架356以及设置在旋转轴355上并周向定位在旋转轴355上的旋转盘357。喷嘴351安装在喷嘴固定架356上伸向待测阀门10，固定底盘353转动调节喷嘴351在水平方向的转动角度，喷嘴固定架356转动调节喷嘴351在高度方向的位置。
[0073]如图4及图7所示，固定底盘353的两相对侧上分别设有圆弧形的第一调节槽3531，固定底盘353通过螺栓、螺钉等第一锁固件穿设第一调节槽3531与第一锁孔331配合安装到试样平台33上，优选地，试样平台33上横向或纵向相邻的两个第一锁孔331之间的间距与第一调节槽3531的弧形直径相当。两相对圆弧形的第一调节槽3531同心，固定底盘353依第一调节槽3531的弧形方向转动以调节喷嘴出口 3511水平方向的转动角度，再将第一锁固件锁紧进行转动角度定位。可以理解地，在其他实施例中，也可只在固定底盘353上设置一个第一调节槽3531，在第一调节槽3531的中心设置转轴将固定底盘353可转动地设置在试样平台33上，固定底盘353绕第一调节槽3531的中心转动到合适的转动角度，再将第一锁固件锁紧进行转动角度定位。
[0074]如图5所示，优选地，旋转轴355水平设置，旋转轴355上设有键槽3551，键槽3551上设有轴键。喷嘴固定架356上设有安装喷嘴351的安装槽3561以及与旋转轴355对应配合的转轴孔，转轴孔侧面设有与轴键对应的槽，喷嘴固定架356套设到旋转轴355上实现旋转轴355和喷嘴固定架356的周向定位，喷嘴固定架356在旋转支架354上转动调节喷嘴351在高度方向的位置。
[0075]在一些实施例中，旋转轴355还包括设于其一端的方形轴段3552，旋转盘357上设有与方形轴段3552配合的方形孔3571，方形孔3571套设到方形轴段3552上实现旋转盘357和旋转轴355的周向固定，喷嘴固定架356随旋转盘357的转动而转动。旋转盘357上还设有圆弧形的第二调节槽3572，第二调节槽3572的圆弧中心与旋转轴355的轴心重合。旋转支架354上设有与第二调节槽3572对应的第二锁孔3541，通过螺栓、螺钉等第二锁固件穿设第二调节槽3572锁合到第二锁孔3541上将旋转盘357在周向定位，同时将喷嘴固定架356的转动位置也固定下来，调节喷嘴出口 3511高度方向的位置。
[0076]可以理解地，在其他实施例中，也可在旋转支架354上设置弧形的调节槽，在喷嘴固定架356上设置与旋转支架354上的调节槽位置对应的锁孔，第二锁固件穿设旋转支架354上的调节槽与旋转支架354上的锁孔锁合，当喷嘴固定架356转动到合适的角度位置时用第二锁固件将喷嘴固定架356和旋转支架354锁紧定位。
[0077]通过喷嘴调节机构352的调节，以及喷嘴调节机构352在试样平台33上的位置调节，即可实现喷嘴351的喷嘴出口 3511的在纵横方向、高度方向的位置调节及在水平方向转动位置调节。
[0078]燃气气路系统36包括提供可燃燃气的燃气气源、以及将可燃燃气输送到燃气进口 3514的燃气管道361，可燃燃气可为天然气或煤气等燃气。优选地，燃气管道361包括与燃气气源连接的进气口 362以及与六个燃气进口 3514连接的六个出气口 363，进气口 362和出气口 363之间通过一个三通364和两个四通365转换连接。在一些实施例中，出气口363通过软管等管道与燃气进口 3514连通。
[0079]风路系统37包括鼓风机以及风路管道371，风路管道371包括与鼓风机连接的鼓风口 372以及与六个进风口 3513连接的六个出风口 373，鼓风机鼓风提供适量的空气或氧气。可燃燃气和助燃气体在喷嘴351内混合，可使可燃气体在喷嘴出口 3511燃烧的更加充分，使燃烧温度升高的更快。
[0080]在一些实施例中，喷淋系统40设置在炉盖32的下侧，当然，喷淋系统40也可设置在炉体31的内侧。喷淋系统40包括沿炉盖32的周圈设置的环形喷淋管道41，喷淋管道41上设有入水口 42和若干喷头43，入水口 42和冷却水源连接以向喷淋管道41内注入冷却水，喷头43沿喷淋管道41间隔排布，同时将喷淋管道41内的水淋向待测阀门10将待测阀门10冷却。可以理解地，喷淋管道41也可呈网格状设置在炉盖32下侧，喷头43均匀设置在喷淋管道41上向待测阀门10喷水冷却。
[0081]在一些实施例中，第一收集装置50包括收集管道51、第五针阀52、第一冷却器53以及第一收集容器54。收集管道51与待测阀门10下游连接，第五针阀52和第一冷却器53设置在收集管道51上，第一收集容器54设置在收集管道51下游用以收集泄漏的流水。
[0082]第五针阀52控制待测阀门10的泄漏开关，第一冷却器53将从待测阀门10泄漏流出的水或水蒸汽转换成液态流水排出到第一收集容器54，保证泄漏的水的不会由于蒸发造成泄漏量产生偏差。
[0083]在一些实施例中，在高压增压回路15、低压增压回路14与待测阀门10之间还设有第六针阀171、排气阀172、第二冷却器173以及超压回流收集装置174。开启或关闭第六针阀171以开启或切断向待测阀门10的供水，方便对燃烧室30进行检修；排气阀172用于在增压前排出管路中的残留空气；第二冷却器173设置在低压增压回路14和高压增压回路15的下游、燃烧室30的上游，以向待测阀门10提供稳定温度的液态流水。
[0084]超压回流收集装置174包括低压收集回路175、高压收集回路176、第三冷却器177、第二收集容器178。
[0085]低压收集回路175包括低压收集管道1751、设置在低压收集管道1751上的第七针阀1752、第一安全阀1753。高压收集回路176包括高压收集管道1761、设置在高压收集管道1761上的第八针阀1762、第二安全阀1763。第七针阀1752适用于7.5MPa及以下的管路，第八针阀1762适用于7.5MPa以上的管路，第一安全阀1753适用于7.5MPa及以下的管路，第二安全阀1763适用于7.5MPa以上的管路，第七针阀1752在低压增压试验压力下开启，第八针阀1762在高压增压试验压力下开启。
[0086]第三冷却器177设置在低压收集回路175、高压收集回路176的下游，第二收集容器178设置在第三冷却器177的下游，第三冷却器177将超压释放的流水冷却成液态排到第二收集容器178内。
[0087]优选地，第一冷却器53、第二冷却器173、第三冷却器177采用循环水冷却器，以更好的冷却收集。
[0088]下面以公称通径DN100、公称压力PN100的锻钢明杆、硬密封平板闸阀作为试验待测阀门10，结合附图对本实施例中的阀门耐火型式试验装置的原理及试验过程进行说明:
[0089]根据待测阀门10的公称压力，根据相关的耐火试验标准，确定公称通径DN100、公称压力PN100的锻钢明杆、硬密封平板闸阀的高压试验压力8.0MPa、低压试验压力0.7MPa。
[0090]在实验前确保所有的阀门处于关闭状态。将待测阀门10旋转到部分开启位置，开启第二球阀162、排气阀172、第六针阀171、第五针阀52、第三针阀157，给系统供水并排除空气。管道中充满水时，关闭排气阀172，第五针阀52，启动高压增压泵152，加压至14MPa时，停止高压增压泵152，检查试验装置是否存在泄漏，若没有泄漏，则关闭待测阀门10并打开第五针阀52。
[0091]再次开启高压增压泵152，将试验压力调至8.0MPa，保持试验压力的稳定。测量第一收集容器54内的泄漏量，并倒空。
[0092]打开风路系统37给燃气气路供风。
[0093]打开燃气气路让燃气气源开始供气并将喷嘴出口 3511点燃对待测阀门10燃烧加温，在三十分钟的燃烧期间自始至终检测火区温度。热电偶和量热块的温度显示在显示屏上，热电偶的平均温度要求在点火后两分钟内达到750°C，量热块的平均温度在点火后15分钟内达到650°C，如未达到要求应将燃气气源的开关开度增大，在之后的燃烧期内保持火区平均温度在750V?1000°C，并且在燃烧期间不出现低于700°C的读数，量热块的最小平均温度保持在650°C，且不出现低于560°C的温度，为达到温度要求，可将燃烧期延长五分钟。
[0094]燃烧期间每隔三十秒记录一次第三压力表155的压力读数以及各热电偶的温度数据。
[0095]燃烧达到三十分钟后，关闭燃气气路开关停止送气。
[0096]立即测量并记录第一收集容器54内的水量，即为高压试验压力条件下燃烧期通过待测阀门10的总泄漏量。
[0097]待火焰熄灭后关闭鼓风机停止送风，火焰熄灭五分钟内打开与喷淋管道41连接的冷却水源，启动喷淋系统40用水强制冷却待测阀门10至其外表温度为100°C以下，记录待测阀门10外表面冷却到100°C以下时所需要的时间。
[0098]关闭第二球阀162，打开第一球阀161、第一针阀147、第二针阀148。
[0099]启动低压增压泵142，减小系统压力至0.7MPa的低压试验压力，保持压力，在五分钟内测量通过待测阀门10的泄漏量。
[0100]关闭第一球阀161，打开第二球阀162、第三针阀157。
[0101]将高压增压泵152增至8.0MPa的高压试验压力，关闭第五针阀52，在高压试验压力下操作待测阀门10至全开位置，在五分钟内测量外漏量。
[0102]对高压增压泵152泄压，打开所有阀门，试验完成。
[0103]对其他公称通径和公称压力的待测试验阀参考以上试验过程进行。
[0104]可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
[0105]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种阀门耐火型式试验装置，其特征在于，包括与待测阀门(10)上游连接以向所述待测阀门(10)提供恒定压力流水的恒压源(20)、用于容置所述待测阀门(10)并对所述待测阀门(10 )进行火焰燃烧加热的燃烧室(30 )、设置在所述燃烧室(30 )内对加热后的所述待测阀门(10)进行冷却的喷淋系统(40)以及与所述待测阀门(10)的下游连接以收集所述待测阀门(10)向下游泄漏出的流水的第一收集装置(50)； 所述燃烧室(30 )包括设有开口( 311)的炉体(31)，所述炉体(31)上形成有容置所述待测阀门(10)的燃烧腔(312); 所述炉体(31)内设有均匀布置在所述待测阀门(10)周边的若干燃烧单元(35);所述燃烧单元(35 )包括喷嘴(351)以及与所述喷嘴(351)配套的喷嘴调节机构(352 ); 所述喷嘴(351)包括用于喷火的喷嘴出口(3511)，所述喷嘴调节机构(352)与所述喷嘴(351)配合以调节所述喷嘴出口(3511)与所述待测阀门(10)之间的相对位置。
2.根据权利要求1所述的阀门耐火型式试验装置，其特征在于，所述喷嘴调节机构(352)包括可转动地设置在所述炉体(31)底部的固定底盘(353)、设置在所述固定底盘(353)上的旋转支架(354)、可转动地设置在所述旋转支架(354)上的旋转轴(355)、设在所述旋转轴(355)上的喷嘴固定架(356)，所述喷嘴(351)安装在所述喷嘴固定架(356)上，所述固定底盘(353 )转动调节所述喷嘴(351)在水平方向的转动角度，所述喷嘴固定架(356 )转动调节所述喷嘴(351)在高度方向的位置。
3.根据权利要求2所述的阀门耐火型式试验装置，其特征在于，所述固定底盘(353)的两相对侧上分别设有圆弧形的第一调节槽(3531)，所述固定底盘(353)通过第一锁固件穿设所述第一调节槽(3531)安装到所述炉体(31)上，两圆弧形的所述第一调节槽(3531)同心，所述固定底盘(353)依所述第一调节槽(3531)的弧形方向转动以调节所述喷嘴出口(3511)水平方向的转动角度； 所述喷嘴调节机构(352)还包括设置在所述旋转轴(355)上的旋转盘(357)，所述喷嘴固定架(356)随所述旋转盘(357)的转动而转动；所述旋转盘(357)上设有圆弧形的第二调节槽(3572)，所述第二调节槽(3572)的圆弧中心与所述旋转轴(355)的轴心重合，所述旋转支架(354)上设有第二锁孔(3541)，通过第二锁固件穿设所述第二调节槽(3572)锁到所述第二锁孔(3541)上，将所述旋转盘(357 )定位以设定所述喷嘴出口( 3511)高度方向的位置。
4.根据权利要求3所述的阀门耐火型式试验装置，其特征在于，所述炉体(31)内设有试样平台(33)，所述试样平台(33)中部设有用于支撑所述待测阀门(10)的空心支座； 所述试样平台(33)上沿纵横方向分别间隔设有若干第一锁孔(331)，横向或纵向相邻的两个第一锁孔(331)之间的间距与所述第一调节槽(3531)的弧形直径相当。
5.根据权利要求1所述的阀门耐火型式试验装置，其特征在于，所述喷嘴(351)还包括与所述喷嘴出口(3511)连通的喷嘴进口(3512)，所述喷嘴进口(3512)包括用于接入助燃气体的进风口(3513)、以及接入燃气源的燃气进口(3514)。
6.根据权利要求5所述的阀门耐火型式试验装置，其特征在于，所述燃烧室(30)还包括风路系统(37 )和燃气气路系统(36 )，所述风路系统(37 )包括鼓风机、风路管道(371)，所述风路管道(371)包括与所述鼓风机连接的鼓风口( 372 )以及与各所述进风口( 3513 )分别对应连通的若干出风口(373)； 所述燃气气路系统(36)包括提供可燃燃气的燃气气源、以及将可燃燃气输送到燃气进口(3514)的燃气管道(361)，所述燃气管道(361)包括与所述燃气气源连接的进气口(362)以及与各所述燃气进口(3514)分别对应连接的若干出气口(363)。
7.根据权利要求1所述的阀门耐火型式试验装置，其特征在于，所述开口(311)设于所述炉体(31)的上侧，所述燃烧室(30)还包括盖合在所述开口(311)上的炉盖(32)，所述喷淋系统(40)设置在所述炉盖(32)的下侧，所述喷淋系统(40)包括设置在所述炉盖(32)上的喷淋管道(41)、设置在所述喷淋管道(41)上的入水口( 42 )和若干喷头(43 )，所述入水口(42)与冷却水源连接以向所述喷淋管道(41)内注入冷却水，所述若干喷头(43)沿所述喷淋管道(41)间隔排布，以向所述待测阀门(10)喷水将其冷却。
8.根据权利要求1至7任一项所述的阀门耐火型式试验装置，其特征在于，所述恒压源(20)包括水源(11)、低压增压回路(14)、高压增压回路(15)以及切换装置(16)； 所述低压增压回路(14)连接在所述水源(11)与所述待测阀门(10 )之间，以向所述待测阀门(10)提供低压试验压力的流水； 所述高压增压回路(15)连接在所述水源(11)与所述待测阀门(10)之间，以向所述待测阀门(10)提供高压试验压力的流水； 所述切换装置(16)设置在所述低压增压回路(14)、高压增压回路(15)的上游，所述切换装置(16)在第一状态和第二状态之间切换，以使所述水源(11)分别向所述低压增压回路(14)、高压增压回路(15)供水，并由所述低压增压回路(14)、高压增压回路(15)分别向所述待测阀门(10)提供流水。
9.根据权利要求8所述的阀门耐火型式试验装置，其特征在于，所述低压增压回路(14)包括低压管道(141 )、设置在所述低压管道(141)上的低压增压泵(142)、设置在所述低压增压泵(142)下游的低压压力测量装置(144)； 所述低压增压泵(142)与所述待测阀门(10)连接以将水源(11)的来水调整至低压试验所需的压力向所述待测阀门(10)输出，所述低压压力测量装置(144)设于所述待测阀门(10)的上游以测量所述低压增压泵(142)输出到所述待测阀门(10)的水的压力； 所述低压压力测量装置(144)包括设置在所述低压管道(141)上的第一压力表(145)、第二压力表(146)，所述第一压力表(145)和所述低压管道(141)之间设有第一针阀(147)，所述第二压力表(146)和所述低压管道(141)之间设有第二针阀(148); 所述高压增压回路(15)包括高压管道(151)、设置在所述高压管道(151)上的高压增压泵(152)、设置在所述高压增压泵(152)下游的高压压力测量装置(154); 所述高压增压泵(152)与所述待测阀门(10)连接以将所述水源(11)的来水调整至高压试验所需的压力向所述待测阀门(10)输出，所述高压压力测量装置(154)设于所述待测阀门(10)的上游以测量所述高压增压泵(152)输出到所述待测阀门(10)的水的压力； 所述高压压力测量装置(154)包括设置在所述高压管道(151)上的第三压力表(155)、第四压力表(156)，所述第三压力表(155)和所述高压管道(151)之间设有第三针阀(157)，所述第四压力表(156)和所述高压管道(151)之间设有第四针阀(158)； 所述第一收集装置(50)包括收集管道(51)、第五针阀(52)、第一冷却器(53)以及第一收集容器(54 )，所述收集管道(51)与待测阀门(10 )下游连接，所述第五针阀(52 )设置在所述收集管道(51)上以控制所述待测阀门(10)的泄漏开关，所述第一冷却器(53)将从所述待测阀门(10)泄漏的水冷却排出到所述第一收集容器(54)，所述第一收集容器(54)设置在所述收集管道(51)下游以收集泄漏的流水。
10.根据权利要求8所述的阀门耐火型式试验装置，其特征在于； 所述低压增压回路(14)、高压增压回路(15)与所述待测阀门(10)之间设有第六针阀(171)，排气阀(172)、第二冷却器(173)以及超压回流收集装置(174)； 所述第六针阀(171)设置在所述待测阀门(10)的上游以开启或切断所述待测阀门(10)的供水，所述排气阀(172)用于排出管路中的残留空气，所述第二冷却器(173)用于向所述待测阀门(10)提供稳定温度的液态流水； 所述超压回流收集装置(174)包括低压收集回路(175)、高压收集回路(176)、第三冷却器(177)及第二收集容器(178)； 所述低压收集回路(175)包括低压收集管道(1751)、设置在所述低压收集管道(1751)上的第七针阀(1752)、第一安全阀(1753)，所述第一安全阀(1753)与所述低压增压回路(14)的试验压力配套； 所述高压收集回路(176)包括高压收集管道(1761)、设置在所述高压收集管道(1761)上的第八针阀(1762)、第二安全阀(1763)，所述第二安全阀(1763)与所述高压增压回路(15)的试验压力配套； 所述第三冷却器(177)设置在所述低压收集回路(175)、高压收集回路(176)的下游以将超压回流的水冷却； 所述第二收集容器(178)设置在所述第三冷却器(177)的下游，以收集超压回流的液态水。
【文档编号】G01M13/00GK203929365SQ201420209811
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】丁二喜, 胡正国, 谢常欢, 张春林 申请人:深圳市特种设备安全检验研究院