阀门高温高压气体寿命试验和气密性试验系统的制作方法

本申请涉及一种阀门高温高压气体寿命试验和气密性试验系统，主要用于阀门在高温高压气体环境下的寿命试验和阀门内漏和外漏的气密性试验。

背景技术：

阀门寿命试验指将阀门放在特定的试验条件下进行循环试验，考察其寿命特征、失效规律等各种失效模式随时间变化的规律，为阀门结构设计合理性、密封性能、加工质量、材料选择及装配质量等可靠性设计、预测，以及改进新产品质量等研究提供基础资料。

阀门气密性试验主要检验阀门的内漏和外漏。阀门内漏指由于介质的冲蚀磨损等原因使得阀芯和阀体之间产生缝隙而关不严，介质可以流过。阀门外漏指阀门与连接法兰或连接螺纹之间密封不严、或阀杆与压盖间密封不严、或阀体毛坯上有沙眼，以及因介质冲蚀导致阀体磨损等原因导致外泄漏。介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的阀门，须进行气密性试验。

申请号为201410335782.4，发明名称为“一种阀门启闭循环寿命试验系统”的专利文件公开了一种阀门启闭循环寿命试验系统，其中仅涉及了寿命试验，没有涉及高温高压气体环境以及气密性试验的内容。

技术实现要素：

本申请的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，通过断屑槽在切除铁屑时引导铁屑，分断铁屑的作用，连续作业的阀门高温高压气体寿命试验和气密性试验系统。

本申请解决上述问题所采用的技术方案包括：一种阀门高温高压气体寿命试验和气密性试验系统，其特征在于包括制氮系统、增压系统、稳压系统、调压系统、冷却系统、加热系统、主测量控制系统、排气测量控制系统、控制器,控制器与制氮系统、增压系统、稳压系统、调压系统、冷却系统、加热系统、主测量控制系统、排气测量控制系统、被试阀门均连接并控制这些系统工作，制氮系统、增压系统、调压系统、加热系统、主测量控制系统、排气测量控制系统依次通过管路连通，稳压系统安装在增压系统、调压系统之间的管路上，冷却系统用来对管路中的气体降温，被试阀门安装在主测量控制系统内的管路上。

所述主测量控制系统包括：第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第二高温气动阀、第三高温气动阀、第四高温气动阀、第五高温气动阀、伺服电机执行机构、被试阀门保温箱，第二温度传感器、第四温度传感器分别用来检测主测量控制系统进口管路、出口管路上的温度，第三温度传感器用来检测安装在被试阀门保温箱内的被试阀门的温度，第二高温气动阀、第三高温气动阀连接在主测量控制系统进口管路上并分别连接至被试阀门保温箱的两端，第四高温气动阀、第五高温气动阀连接在主测量控制系统出口管路上并分别连接至被试阀门保温箱的两端，该组合控制使得本申请被试阀门具有任意端进气另一端出气的功能，第二压力传感器、第三压力传感器分别用来检测被试阀门两端的压力，被试阀门与伺服电机执行机构连接，控制器与第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第二高温气动阀、第三高温气动阀、第四高温气动阀、第五高温气动阀、伺服电机执行机构、被试阀门保温箱均连接。

所述排气测量控制系统包括：第五温度传感器、第六高温气动阀、第一针阀、第二针阀、质量流量计，第五温度传感器用来测量排气测量控制系统管路温度，第六高温气动阀与第一针阀、第二针阀均连接，第一针阀通过质量流量计排气，第二针阀直接排气，控制器与第五温度传感器、第六高温气动阀、第一针阀、第二针阀、质量流量计均连接。

所述制氮系统包括：空压机、冷干机、多级过滤器、空气储罐、变压吸附分离塔、氮气储罐，空压机、冷干机、多级过滤器、空气储罐、变压吸附分离塔、氮气储罐依次连通，控制器与空压机、变压吸附分离塔、冷干机均连接。

所述增压系统包括：氮气压缩机、安全阀、止回阀，氮气压缩机与止回阀连接，安全阀安装在氮气压缩机、止回阀之间，控制器与氮气压缩机、安全阀均连接。

所述稳压系统包括四个并联的由储气罐与开关阀连接构成的储气稳压装置，控制器与开关阀、储气罐内置压力传感器连接。

所述调压系统包括调压阀、第一高温气动阀、第一压力传感器、第一温度传感器，调压阀与第一高温气动阀连接，调压系统出口管路上设置第一压力传感器、第一温度传感器，控制器与调压阀、第一高温气动阀、第一压力传感器、第一温度传感器均连接。

所述冷却系统包括第一冷却器、第二冷却器，第一冷却器、第二冷却器分别安装在调压系统与加热系统之间、主测量控制系统与排气测量控制系统之间，控制器与第一冷却器、第二冷却器均连接，通过冷却器将高温氮气控制在加热系统和主测量控制系统内。

所述加热系统采用防爆流体加热器，控制器与防爆流体加热器连接。

所述被试阀门保温箱内设置有电热装置。

本申请与现有技术相比，具有以下优点和效果：设计合理，使用方便，适用面广，成本低，安全性好。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本申请作进一步的详细说明，以下实施例是对本申请的解释而本申请并不局限于以下实施例。

参见图1，本实施例阀门高温高压气体寿命试验和气密性试验系统主要包括如下子系统：制氮系统、增压系统、稳压系统、调压系统、冷却系统、加热系统、主测量控制系统、排气测量控制系统。制氮系统、增压系统、调压系统、加热系统、主测量控制系统、排气测量控制系统依次通过管路连通，稳压系统安装在增压系统、调压系统之间的管路上，冷却系统用来对管路中的气体降温，其中，

制氮系统包括：空压机PA1、冷干机GC1、多级过滤器AS1、空气储罐TA1、第一变压吸附分离塔PSA1、第二变压吸附分离塔PSA2、氮气储罐TN1。 该系统通过空压机PA1压缩空气使其具有一定的压力等级，通过冷干机GC1干燥压缩空气，通过多级过滤器AS1除尘，在空气储罐TA1缓冲，通过第一变压吸附分离塔PSA1、第二变压吸附分离塔PSA2交替吸附分离出可达到99.999%纯度的低压氮气，并存储在氮气储罐TN1内。

增压系统包括：氮气压缩机PN1、安全阀VS1、止回阀VC1；制氮系统制成的低压氮气在氮气压缩机PN1增压供气，其后配置安全阀VS1超压保护，止回阀VC1避免高压氮气逆流造成对前端制氮系统损坏。

稳压系统包括：四个储气罐T1、T2、T3、T4，分别与四个开关阀V1、V2、V3、V4连接。

该储气罐与开关阀的组合装置具有储气和稳压的功能。

调压系统包括：调压阀VCL1、第一高温气动阀VG1、第一压力传感器PT1、第一温度传感器TT1。高压氮气通过调压阀VCL1后具有试验所需的特定压力，第一高温气动阀VG1具有截断保护前端常温系统的作用，阀后设置第一压力传感器PT1测量实际进口压力，设置第一温度传感器TT1测量实际进口温度。

冷却系统包括第一冷却器HX1、第二冷却器HX2，第一冷却器HX1、第二冷却器HX2分别安装在调压系统与加热系统之间、主测量控制系统与排气测量控制系统之间，通过冷却器将高温氮气控制在加热系统和主测量控制系统内。

加热系统包括：防爆流体加热器H1，为阀门高温高压气体寿命试验及气密性试验提供热源。

主测量控制系统包括：第二~第四温度传感器TT2、TT3、TT4；第二、第三压力传感器PT2、PT3；第二~第五高温气动阀VG2、VG3、VG4、VG5；伺服电机执行机构EC1；被试阀门保温箱（具有加热和控制温度的功能）HC1。高温氮气通过第二~第五高温气动阀（VG2-VG5）的组合控制，具有从被试阀门F左端进气右端出气或者相反方向进出气的功能。通过温度和压力传感器的测量反馈所需数据，气密性检测可通过高精度压力传感器测试压降实现。阀门寿命试验过程中的被试阀门F启闭动作通过伺服电机执行机构EC1实现。被试阀门保温箱X具有加热和控制温度的功能，从而降低制氮量，减少运行成本。

排气测量控制系统包括：第五温度传感器TT5、第六高温气动阀VG6、第一针阀VN1、第二针阀VN2、质量流量计VT1。第六高温气动阀VG6具有截断保护后端常温质量流量计VT1的作用，设置第五温度传感器TT5测量实际出口温度，设置质量流量计VT1测量被试阀门F寿命试验时启闭过程中的氮气流量变化，针阀（VN1、VN2）具有切换测量流量后排气和直接排气的功能。

优点及效果：

1. 常规的阀门寿命试验系统为常温低压状态下试验，本系统创新性地具有在高温高压下进行试验的能力。

2. 常见的阀门气密性试验系统为常温状态下试验，本系统创新性地具有在高温下进行气密性试验的能力。

3. 常见的阀门寿命试验系统和气密性试验系统为两套系统，本系统创新性地将二者结合。

4. 本系统采用氮气作为试验寿命试验介质，具有较好的安全性；采用具有连续制氮气能力的制氮系统，相较于低温液氮气化制氮气具有投资成本低、运行成本低、连续不间断制氮的特点，同时规避了低温液氮气化制氮气方式的低温液氮伤人的安全隐患。

5. 采用冷却系统，可使得在被试阀门F处于高温状态的情况下，前端制氮系统、增压系统、稳压系统、调压系统，后端排气测量控制系统处于常温状态，从而降低投资成本。

6. 主测量控制系统的四组高温气动阀（VG2-VG5），具有快速响应的特点；可以在被试阀门F不调转前后方向的情况下具有从被试阀门F两个接口分别进气测试阀门内漏的能力。

7. 采用防爆流体加热器H1加热试验介质氮气和被试阀门保温箱HC1加热阀体，具有在满足阀门高温试验状态下的经济性。

凡是本申请的简单变形或者组合，应认为落入本申请的保护范围。