一种适用于插焊式截止阀的气密性检测装置及检测方法与流程

本发明属于阀门检测技术领域，具体涉及一种适用于插焊式截止阀的气密性检测装置及检测方法。

背景技术：

随着液化天然气(liquefiednaturalgas，简称lng)相关技术的不断发展，lng的应用范围越来越广，与其相匹配的截止阀的需求也越来越多，对截止阀的性能要求也越来越严格，而气密性检测是对截止阀性能检测过程中必做的检测项目，其直接关系到截止阀的使用寿命和使用安全性。

对于不同的应用环境，采用的截止阀也各不相同，根据截止阀通道流通方向的区别，常用的截止阀可分为直通式截止阀和角式截止阀，其中，直通式截止阀进气端面和出气端面同轴设置且进气端面平行于出气端面；角式截止阀的进气端面与出气端面不同轴设置且两端面之间呈一定夹角。由于直通式截止阀具有启闭过程中密封面之间摩擦力小，耐磨，开启高度小，制造工艺性能好等特点，其在各种领域应用中最为广泛。

直通式截止阀中有一类为插焊式截止阀，其进气口和出气口大多为同轴设置的光口，这类截止阀在气密性检测过程中与试验通路的连接存在极大的困难，且连接后的气密性准确性也较难保证。现有的插焊式截止阀的气密性检测所采用的试验装置通常是通过螺纹拧紧力矩来提供密封力，其一方面对截止阀进气口和出气口的准确密封难度较大，另一方面其在截止阀进气口和出气口对接安装过程中消耗的时间较多，不利于对批量的截止阀进行气密性试验，并且现有的插焊式截止阀气密性检测装置对试验工件的磨损较大，导致其使用寿命缩短。上述现有的插焊式截止阀气密性检测方法极大地影响了截止阀气密性检测的准确性，降低了截止阀气密性检测的效率，提高了气密性检测成本。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于插焊式截止阀的气密性检测装置及检测方法，其中通过利用气体在不同管径通道内流动所产生的气压差实现滑动的活塞来确保截止阀的快速锁定密封，并设置采用设计第一密封垫和第二密封垫来对应实现截止阀的进气口和出气口的密封，有效提升了气密性检测的效率，还能有效提高截止阀气密性检测的准确性。

为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种适用于插焊式截止阀的气密性检测装置，其特征在于，包括支架、活塞组件和接头，其中，

所述支架上开设有用于容置待检测截止阀阀体的凹槽，所述凹槽的一侧壁面上对应截止阀的进气口开设有用于容置活塞组件的第一通孔，相对的另一侧壁面上对应截止阀的出气口开设有连通所述出气口的第二通孔，其中，所述第一通孔为连通所述支架外部与所述凹槽的阶梯通孔，其包括位于所述凹槽侧面上内径较小的一端和内径较大的另一端，两者交界处形成用于对所述活塞组件限位的环形台阶端面；

所述活塞组件包括轴向容置在所述第一通孔中并可相对其滑动以使得截止阀进气口和出气口被压紧密封的活塞以及与所述活塞同轴套装以进行限位缓冲弹簧；其中，所述活塞为阶梯轴结构，其外径较小一端穿过所述第一通孔内径较小的一端并以端面与所述截止阀进气口对正，其外径较大的另一端与所述第一通孔内径较大的一端匹配设置并容置其中，大小两端交界处形成环形台阶面，所述弹簧套在所述活塞较小一端外周面且两端分别与第一通孔台阶端面及活塞的台阶端面抵接，以对活塞在第一通孔中的轴向往复移动进行限位或缓冲；且所述活塞轴向上开设有连通其两端端面的第三通孔，其可在所述活塞与所述截止阀进气口压紧密封后连通所述截止阀进气口；

所述接头固定安装在第一通孔远离所述凹槽的端部，用于封堵所述第一通孔，该接头轴向开设有可用于连通所述第三通孔并同时与外部气源连通的第四通孔，且所述第四通孔的内径大于所述第三通孔的内径，以此方式外部气体通过所述第四通孔进入第一通孔中后部分气体通过连通的第三通孔进入截止阀进气口，其余气体作用于所述活塞端面推动活塞轴向移动，进而使截止阀进气口与活塞端面的匹配密封及截止阀出气口与所述凹槽侧面的匹配密封，从而可用于气密性检测。

作为本发明的进一步改进，与所述截止阀进气口端面对应的所述活塞端面上开设有环形凹槽并容置有用于与所述截止阀进气口匹配密封的第一密封垫，和/或与所述截止阀出气口端面对应的所述凹槽端面上开设有环形凹槽并容置有用于与所述截止阀出气口匹配密封的第二密封垫。

作为本发明的进一步改进，所述第二通孔与所述第一通孔同轴设置，或所述第一通孔与所述第三通孔轴向设置，或所述第三通孔与所述第四通孔同轴设置。

作为本发明的进一步改进，所述活塞与所述第一通孔内径较大一端的内壁相匹配的外周面上开设有环形凹槽，其中容置有用于所述活塞外周与所述第一通孔内壁密封匹配的o型圈。

作为本发明的进一步改进，所述接头端部还设置有拧紧端，其外径大于所述第一通孔外径，并在该接头与第一通孔连接时拧紧端端面抵接第一通孔端面以密封封堵该第一通孔。

作为本发明的进一步改进，所述接头上与第一通孔端面抵接的拧紧端设置有第三密封垫。

作为本发明的进一步改进，所述第一通孔内位于活塞与接头之间还设置限位块，所述限位块背离接头第四通孔的端面用于与所述活塞外径较大一端端面接触以对其限位，且所述限位块开设有连通所述第四通孔并与其轴线呈角度设置的支气孔，以用于将所述第四通孔中通入的气体分流至第一通孔内。

作为本发明的进一步改进，所述凹槽底部还对应设置有用于对截止阀轴向定位的导向架，所述导向架包括与所述凹槽底面接触的底板以及分设于底板两侧并开设有与截止阀进气口和出气口外径相对应u形槽的侧板。

作为本发明的进一步改进，所述导向架与所述凹槽底面接触的底板面上设有位于四角的小凸台。

本发明的另一个方面，提供一种利用上述适用于插焊式截止阀的气密性检测装置进行气密性检测的方法，其步骤如下：

s1：将弹簧、活塞依次安装在支架上第一通孔中，将接头对应连接在支架上的第一通孔端部；

s2：将待检测的插焊式截止阀对应容置于支架上的凹槽中，并使得截止阀进气口与第一通孔对正且截止阀出气口与第二通孔对正；

s3：关闭插焊式截止阀的阀门，并将接头上的第四通孔与外部气源连通；

s4：由外部气源向接头的第四通孔内通入一定压强的气体，使得活塞克服弹簧的弹力而向靠近凹槽的一侧滑动以使得使截止阀进气口与活塞端面的匹配密封及截止阀出气口与所述凹槽侧面的匹配密封；

s5：保持外部气源中的气体压强一定时间，将第二通孔完全接入水中，观察第二通孔中是否有气泡冒出，以此来判断截止阀是否漏气；

s6：取消外部气源向接头中通气，活塞在弹簧的恢复弹力作用下回位，即活塞解除与截止阀进气口端面的匹配密封，待检测截止阀从凹槽中取出而完成气密性检测过程。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的适用于插焊式截止阀的气密性检测装置，通过设置活塞来实现对截止阀的轴向锁定和端面密封，采用对第三通孔和第四通孔不同内径的设计形式，使接头上的第四通孔内径大于活塞上第三通孔的内径，以此在活塞的两侧端部产生气体压差而驱动活塞运动，继而对截止阀轴向锁定和密封，不仅能利用通入气体来检测截止阀的气密性，还能有效利用气体压强来实现截止阀的密封，有效提升了截止阀气密性检测的持续密封性；

(2)本发明的适用于插焊式截止阀的气密性检测装置，通过采用第一密封垫和第二密封垫来分别实现插焊式截止阀进气口和出气口端面的密封，有效确保了截止阀气密性检测的准确性，进而提升了插焊式截止阀的使用安全性；

(3)本发明的适用于插焊式截止阀的气密性检测装置，仅需通过在外部气源中通入气体或者取消气体通入便能实现截止阀在快速锁紧密封和解除约束限制之间转换，从而可实现截止阀在检测装置上的快速拆装，有效提升了截止阀的气密性检测效率，降低了截止阀气密性检测成本；

(4)本发明的适用于插焊式截止阀的气密性检测装置，结构简单，设计成本较低，且易于操作和拆装，有效保证了气密性检测的准确性，提升了插焊式截止阀的气密性检测效率，降低了截止阀气密性检测成本，进一步降低了插焊式截止阀的应用检修成本。

附图说明

图1是本发明实施例的适用于插焊式截止阀的气密性检测装置的整体结构剖视图；

图2是本发明实施例中用于插焊式截止阀定位的导向架的立体示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.第二密封垫，2.导向架，3.第一密封垫，4.弹簧，5.o型圈，6.活塞，7.支架，8.接头，9.第三密封垫，jzf.插焊式截止阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本发明实施例的适用于插焊式截止阀的气密性检测装置的整体结构剖视图；图2是本发明实施例中用于插焊式截止阀定位的导向架的立体示意图，其中包括支架7、导向架2、活塞6和接头8。

进一步地，一个优选实施例中的支架7如图1中所示，支架7是气密性检测装置的主体部件，用于将截止阀的进气口端和出气口端容置其中并实现其端部密封。具体地，在一个优选实施例中的支架7为长方体形状，其一侧端面上开设有一定深度的方形盲孔作为容置待检测截止阀的凹槽，凹槽的两侧内壁上对应截止阀的进气口端和出气口端同轴开设有第一通孔和第二通孔，进一步地，第二通孔对应截止阀容置在凹槽内出气口的位置设定，其一侧连通支架7的外部空间，另一侧连通支架7上的凹槽，第二通孔的内径优选小于截止阀的出气口内径且优选与截止阀的出气口同轴设置；第一通孔为阶梯孔，其对应截止阀容置在凹槽内进气口的位置设定，其优选与截止阀的进气口同轴设置，第一通孔的一侧连通支架7上的凹槽，其另一侧连通支架7的外部；进一步地，第一通孔在靠近凹槽一侧的内径较小背离凹槽的一侧内径较大，其优选为圆柱形通腔，在内径较小一端与内径较大一端的交界处形成环形台阶端面。

进一步地，第一通孔内容置有可相对第一通孔轴向滑动的活塞6，活塞6对应第一通孔设计为阶梯轴结构，其一端外径与第一通孔内径较小一端匹配以用于活塞6穿过第一通孔并以端面接触密封截止阀进气口端面，其另一端外径与第一通孔内径较大一端匹配以用于活塞6与第一通孔接触密封并可在外力作用下相对第一通孔作轴向相对滑动，活塞6上的外径较小一端与外径较大一端之间在交界处形成环形台阶面，即活塞6在一个优选实施例中呈回转式t形结构，进一步地，活塞6上轴向开设有连通两侧端面的第三通孔，第三通孔优选与第一通孔和/或截止阀进气口同轴开设，第三通孔将截止阀的进气口与活塞6内径较大端一侧的空间连通；进一步优选地，活塞6与第一通孔内径较大一端内周壁接触的内径较大一端外周壁上开设有环形凹槽，用于在环形凹槽中设置o型圈5来确保活塞6的外周壁与第一通孔的内周壁之间不发生漏气现象，一个优选实施例中的活塞6上的滑动端外周壁上平行开设有两个环形凹槽，容置有两个环状o型圈5；进一步地，活塞6的密封端上还套设有弹簧4，弹簧4的一侧端面与第一通孔的环形台阶端面接触，其另一侧端面与活塞6上的环形台阶面接触设置，弹簧4在气密性检测装置工作状态时呈压缩状态，此时活塞6往凹槽方向滑动到与截止阀进气口紧密匹配的位置，弹簧4在气密性检测装置非工作状态时由其恢复弹力将活塞6推动到远离凹槽的位置。

进一步地，第一通孔远离凹槽的一侧端部还设置有接头8，接头8的两端设置有连接头，分别用于与支架7上第一通孔连接以及与外部气源连接，进一步优选地，接头8与第一通孔的端部内周壁以螺纹连接的形式连接，即第一通孔出口端开设有内螺纹，相应地，接头8与第一通孔连接端的外径与第一通孔的内径较大一端的内径相匹配且对应开设有外螺纹，进一步地，接头8两端连接头之间轴向开设有贯穿接头8的第四通孔，接头8与支架7上的第一通孔匹配连接后，第四通孔将第一通孔与接头8的外部空间连通，进一步地，第四通孔的内径大于第三通孔的内径，即接头8上的第四通孔流道截面积大于活塞6上的第三通孔流道截面积，第三通孔与第四通孔的内径差异使得在第四通孔中持续通入一定压强气体之后，活塞6与接头8之间滞留有大量气体从而形成气压差以使得活塞6克服弹簧4的弹力而向凹槽方向滑动以与截止阀的进气口端面匹配密封；

进一步优选地，接头8可设计为三段式台阶轴形式，三段式结构优选同轴设计，其中，位于接头8两端的两段为外径较小的连接端，分别为与第一通孔连接的支架连接端以及与外部气源连接的管路连接端，两段连接端之间为外径较大的拧紧端，进一步具体地，支架连接端的外径与第一通孔的内径匹配设置，其与拧紧端的交界处形成环形台阶面，环形台阶面在接头8与支架7匹配连接后与第一通孔一侧的支架端面接触设置以保证接头8与支架7匹配后能将第一通孔端部密封，拧紧端的设置是为了便于操作人员轻松将接头8接上和/或取下支架7，拧紧端另一侧的管路连接端用于外部气源连接，其外径优选与外部气源的连接头内径匹配且管路连接头上开设有与外部气源连接头内径匹配的外螺纹以实现两者的快速螺纹连接；进一步优选地，在接头8的支架连接端的端部设置有限位块，限位块起到限位和分流的作用，具体而言，活塞6在不工作状态下由弹簧4推动而滑动到限位块接触的位置，由限位块端面将活塞6上的第三通孔密封，限位块优选与接头8同轴设置且宽度大于第四通孔的内径且宽度小于第一通孔的内径，限位块上开设有轴线与第四通孔轴线相交的支气通孔，支气孔连通第四通孔以用于将第四通孔中通过的气体分为与原流动方向呈一定角度偏转的流动方向后再流入接头8与活塞6之间的空间，待上述空间中的气压达到可以克服弹簧4的弹力后，由气压将活塞6向靠近凹槽的方向推动而与凹槽中截止阀的进气口匹配密封。

进一步地，对应截止阀出气口的第二通孔内径优选不大于截止阀出气口的内径，且对应截止阀出气口端面位置在凹槽的侧面上开设有环形凹槽，环形凹槽与截止阀出气口同轴设置，且环形凹槽的开设宽度优选对应截止阀的出气口管壁厚度设置，环形凹槽中设置有用于与截止阀出气口端面匹配密封的第二密封垫1，第二密封垫1与出气口端面密封匹配后的厚度优选不超过环形凹槽的深度，进一步优选地，与截止阀进气口匹配接触的活塞6外径较小一端的端面外径优选大于截止阀进气口的外径，活塞6与截止阀进气口端面对应的端面上也对应截止阀进气口端面开设有容置第一密封垫3的环形凹槽，第一密封垫3在接头8中通入持续压缩气体后与截止阀进气口端面匹配密封，且匹配密封后的第一密封垫3的厚度优选不超过对应环形凹槽的深度；进一步优选地，在接头8与支架7接触的端面之间设置有第三密封垫9，第三密封垫9可优选套设在接头8的支架连接端上，即其一侧端面与接头8上支架连接端与拧紧端之间形成的环形台阶面接触，另一侧端面在接头8匹配连接上第一通孔后与其一侧端面接触，以确保接头8与支架7之间的连接密封。

进一步优选地，凹槽的底部设置有与凹槽底面形状相匹配的导向架2，导向架2用于将插焊式截止阀放入其中而对进气口和出气口进行轴向定位且防止截止阀在凹槽内前后摆动，进一步地，导向架2由与凹槽底面接触的底板以及设置于底板两侧并对应截止阀进气口和出气口的两侧板组成，两侧板优选平行设置，且两侧板上同轴开设有用于截止阀进气口端和出气口端对应防止其中而实现轴向定位的u形槽，两侧板上的u形槽优选为半圆形开槽，其开槽的宽度对应于截止阀进气口和/或出气口的外径尺寸，且使得截止阀放入导向架2中后，位于两侧板u形槽上的进气口端面能刚好与活塞6上的第一密封垫3对正且出气口端面能刚好与第二密封垫1对正；进一步优选地，为了减少导向架2带动截止阀在凹槽底部沿进出气轴线方向上的滑动摩擦力，在导向架2的底板四角上设置有小凸台，以小凸台与凹槽的底面接触，从而减少导向架2的滑动摩擦力。

一个优选实施例中的适用于插焊式截止阀的气密性检测装置工作前，将弹簧4、安装有o型圈5和第一密封垫3的活塞6依次安装在支架7第一通孔中，并在其端部匹配连接设置有第三密封垫9的接头8，继而将如图1所示的插焊式截止阀置于所述支架7上的凹槽底部的导向架2上，即截止阀的进气口和出气口容置在导向架2两侧板上的u形槽中，此时，截止阀的进气口与活塞6一侧端面上第一密封垫3对正，且截止阀的出气口与凹槽侧面上的第二密封垫1对正；关闭截止阀的阀门，以接头8的管路连接端连接外部气源，并由外部气源往接头8内持续通入一定压强的压缩气体，推动活塞6克服弹簧4的弹力而向凹槽一侧滑动，使得截止阀的进气口端面与第一密封垫3紧密接触以匹配密封，且截止阀的出气口端面与第二密封垫1紧密接触以匹配密封，保持外部气源中的气体压强一定时间，并将上述带有待检测截止阀的支架7浸没于水中或在第二通孔背离凹槽的一侧接入橡胶管后将橡胶管未连接的一端浸没于水中，观察第二通孔中是否有气泡冒出，以此来检测截止阀是否有漏气的情况，检测完毕后，将支架7从水中取出，关闭外部气源中的气体输入，此时活塞6由于弹簧4的恢复弹力而被推动以接触对截止阀进气口和/或出气口的密封锁定，取出检测完毕的截止阀试件完成插焊式截止阀的气密性检测过程。

在一个优选实施例中运用上述适用于插焊式截止阀气密性检测装置来进行插焊式截止阀气密性检测的步骤如下：

s1：将弹簧4、安装有o型圈5和第一密封垫3的活塞6依次安装在支架7上第一通孔中，将接头8的支架连接端对应连接在支架7上；

s2：将导向架2对应放置于凹槽的底部，并将待检测的插焊式截止阀对应导向架2两侧板上的u形槽而将截止阀置于导向架2中，以使得截止阀进气口与第一密封垫3对正且截止阀出气口与第二密封垫1对正；

s3：关闭插焊式截止阀的阀门，并将可提供一定压强气体的外部气源以接头螺母与接头8一侧的管路连接端进行匹配连接；

s4：通过外部气源向接头8内通入一定压强的气体，以活塞6与接头8之间的压缩气体压力克服弹簧4的弹力而使得活塞6向凹槽一侧滑动以使得第一密封垫3与截止阀进气口端面匹配密封且第二密封垫1与截止阀出气口端面匹配密封；

s5：保持外部气源中的气体压强一定时间，将支架7浸没于水中，观察支架7上的第二通孔中是否有气泡冒出，以此来判断截止阀是否漏气；

s6：取消外部气源向接头8中通气，活塞6在弹簧4的恢复弹力作用下回位，即活塞6解除与截止阀进气口端面的紧密接触，待检测截止阀可从凹槽中取出而完成气密性检测过程；

s7：循环步骤s1～s6，完成批量插焊式截止阀的气密性检测。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。