用于煤气流量计壳体的快速拆装压力试验装置

2011-01-07张翠宣叶京生

装备制造技术 2011年5期

张翠宣，叶京生

（1.天津渤海职业技术学院，天津300402；2.天津科技大学，天津300222）

煤气流量计是计量煤气流量的仪表，不仅可以控制过程变量，同时也可为计量核算提供可靠的依据，应用广泛，形式多样。现有的煤气流量计根据原理的不同，可以分为孔板流量计、罗茨流量计、阿牛巴流量计、文丘里流量计、超声波流量计等[1～2]，在使用过程中存在着流量压力温度变化大、所含杂质多、煤气泄漏等问题[3～4]。而泄漏问题则是重中之重，为保证煤气传输及使用安全，煤气流量计需要具有极高的密封性，因此，作为重要的煤气计量装置，煤气流量计壳体的气密试验，是产品生产过程中必不可少的检验步骤。

1 气密性试验的试验方法

气密性试验，主要是检验容器的各联接部位是否有泄漏现象。现在的试验方法，通常为压力试验，即将煤气流量计的两半式壳体相对密封扣装后，放置于水槽内，通过气体管路向壳体内部进行加压至0.6 MPa，并保持一段时间，观察壳体接合面及其壳体端面上所制的多个孔位均无泄漏即为合格。

传统加压试验中，煤气流量计的两半式壳体通常采用圆周均布的螺栓来联接，其在试验操作过程中，存在诸多缺陷：

首先，采用连接螺栓的联接方式，很容易因各个螺栓之间紧定力度的不均匀，而造成气体泄漏，影响试验的准确性；

其次，逐一安装并拧紧螺栓的过程极为繁琐，费时费力，劳动强度较大，特别对于产品生产过程中批量性的试验操作来说，其弊端则更为突出。

为此，需要设计一种操作简便、可以有效保证流量计密封的壳体压力试验装置。

2 快速拆装式压力试验装置结构

快速拆装式压力试验装置结构如图1所示。

图1 新型压力试验装置结构图

3 试验装置工作原理

新型煤气流量计壳体密封压力试验装置[5]，如图1所示，由基座14、环形支架5、夹具3及两压紧碗9、16构成。环形支架通过固定台13竖直固装于基座上表面，在该环形支架上制有径向进气孔19，该径向进气孔与工件（即煤气流量计两半式壳体7、17）的内部空间相通。在该径向进气孔上安装进气管4，并在该进气管上安装有压力表1，从而可方便地观察到两半式壳体内部的压力状态。在该环形支架的两侧面，均制有可轴向卡装于两半式壳体的敞口端内部的安装环台18，该安装环台的形状与两半式壳体的敞口端形状相吻合。在环形支架两侧面所制的安装环台上，均套装有密封圈6，从而可保证两半式壳体与环形支架的密封安装。

夹具为半圆环形一体成型的夹具，在该夹具的两端部，分别相向安装有顶芯。其中一个顶芯，为轴向可调顶芯10，该轴向可调顶芯为螺杆轴顶芯，其活动安装于夹具端部所制的螺纹套11内。在该螺杆轴顶芯的外端部，安装有旋转手柄12，通过手动旋转该手柄，即可对夹具的夹紧力度进行调节。另一个顶芯15也为转动安装于夹具的端部。在夹具中心顶部固装有吊装环2。

压紧碗的敞口端内径与两半式壳体端面所成型的环台相吻合，从而可定位扣装于两半式壳体端面外表面所制的环台上。在两压紧碗的外侧表面，制有与顶芯配合的定位中心21，两压紧碗的碗体上，均制有均布的观察孔20。夹具通过两压紧碗，将两半式壳体夹紧安装于环形支架的两侧。两压紧碗中，至少一个压紧碗外侧表面所制的定位中心为偏心设置。从而夹具两端部相向安装的顶芯在夹紧状态下，其轴线与环形支架所在轴线不共轴，而是具有一定的倾斜角度，进一步保证夹具夹紧定位后，密封面受力的均匀性。

将煤气流量计两半式壳体端面所制的多个孔位8，采用密封件密封，将其对称扣装于环形支架两侧的安装环台上，采用夹具及两压紧碗，将两半式壳体同轴紧定于环形支架的两侧，通过调整夹具一端部所安装的螺杆轴顶芯，对夹具的夹紧力度进行调节。采用吊装工具将紧定后的工件及试验装置放置于水槽内。通入高压气体，保持一段时间，观察壳体的泄漏情况，无泄漏即为合格。本试验装置大大降低了现有流量计壳体密封加压试验的劳动强度，操作简便，具有推广应用价值。

4 试验装置的应用及特点

该装置不仅适用于煤气流量计壳体的密封加压试验，其他具有类似结构工件的密封加压试验同样适用，其特点为：

（1）密封性好。改变了传统密封加压试验中，采用螺纹连接两半式壳体的方式，而是采用专用工具连接，并且通过密封圈、夹具及两压紧碗的配合，将两半式壳体可靠压紧，具有良好密封性，碗体上布有均布的观察孔，通过该观察孔可方便地观察到流量计两半式壳体的端面上所制的多个孔位的密封性。

（2）操作灵活便捷。环形支架上的径向进气孔，可以安装进气管路及压力表，避免了直接在流量计两半式壳体上安装进气管路的繁琐操作。夹具的两端部相向安装有两顶芯，其中一个顶芯为螺杆轴顶芯，其可通过其外端所安装的旋转手柄进行径向调节，即可轻松实现对工件的轴向压紧，具有操作灵活、便捷的优点。夹具中心顶部固装有吊装环，用于将紧定好的工件及试验装置共同吊装于水槽内，进行加压试验，具有使用方便的优点。

（3）受力均匀，可靠安全。两压紧碗中至少一个制有偏心的定位中心，保证夹具两端部相向安装的顶芯在夹紧状态下，其轴线与环形支架所在轴线呈一定角度倾斜，进一步保证夹具夹紧定位后，密封面受力的均匀性。夹具为半圆环形一体成型的夹具，其具有较高的机械强度，可保证夹紧力度，防止在试验过程中，夹具由于工件内部压力的作用下而发生的变形，保证试验的可靠性及安全性。