一种球阀气密性测试方法及测试系统与流程

本发明涉及球阀气密性测试方法及测试系统。

背景技术：

球阀是用带圆形通孔的球体作启闭件，球体随阀杆转动，以实现启闭动作的阀门。球阀主要用做切断、分配和改变介质的流动方向，在出厂前都需要进行密封性检测，不然使用过程中会有较大的安全隐患。

如图1所示是一种非常典型的球阀气密性测试系统。它是一种差压+直压综合测试法气路，测试时，其相关动作为：

外漏测试：检测部位为壳体及上密封(阀杆部位密封)

1)被测球阀(uut)装夹完成后，将其手柄扳至45°位置，启闭件半开半闭；

2)平衡用常开电磁阀hv6得电关闭，常闭电磁阀hv4、hv5得电开启；

3)充气用常闭电磁阀hv1得电开启，经过滤的干燥空气开始填充标准腔(ref)及测试腔(uut)；

4)腔体内压力达到预设压力值并稳定后，常闭电磁阀hv1先失电关闭，随后常闭电磁阀hv4失电关闭；

5)差压传感器(pdi)开始工作，对球阀进行外漏检测；

6)测试完成后，常闭电磁阀hv4先得电开启，随后排气用常闭电磁阀hv2、hv3得电开启，腔体内气体开始排出，待气体排空后，常闭电磁阀hv2、hv3、hv4、hv5失电复位。

内漏测试：检测部位为内启闭件(球体部位密封)

1)充气用常闭电磁阀hv1得电开启，经过滤的干燥空气开始填充测试腔(uut)；

2)腔体内压力达到预设压力值并稳定后，常闭电磁阀hv1先失电关闭，随后将球阀关闭；

3)排气用常闭电磁阀hv2、hv3得电开启，启闭件(球体)外气体排出；

4)待气体排空后，常闭电磁阀hv2、hv3失电复位，随后，压力传感器pt1、pt2开始工作，对球阀进行内漏检测；

5)测试完成后，常闭电磁阀hv2、hv3先得电开启进行排气(气体排空后复位关闭)，随后治具打开，取出被测球阀。

这种测试方法具有如下技术效果：

1、使用压差法进行内漏测试，可显著提高检测精度。

2、在同一装夹位置上分别进行外漏及内漏检测，减少了装夹过程带来的泄漏几率及治具密封件的磨损，提高了检测稳定性。

但是，这种检测系统需要两个直压传感器和一个微差压传感器，测试成本高企。

技术实现要素：

本发明提供一种球阀气密性测试方法及测试系统，该系统采用其结构只用一个微差压传感器，可以大大节省系统成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种球阀气密性测试方法，对球阀进行外漏测试和内漏测试，球阀外漏测试包括以下步骤：

步骤a1、充气，该步骤中，向球阀腔体内和一个标准腔内充气，所球阀开启角度在20°－70°之间，进入球阀腔体内的空气充满包括阀杆周围的球阀腔体内；保证球阀腔体内的气压与标准腔内的气压一致；

步骤a2、检测，该步骤中，停止充气，采用一个差压传感器检测，差压传感器的高压端同标准腔内相通和低压端同球阀腔体内相通，5－15s以后观察差压传感器传出的数据，如果差压传感器传出的数据继续为零或者在允许范围内，则说明球阀无外漏；

球阀内漏测试包括以下步骤：

步骤b1、充气，该步骤中对球阀中球形的启闭件内充气；首先，开启球阀，向球阀腔体内充气；充气完毕后，关闭球阀，将启闭件外的气体放空；

步骤b2、检测，该步骤中，采用一个差压传感器检测，差压传感器的高压端与关闭了的球阀两端相通，压差传感器的低压端通过低压端开关阀与测试系统隔离，压差传感器的低压端管道内保持室外标准大气压；5－15s以后观察差压传感器传出的数据，如果差压传感器传出的数据继续为零或者在允许范围内，则说明球阀无内漏。

本发明中仅仅采用一个压差传感器可以节省检测设备成本，相较于利用压力传感器作球阀内漏的直压测试，使用差压传感器后，球阀内漏的检测精度将大幅提高。

本发明还提供了一种球阀气密性测试系统，包括空气源、充气阀、排气阀；所述的充气阀和排气阀分别设置在被测球阀的两侧；在所述的被测球阀的两侧跨接有导通阀；在所述的充气阀的出口接有标准腔，在充气阀与标准腔之间设置有高压端开关阀，标准腔的另一出口接差压传感器的高压端，差压传感器的低压端通过低压端开关阀接被测球阀靠近排气阀一侧。

本发明的系统结构简单成本低，测试精度高。

进一步的，上述的球阀气密性测试系统中：还包括对充气阀、排气阀、导通阀、高压端开关阀、低压端开关阀进行自动控制的控制系统。

利用控制系统形成一个自动检测球阀气密性的系统，更加进一步的降低人工成本。

进一步的，上述的球阀气密性测试系统中：所述的空气源还经过过滤调压阀才接充气阀；在所述的被测球阀的两侧还设置有过滤器。

对测试系统管道及阀门进行保护，防止被测球阀中的污染物传播到测试系统中，提高测试系统运行稳定性及延长使用寿命。

进一步的，上述的球阀气密性测试系统中：在所述的排气阀的外侧还设置有消音器。

减少由于检测带来的声音污染，提供一种干净的工作环境。

进一步的，上述的球阀气密性测试系统中：所述的差压传感器为微差压传感器，在所述的差压传感器两侧跨接有对其进行保护的平衡阀，所述的平衡阀是一种常开电磁阀。

在测试过程中如遇停电等意外，常开的平衡阀可以将微差压传感器两侧的气压进行平衡，使其不会由于超出量程而损坏。

进一步的，上述的球阀气密性测试系统中：所述的充气阀、排气阀、导通阀、高压端开关阀、低压端开关阀、平衡阀为零泄漏二位二通电磁阀，充气阀、排气阀、导通阀、高压端开关阀和低压端开关阀为常闭电磁阀。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1是目前球阀气密性测试系统原理图。

图2是本发明球阀气密性测试系统原理图。

具体实施方式

如图2所示：本实施例是一种对球阀进行外漏和内漏测试的自动测试系统，包括依次连接的空气源p、过滤调压阀fr、充气阀hv1、过滤器l、被测球阀uut、过滤器l、排气阀hv2；在充气时，0.1－1.2mpa压力的空气源p经过过滤调压阀fr、充气阀hv1、被测球阀uut、过滤器l、从排气阀hv2排出。这里使用，过滤调压阀fr、过滤器l对进入到测试系统的气体进行过滤，对测试系统进行有效的保护。在被测球阀uut的两侧跨接有导通阀hv3，在充气阀hv1的出口接有标准腔ref，在充气阀hv1与标准腔ref之间设置有高压端开关阀hv4，标准腔ref的另一出口接差压传感器pdi的高压端，差压传感器pdi的低压端通过低压端开关阀hv5接被测球阀uut靠近排气阀hv2一侧。这里，利用一个控制器实现对充气阀hv1、排气阀hv2、导通阀hv3、高压端开关阀hv4、低压端开关阀hv5进行自动控制，形成一个自动测试系统。充气阀hv1、排气阀hv2、导通阀hv3、高压端开关阀hv4、低压端开关阀hv5为常闭型零泄漏二位二通电磁阀。

本实施例中，差压传感器pdi为微差压传感器，在差压传感器pdi两侧跨接有对其进行保护的平衡阀hv6，平衡阀hv6是一种常开电磁阀，也是零泄漏二位二通电磁阀。

在控制系统控制下，本实施例的球阀气密性测试系统的工作过程如下：

1、外漏测试：检测部位为壳体及上密封也就是阀杆部位密封，该测试是检测将来在球阀没有关好时，是否会有气体从阀门处泄露。

首先是充气，充气包括以下步骤：

1)包括被测球阀(uut)装夹完成后，将其手柄扳至45°位置，启闭件打开，不是完全开启，也没有完全关闭，开启角度在20°-70°都可以，这样气体将会进入到阀杆部位；

2)常开电磁阀的平衡阀hv6得电关闭，常闭电磁阀高压端电磁阀hv4、低压端电磁阀hv5在控制系统控制下得电开启。

3)常闭电磁阀的充气阀hv1得电开启，经过滤调节阀fr过滤和气压调节使气压达到0.6mpa的干燥空气开始填充标准腔ref及球阀uut，包括球阀uut阀杆部位。

4)腔体内压力达到预设压力值0.6mpa并稳定后，控制系统控制充气阀hv1先失电关闭，随后控制高压端开关阀hv4失电关闭。

然后是检测，检测包括：

5)差压传感器pdi开始工作，此时，差压传感器pdi的高压端是标准腔ref内的设定的气压，而差压传感器pdi的低压端经过开启的低压端开关阀hv5、与被测的球阀uut的腔体相连。如果被测的球阀uut的阀杆部位密封良好或壳体完好，将不会有气体从球阀腔体内泄露，此时，球阀uut内的气压将保持在预设压力值，与标准腔ref一致，差压传感器pdi传输出的数据为零。如果被测的球阀uut的阀杆部位密封不好壳体破损，将会有气体从球阀腔体内泄露，此时，将会打破差压传感器pdi两侧的平衡。通过差压传感器pdi传输出的数据可以在控制系统上获得检测结果。一般测试时间在5-15s,本实施例中选择5s就可以了。

6)外漏测试完毕，控制系统控制排气阀hv2、导通阀hv3、高压端开关阀hv4、低压端开关阀hv5得电打开，将测试系统及被测的球阀uut的腔体内气体从排气阀hv2释放，此时，排气阀hv2由于安装了消音器，则不会产生噪声污染。待气体排空后，控制系统控制常闭排气阀hv2、高压端开关阀hv4、低压端开关阀hv5失电关闭。只有导通阀hv3继续导通。此时，标准腔ref以及被测球阀的腔体内均无气压(就是与外界一样是一个大气压，在测试过程中认为与外界一样就是无气压状态)。

2内漏测试：检测部位为内启闭件就是球体部位的密封。

与外漏测试一样首先也是充气。

1)控制系统控制充气hv1得电开启，经过滤调节阀fr过滤和气压调节使气压达到0.6mpa的干燥空气开始填球阀uut。此时，由于低压端开关阀hv5关闭，则不会有气体进入到低压端开关阀hv5与差压传感器之间的管道内，管道内保持无气压。

2)腔体内压力达到预设压力值0.6mpa并稳定后，控制系统控制关闭充气阀hv1，随后将球阀关闭，注意要完全关闭。此时，球体通孔内气压0.6mpa。

3)控制系统控制排气阀hv2、导通阀hv3开启、低压端开关阀hv5继续关闭，将球阀启闭件(球体)外的气体排出。此时，排气阀hv2由于安装了消音器，则不会有噪声污染。

4)待球阀启闭件(球体)外的气体排空后，控制系统关闭排气阀hv2，随后开启高压端开关阀hv4。

5)差压传感器pdi开始工作，对球阀进行内漏检测；此时，差压传感器pdi的低压端接的是经过低压端开关阀hv5与被测腔体隔离的无气压管道，高压端通过高压端开关阀hv4、导通阀hv3接被测球阀uut的两端，如果球体部位密封良好，球体通孔内的空气就不会泄露到球体以外地方，差压传感器pdi两端将保持平衡。如果球体部位密封不好，球体通孔内的空气就会泄露到与差压传感器高压端连接的管道中，差压传感器pdi两端的平衡将会打破，由控制系统读取差压传感器pdi传输出来的数据就可以获得测试结果。这里差压传感器pdi测试时间也是5s即可，实践上是5-15s。

本实施例具有如下技术效果：

1、使用差压法进行内漏测试，可显著提高检测精度；

2、仅使用1个高精度传感器，可降低测试设备制造成本；

3、在同一装夹位置上分别进行外漏及内漏检测，减少了装夹过程带来的泄漏几率及治具密封件的磨损，提高了检测稳定性。

4、在微差压传感器高低压接口处增加了平衡阀，可有效防止设备异常断电情况下对微差压传感器的损坏；

5、在被测球阀两端管道上安装过滤器，可有效防止被测球阀内的污染物传播至测试系统管道中造成对零泄漏电磁阀的影响，提高测试系统运行稳定性。