本申請(qǐng)涉及一種閥門高溫高壓氣體壽命試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)系統(tǒng)，主要用于閥門在高溫高壓氣體環(huán)境下的壽命試驗(yàn)和閥門內(nèi)漏和外漏的氣密性試驗(yàn)。

背景技術(shù)：

閥門壽命試驗(yàn)指將閥門放在特定的試驗(yàn)條件下進(jìn)行循環(huán)試驗(yàn)，考察其壽命特征、失效規(guī)律等各種失效模式隨時(shí)間變化的規(guī)律，為閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性、密封性能、加工質(zhì)量、材料選擇及裝配質(zhì)量等可靠性設(shè)計(jì)、預(yù)測，以及改進(jìn)新產(chǎn)品質(zhì)量等研究提供基礎(chǔ)資料。

閥門氣密性試驗(yàn)主要檢驗(yàn)閥門的內(nèi)漏和外漏。閥門內(nèi)漏指由于介質(zhì)的沖蝕磨損等原因使得閥芯和閥體之間產(chǎn)生縫隙而關(guān)不嚴(yán)，介質(zhì)可以流過。閥門外漏指閥門與連接法蘭或連接螺紋之間密封不嚴(yán)、或閥桿與壓蓋間密封不嚴(yán)、或閥體毛坯上有沙眼，以及因介質(zhì)沖蝕導(dǎo)致閥體磨損等原因?qū)е峦庑孤?。介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害或設(shè)計(jì)上不允許有微量泄漏的閥門，須進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410335782.4，發(fā)明名稱為“一種閥門啟閉循環(huán)壽命試驗(yàn)系統(tǒng)”的專利文件公開了一種閥門啟閉循環(huán)壽命試驗(yàn)系統(tǒng)，其中僅涉及了壽命試驗(yàn)，沒有涉及高溫高壓氣體環(huán)境以及氣密性試驗(yàn)的內(nèi)容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，通過斷屑槽在切除鐵屑時(shí)引導(dǎo)鐵屑，分?jǐn)噼F屑的作用，連續(xù)作業(yè)的閥門高溫高壓氣體壽命試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)系統(tǒng)。

本申請(qǐng)解決上述問題所采用的技術(shù)方案包括：一種閥門高溫高壓氣體壽命試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于包括制氮系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、穩(wěn)壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、主測量控制系統(tǒng)、排氣測量控制系統(tǒng)、控制器,控制器與制氮系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、穩(wěn)壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、主測量控制系統(tǒng)、排氣測量控制系統(tǒng)、被試閥門均連接并控制這些系統(tǒng)工作，制氮系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、主測量控制系統(tǒng)、排氣測量控制系統(tǒng)依次通過管路連通，穩(wěn)壓系統(tǒng)安裝在增壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)之間的管路上，冷卻系統(tǒng)用來對(duì)管路中的氣體降溫，被試閥門安裝在主測量控制系統(tǒng)內(nèi)的管路上。

所述主測量控制系統(tǒng)包括：第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第二高溫氣動(dòng)閥、第三高溫氣動(dòng)閥、第四高溫氣動(dòng)閥、第五高溫氣動(dòng)閥、伺服電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被試閥門保溫箱，第二溫度傳感器、第四溫度傳感器分別用來檢測主測量控制系統(tǒng)進(jìn)口管路、出口管路上的溫度，第三溫度傳感器用來檢測安裝在被試閥門保溫箱內(nèi)的被試閥門的溫度，第二高溫氣動(dòng)閥、第三高溫氣動(dòng)閥連接在主測量控制系統(tǒng)進(jìn)口管路上并分別連接至被試閥門保溫箱的兩端，第四高溫氣動(dòng)閥、第五高溫氣動(dòng)閥連接在主測量控制系統(tǒng)出口管路上并分別連接至被試閥門保溫箱的兩端，該組合控制使得本申請(qǐng)被試閥門具有任意端進(jìn)氣另一端出氣的功能，第二壓力傳感器、第三壓力傳感器分別用來檢測被試閥門兩端的壓力，被試閥門與伺服電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，控制器與第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第二高溫氣動(dòng)閥、第三高溫氣動(dòng)閥、第四高溫氣動(dòng)閥、第五高溫氣動(dòng)閥、伺服電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被試閥門保溫箱均連接。

所述排氣測量控制系統(tǒng)包括：第五溫度傳感器、第六高溫氣動(dòng)閥、第一針閥、第二針閥、質(zhì)量流量計(jì)，第五溫度傳感器用來測量排氣測量控制系統(tǒng)管路溫度，第六高溫氣動(dòng)閥與第一針閥、第二針閥均連接，第一針閥通過質(zhì)量流量計(jì)排氣，第二針閥直接排氣，控制器與第五溫度傳感器、第六高溫氣動(dòng)閥、第一針閥、第二針閥、質(zhì)量流量計(jì)均連接。

所述制氮系統(tǒng)包括：空壓機(jī)、冷干機(jī)、多級(jí)過濾器、空氣儲(chǔ)罐、變壓吸附分離塔、氮?dú)鈨?chǔ)罐，空壓機(jī)、冷干機(jī)、多級(jí)過濾器、空氣儲(chǔ)罐、變壓吸附分離塔、氮?dú)鈨?chǔ)罐依次連通，控制器與空壓機(jī)、變壓吸附分離塔、冷干機(jī)均連接。

所述增壓系統(tǒng)包括：氮?dú)鈮嚎s機(jī)、安全閥、止回閥，氮?dú)鈮嚎s機(jī)與止回閥連接，安全閥安裝在氮?dú)鈮嚎s機(jī)、止回閥之間，控制器與氮?dú)鈮嚎s機(jī)、安全閥均連接。

所述穩(wěn)壓系統(tǒng)包括四個(gè)并聯(lián)的由儲(chǔ)氣罐與開關(guān)閥連接構(gòu)成的儲(chǔ)氣穩(wěn)壓裝置，控制器與開關(guān)閥、儲(chǔ)氣罐內(nèi)置壓力傳感器連接。

所述調(diào)壓系統(tǒng)包括調(diào)壓閥、第一高溫氣動(dòng)閥、第一壓力傳感器、第一溫度傳感器，調(diào)壓閥與第一高溫氣動(dòng)閥連接，調(diào)壓系統(tǒng)出口管路上設(shè)置第一壓力傳感器、第一溫度傳感器，控制器與調(diào)壓閥、第一高溫氣動(dòng)閥、第一壓力傳感器、第一溫度傳感器均連接。

所述冷卻系統(tǒng)包括第一冷卻器、第二冷卻器，第一冷卻器、第二冷卻器分別安裝在調(diào)壓系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)之間、主測量控制系統(tǒng)與排氣測量控制系統(tǒng)之間，控制器與第一冷卻器、第二冷卻器均連接，通過冷卻器將高溫氮?dú)饪刂圃诩訜嵯到y(tǒng)和主測量控制系統(tǒng)內(nèi)。

所述加熱系統(tǒng)采用防爆流體加熱器，控制器與防爆流體加熱器連接。

所述被試閥門保溫箱內(nèi)設(shè)置有電熱裝置。

本申請(qǐng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：設(shè)計(jì)合理，使用方便，適用面廣，成本低，安全性好。

附圖說明

圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)本申請(qǐng)的解釋而本申請(qǐng)并不局限于以下實(shí)施例。

參見圖1，本實(shí)施例閥門高溫高壓氣體壽命試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)系統(tǒng)主要包括如下子系統(tǒng)：制氮系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、穩(wěn)壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、主測量控制系統(tǒng)、排氣測量控制系統(tǒng)。制氮系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、主測量控制系統(tǒng)、排氣測量控制系統(tǒng)依次通過管路連通，穩(wěn)壓系統(tǒng)安裝在增壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)之間的管路上，冷卻系統(tǒng)用來對(duì)管路中的氣體降溫，其中，

制氮系統(tǒng)包括：空壓機(jī)PA1、冷干機(jī)GC1、多級(jí)過濾器AS1、空氣儲(chǔ)罐TA1、第一變壓吸附分離塔PSA1、第二變壓吸附分離塔PSA2、氮?dú)鈨?chǔ)罐TN1。 該系統(tǒng)通過空壓機(jī)PA1壓縮空氣使其具有一定的壓力等級(jí)，通過冷干機(jī)GC1干燥壓縮空氣，通過多級(jí)過濾器AS1除塵，在空氣儲(chǔ)罐TA1緩沖，通過第一變壓吸附分離塔PSA1、第二變壓吸附分離塔PSA2交替吸附分離出可達(dá)到99.999%純度的低壓氮?dú)?，并存?chǔ)在氮?dú)鈨?chǔ)罐TN1內(nèi)。

增壓系統(tǒng)包括：氮?dú)鈮嚎s機(jī)PN1、安全閥VS1、止回閥VC1；制氮系統(tǒng)制成的低壓氮?dú)庠诘獨(dú)鈮嚎s機(jī)PN1增壓供氣，其后配置安全閥VS1超壓保護(hù)，止回閥VC1避免高壓氮?dú)饽媪髟斐蓪?duì)前端制氮系統(tǒng)損壞。

穩(wěn)壓系統(tǒng)包括：四個(gè)儲(chǔ)氣罐T1、T2、T3、T4，分別與四個(gè)開關(guān)閥V1、V2、V3、V4連接。

該儲(chǔ)氣罐與開關(guān)閥的組合裝置具有儲(chǔ)氣和穩(wěn)壓的功能。

調(diào)壓系統(tǒng)包括：調(diào)壓閥VCL1、第一高溫氣動(dòng)閥VG1、第一壓力傳感器PT1、第一溫度傳感器TT1。高壓氮?dú)馔ㄟ^調(diào)壓閥VCL1后具有試驗(yàn)所需的特定壓力，第一高溫氣動(dòng)閥VG1具有截?cái)啾Ｗo(hù)前端常溫系統(tǒng)的作用，閥后設(shè)置第一壓力傳感器PT1測量實(shí)際進(jìn)口壓力，設(shè)置第一溫度傳感器TT1測量實(shí)際進(jìn)口溫度。

冷卻系統(tǒng)包括第一冷卻器HX1、第二冷卻器HX2，第一冷卻器HX1、第二冷卻器HX2分別安裝在調(diào)壓系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)之間、主測量控制系統(tǒng)與排氣測量控制系統(tǒng)之間，通過冷卻器將高溫氮?dú)饪刂圃诩訜嵯到y(tǒng)和主測量控制系統(tǒng)內(nèi)。

加熱系統(tǒng)包括：防爆流體加熱器H1，為閥門高溫高壓氣體壽命試驗(yàn)及氣密性試驗(yàn)提供熱源。

主測量控制系統(tǒng)包括：第二~第四溫度傳感器TT2、TT3、TT4；第二、第三壓力傳感器PT2、PT3；第二~第五高溫氣動(dòng)閥VG2、VG3、VG4、VG5；伺服電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)EC1；被試閥門保溫箱（具有加熱和控制溫度的功能）HC1。高溫氮?dú)馔ㄟ^第二~第五高溫氣動(dòng)閥（VG2-VG5）的組合控制，具有從被試閥門F左端進(jìn)氣右端出氣或者相反方向進(jìn)出氣的功能。通過溫度和壓力傳感器的測量反饋所需數(shù)據(jù)，氣密性檢測可通過高精度壓力傳感器測試壓降實(shí)現(xiàn)。閥門壽命試驗(yàn)過程中的被試閥門F啟閉動(dòng)作通過伺服電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)EC1實(shí)現(xiàn)。被試閥門保溫箱X具有加熱和控制溫度的功能，從而降低制氮量，減少運(yùn)行成本。

排氣測量控制系統(tǒng)包括：第五溫度傳感器TT5、第六高溫氣動(dòng)閥VG6、第一針閥VN1、第二針閥VN2、質(zhì)量流量計(jì)VT1。第六高溫氣動(dòng)閥VG6具有截?cái)啾Ｗo(hù)后端常溫質(zhì)量流量計(jì)VT1的作用，設(shè)置第五溫度傳感器TT5測量實(shí)際出口溫度，設(shè)置質(zhì)量流量計(jì)VT1測量被試閥門F壽命試驗(yàn)時(shí)啟閉過程中的氮?dú)饬髁孔兓?，針閥（VN1、VN2）具有切換測量流量后排氣和直接排氣的功能。

優(yōu)點(diǎn)及效果：

1. 常規(guī)的閥門壽命試驗(yàn)系統(tǒng)為常溫低壓狀態(tài)下試驗(yàn)，本系統(tǒng)創(chuàng)新性地具有在高溫高壓下進(jìn)行試驗(yàn)的能力。

2. 常見的閥門氣密性試驗(yàn)系統(tǒng)為常溫狀態(tài)下試驗(yàn)，本系統(tǒng)創(chuàng)新性地具有在高溫下進(jìn)行氣密性試驗(yàn)的能力。

3. 常見的閥門壽命試驗(yàn)系統(tǒng)和氣密性試驗(yàn)系統(tǒng)為兩套系統(tǒng)，本系統(tǒng)創(chuàng)新性地將二者結(jié)合。

4. 本系統(tǒng)采用氮?dú)庾鳛樵囼?yàn)壽命試驗(yàn)介質(zhì)，具有較好的安全性；采用具有連續(xù)制氮?dú)饽芰Φ闹频到y(tǒng)，相較于低溫液氮?dú)饣频獨(dú)饩哂型顿Y成本低、運(yùn)行成本低、連續(xù)不間斷制氮的特點(diǎn)，同時(shí)規(guī)避了低溫液氮?dú)饣频獨(dú)夥绞降牡蜏匾旱獋说陌踩[患。

5. 采用冷卻系統(tǒng)，可使得在被試閥門F處于高溫狀態(tài)的情況下，前端制氮系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、穩(wěn)壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)，后端排氣測量控制系統(tǒng)處于常溫狀態(tài)，從而降低投資成本。

6. 主測量控制系統(tǒng)的四組高溫氣動(dòng)閥（VG2-VG5），具有快速響應(yīng)的特點(diǎn)；可以在被試閥門F不調(diào)轉(zhuǎn)前后方向的情況下具有從被試閥門F兩個(gè)接口分別進(jìn)氣測試閥門內(nèi)漏的能力。

7. 采用防爆流體加熱器H1加熱試驗(yàn)介質(zhì)氮?dú)夂捅辉囬y門保溫箱HC1加熱閥體，具有在滿足閥門高溫試驗(yàn)狀態(tài)下的經(jīng)濟(jì)性。

凡是本申請(qǐng)的簡單變形或者組合，應(yīng)認(rèn)為落入本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。