CN119394546B 一种高压法兰气密性检测装置 （南通金武锻造有限公司）

(19)国家知识产权局(12)发明专利审查员公羽18号(72)发明人陆异陆金武潘建新于东所(普通合伙)32924F16L23/036(2006.01)本发明公开了一种高压法兰气密性检测装所述底座上端面远离支撑架的一侧活动设置有21.一种高压法兰气密性检测装置，包括底座(1),所述底座(1)上端面的一侧设置有支撑架(2),其特征在于：所述支撑架(2)内设置有安装套(3),所述安装套(3)的内侧设置有用于增大气压的压力机构(4),所述安装套(3)的开口处设置有用于固定法兰的定位组件(5),所述底座(1)上端面远离支撑架(2)的一侧活动设置有密封机构(6),所述密封机构(6)用于控制法兰连接部位的压紧力，所述密封机构(6)上还设置有控制器(7)和气压传感器(8);所述压力机构(4)包括有：伸缩套(401),所述伸缩套(401)活动设置在安装套(3)的端部且伸缩套(401)的套口套设在安装套(3)的开口外侧，所述伸缩套(401)位于安装套(3)的内侧端部设置有连接盘(402),所述安装套(3)的内壁上开设有若干条横槽(403),所述连接盘(402)的外侧通过开设滑块滑动连接在横槽(403)内；安装槽(404),所述安装槽(404)水平开设在安装套(3)的内壁上且与横槽(403)间隔分布，所述安装槽(404)内活动设置有圆弧形的螺纹滑片(405),所述螺纹滑片(405)横截面的圆心均在同一点上，所述安装套(3)主体上位于安装槽(404)的外侧设置有电磁片(406),所述螺纹滑片(405)内嵌入设置有与电磁片(406)相匹配的永磁片(407);滑动架(408),所述滑动架(408)滑动连接在横槽(403)内，所述滑动架(408)的内部设置有驱动电机(409),所述驱动电机(409)的输出端连接有减速器(410),所述减速器(410)的端部连接有螺柱(411),所述螺柱(411)的另一端与连接盘(402)转动连接，所述螺柱(411)的外螺纹与螺纹滑片(405)上的内螺纹相匹配；伸缩气囊(412),所述伸缩气囊(412)设置在安装套(3)的端部位于滑动架(408)的一2.根据权利要求1所述的高压法兰气密性检测装置，其特征在于：所述密封机构(6)包支撑座(601),所述支撑座(601)活动设置在底座(1)的上端面上，所述支撑座(601)的上端开设有安装腔(602),所述安装腔(602)的内侧设置有电磁盘(603);滑套(604),所述滑套(604)滑动连接在安装腔(602)内，所述滑套(604)的内部嵌设有与电磁盘(603)相匹配的永磁盘(605),所述滑套(604)内位于永磁盘(605)的端面上设置有密封胶座(606),所述气压传感器(8)设置在密封胶座(606)的端面上；进气管(607),所述进气管(607)的端部依次贯穿支撑座(601)、电磁盘(603)、滑套(604)、永磁盘(605)和密封胶座(606)上的通孔与密封胶座(606)的端面固定连接。3.根据权利要求2所述的高压法兰气密性检测装置，其特征在于：所述定位组件(5)包扩展部(501),所述扩展部(501)设置在安装套(3)端部的外壁上，所述扩展部(501)与支撑座(601)相邻一侧的端面上设置有若干个定位孔(502),所述定位孔(502)内滑动连接有连接横杆(503),所述连接横杆(503)的杆体上设置有六角部(504)用于连接横杆(503)主夹环(505),所述夹环(505)活动设置在扩展部(501)的一侧，所述夹环(505)的端面上开设有若干个内螺纹套(506),所述内螺纹套(506)与连接横杆(503)的端部螺纹连接，所述内螺纹套(506)的直径与法兰上的螺栓孔相匹配；厚密封圈(507),所述厚密封圈(507)活动设置在夹环(505)的内侧，所述厚密封圈3(507)用于法兰密封面检测时的密封。4.根据权利要求3所述的高压法兰气密性检测装置，其特征在于：所述夹环(505)位于内螺纹套(506)一侧的端面上粘接有橡胶垫(9)用于保护法兰的受力部位。5.根据权利要求3所述的高压法兰气密性检测装置，其特征在于：所述支撑座(601)开口部的内径大于夹环(505)的外径。6.根据权利要求2所述的高压法兰气密性检测装置，其特征在于：所述控制器(7)安装在支撑座(601)下端的侧壁上，所述控制器(7)通过导线分别与电磁片(406)、驱动电机(409)、电磁盘(603)和气压传感器(8)电性连接。7.根据权利要求1所述的高压法兰气密性检测装置，其特征在于：所述伸缩套(401)和伸缩气囊(412)均由橡胶材料制成且为波纹管状。8.根据权利要求1所述的高压法兰气密性检测装置，其特征在于：所述横槽(403)横穿安装套(3)的整个内壁。4一种高压法兰气密性检测装置技术领域[0001]本发明涉及密封检测设备技术领域，具体为一种高压法兰气密性检测装置。背景技术[0002]随着工业技术的不断进步，高压气体输送管道在石油、化工、天然气等多个领域得到了广泛应用。在这些系统中，法兰尤其是高压法兰作为连接管道的关键部件，其气密性直接关系到整个系统的安全性和稳定性。因此对高压法兰进行严格的气密性检测是确保系统安全运行的重要环节。目前市场上常用的高压法兰气密性检测方法主要还是通过打压设备向密封连接的法兰内侧打入高压气体并进行保压观察，从而得出密封性相关的结论。[0003]传统的装置存在如下不足：[0004]在现有技术中，尽管气压试验能够有效评估法兰的气密性，但面对法兰本身可能存在的质量问题，尤其是热处理不合格导致的材质缺陷时，该检测方法却面临着巨大的安全隐患。当法兰在热处理过程中未能达到规定的强度和韧性标准时，其在增压过程中极易发生炸裂。这种炸裂不仅会导致设备损坏和生产线中断，还可能引发严重的安全事故，对人员和环境造成不可估量的危害。现有的气密性检测设备在一定程度上具备了防护功能，由于法兰在炸裂前会先出现裂缝，裂缝会导致法兰内侧的气压升高减慢甚至降低，设备在检测到气压异常时迅速响应，通过停止打压或开启电磁阀向外排气来降低系统压力。然而这类设备在应对高压法兰炸裂风险时仍存在明显不足。具体而言，由于排气孔的口径限制，设备在检测到增压过程中气压异常并实施降压措施时，往往需要较长的时间才能完成压力释放，而法兰从气压异常到实际炸裂的过程却可能非常短暂。这种时间上的不匹配使得现有的降压方式难以在法兰炸裂前有效阻止其发生，并且高压气体释放过程中很有可能也会对附近的工作人员造成伤害，从而无法满足当前工业领域对气密性检测设备防爆性能的高标准要求。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种高压法兰气密性检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压法兰气密性检测装置，包括底座，所述底座上端面的一侧设置有支撑架，所述支撑架内设置有安装套，所述安装套的内侧设置有用于增大气压的压力机构，所述安装套的开口处设置有用于固定法兰的定位组件，所述底座上端面远离支撑架的一侧活动设置有密封机构，所述密封机构用于控制法兰连接部位的压紧力，所述密封机构上还设置有控制器和气压传感器；[0007]所述压力机构包括有：[0008]伸缩套，所述伸缩套活动设置在安装套的端部且伸缩套的套口套设在安装套的开口外侧，所述伸缩套位于安装套的内侧端部设置有连接盘，所述安装套的内壁上开设有若干条横槽，所述连接盘的外侧通过开设滑块滑动连接在横槽内；5[0009]安装槽，所述安装槽水平开设在安装套的内壁上且与横槽间隔分布，所述安装槽内活动设置有圆弧形的螺纹滑片，所述螺纹滑片横截面的圆心均在同一点上，所述安装套主体上位于安装槽的外侧设置有电磁片，所述螺纹滑片内嵌入设置有与电磁片相匹配的永[0010]滑动架，所述滑动架滑动连接在横槽内，所述滑动架的内部设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有减速器，所述减速器的端部连接有螺柱，所述螺柱的另一端与连接盘转动连接，所述螺柱的外螺纹与螺纹滑片上的内螺纹相匹配；[0011]伸缩气囊，所述伸缩气囊设置在安装套的端部位于滑动架的一侧。[0013]支撑座，所述支撑座活动设置在底座的上端面上，所述支撑座的上端开设有安装[0014]滑套，所述滑套滑动连接在安装腔内，所述滑套的内部嵌设有与电磁盘相匹配的永磁盘，所述滑套内位于永磁盘的端面上设置有密封胶座，所述气压传感器设置在密封胶座的端面上；[0015]进气管，所述进气管的端部依次贯穿支撑座、电磁盘、滑套、永磁盘和密封胶座上的通孔与密封胶座的端面固定连接。[0017]扩展部，所述扩展部设置在安装套端部的外壁上，所述扩展部与支撑座相邻一侧的端面上设置有若干个定位孔，所述定位孔内滑动连接有连接横杆，所述连接横杆的杆体上设置有六角部用于连接横杆主体的旋转；[0018]夹环，所述夹环活动设置在扩展部的一侧，所述夹环的端面上开设有若干个内螺纹套，所述内螺纹套与连接横杆的端部螺纹连接，所述内螺纹套的直径与法兰上的螺栓孔相匹配。[0019]厚密封圈，所述厚密封圈活动设置在夹环的内侧，所述厚密封圈用于法兰密封面检测时的密封。[0020]优选的，所述夹环位于内螺纹套一侧的端面上粘接有橡胶垫用于保护法兰的受力[0021]优选的，所支撑座开口部的内径大于夹环的[0022]优选的，所述控制器安装在支撑座下端的侧壁上，所述控制器通过导线分别与电[0023]优选的，所述伸缩套和伸缩气囊均由橡胶材料制成且为波纹管状。[0026]本发明通过设置有压力机构，利用挤压伸缩套实现对法兰内的增压效果，在检测到气压异常时迅速将螺纹滑片收进安装槽内，伸缩套端部失去水平约束瞬间得以伸展，法兰内侧的气压也得以瞬间降低，整个操作过程简单便捷，显著提高了法兰在气压异常时的泄压效率，有效避免了爆炸的发生，并且由于降压过程中气体还在伸缩套内没有被排出，避免了泄压过程中高压气体对工作人员造成伤害，保证了气密性检测设备的安全性，同时通过推动伸缩套的方式增压对于设备本身的密封性能也有显著的提升，而安装套套设在伸缩6套和伸缩气囊的外侧阻止其径向形变也显著提高了伸缩套和伸缩气囊的承压极限；[0027]本发明通过设置有密封机构，实现了在对法兰进行气密性检测时，调节电磁盘上的电流大小即可对法兰密封夹紧力的精准控制，使得法兰的整个检测过程都可以按照正常工况模拟螺栓的实际夹紧效果进行，避免夹紧压力过大或过小，进一步提升了检测结果的准确性和可靠性；[0028]本发明通过设置有定位组件，实现了将单侧法兰和伸缩套在安装套端口处的预先定位密封，伸缩套的密封效果仅受连接横杆控制，不受密封机构压紧力的影响，检测结果更加可控，密封机构按照实际工况下螺栓夹紧力的大小将另一侧法兰与其对接即可，也简化了密封机构的操作流程，提高了密封效率，并且这样的固定方式也避免了检测过程中对法兰造成的损伤，影响二次销售。附图说明[0029]图1为本发明的整体立体图；[0030]图2为本发明的整体主视图；[0031]图3为本发明的内部结构主视示意图；[0032]图4为本发明的图3中在A处的放大示意图；[0033]图5为本发明的图3中在B处的放大示意图；[0034]图6为本发明的安装套和支撑座内部结构示意图；[0035]图7为本发明的螺柱安装示意图；[0036]图8为本发明的安装套内部结构侧视示意图；[0037]图9为本发明的滑动架与横槽连接示意图；[0038]图10为本发明的法兰压紧示意图；[0039]图11为本发明的伸缩套和伸缩气囊立体示意图。具体实施方式[0041]为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上的。需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有说明书特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理7解为对本发明的限制。能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第[0044]请参阅图1-11所示，本发明提供一种高压法兰气密性检测装置技术方案：一种高压法兰气密性检测装置，包括底座1,底座1上端面的一侧固定安装有支撑架2,支撑架2内固定安装有安装套3,安装套3的内侧安装有在做气密性检测时用于增大气压的压力机构4,法兰在进行气密性检测时必须有相互适配的A法兰10和B法兰11模拟密封，安装套3的开口处安装有用于将A法兰10固定的定位组件5,底座1上端面远离支撑架2的一侧活动安装有密封机构6,密封机构6用于控制法兰连接部位的压紧力，密封机构6上还安装有控制器7和气压传感器8;[0045]压力机构4包括有伸缩套401、安装槽404、滑动架408和伸缩气囊412。伸缩套4动安装在安装套3的端部且伸缩套401的套口套设在安装套3的开口外侧，伸缩套401位于安装套3的内侧端部固定连接有连接盘402,安装套3的内壁上开设有若干条横槽403,连接盘402的外侧通过开设滑块滑动连接在横槽403内。安装槽404水平开设在安装套3的内壁上且与横槽403间隔分布，安装槽404内活动安装有圆弧形的螺纹滑片405,螺纹滑片405在安装槽404内沿槽口滑动，螺纹滑片405横截面的圆心均在同一点上，安装套3主体上位于安装槽404的外侧安装有电磁片406,螺纹滑片405内嵌入安装有与电磁片406相匹配的永磁片407。滑动架408通过滑块滑动连接在横槽403内，滑动架408的内部安装有驱动电机409,该驱动电机409可以为直流无刷电机，驱动电机409的输出端连接有减速器410,减速器410的端部连接有螺柱411,螺柱411的另一端与连接盘402转动连接，螺柱411的外螺纹与螺纹滑片405上的内螺纹相匹配。[0046]电磁片406通电后对永磁片407产生排斥力，使得螺纹滑片405伸出安装槽404且其内侧的内螺纹与螺柱411的外螺纹啮合。滑动架408在滑块和横槽403的限位作用下仅可以沿着安装套3的内壁做水平移动，无法发生转动，因此驱动电机409通过驱动螺柱411相对于螺纹滑片405的转动，带动自身和滑动架408在安装套3内水平移动实现向伸缩套401施加压力的目的。伸缩气囊412活动安装在安装套3的端部位于滑动架408的一侧，当滑动架408向伸缩气囊412方向快速移动时，伸缩气囊412可以提供足够的支撑和缓冲，伸缩气囊412的承压极限应大于伸缩套401的承压极限。[0047]当该气密性检测装置需要进行加压时，先将伸缩套401、螺柱411和滑动架408移动到合适位置，随后将电磁片406通电向永磁片407施加足够的推力，直至螺纹滑片405与螺柱411稳定啮合。接着启动驱动电机409,驱动电机409通过减速器410带动螺柱411旋转，螺柱411在螺纹滑片405的作用下向伸缩套401方向移动，压缩伸缩套401直至伸缩套401内达到指定气压后，通过控制器7控制驱动电机409关闭，在驱动电机409的自锁作用下，伸缩套401和滑动架408均处于稳定状态，伸缩套401内部得到保压。若在驱动电机409和螺柱411旋转加压过程中，控制器7检测到法兰内部气压出现异常，有爆炸风险，此时控制器7迅速控制电磁片406改变通过的电流方向，从而对永磁片407产生吸引力，螺纹滑片405收缩进安装槽404内后与螺柱411分开。此时螺柱411和滑动架408失去了相应约束后在伸缩套401内高压气体的推动下迅速向后滑动，伸缩套401得以伸展，内部气压随之迅速降低，当滑动架408移8动到安装套3末端后伸缩气囊412提供了缓冲，避免滑动架408与安装套3内壁发生剧烈撞[0048]通过压力机构4,利用挤压伸缩套401实现对法兰内的增压效果，在检测到气压异常时迅速将螺纹滑片405收进安装槽404内，伸缩套401端部失去水平约束瞬间得以伸展，法兰内侧的气压也得以瞬间降低，整个过程简单便捷，显著提高了法兰在气压异常时的泄压效率，有效避免了爆炸的发生，并且由于降压过程中气体还在伸缩套401内没有被排出，避免了泄压过程中高压气体对工作人员造成伤害，保证了气密性检测设备的安全性，同时通过推动伸缩套401的方式打压对于设备本身的密封性能也有显著的提升，而安装套3套设在伸缩套401和伸缩气囊412的外侧阻止径向形变也显著提高了二者的承压极限。[0049]密封机构6包括有支撑座601、滑套604和进气管607。支撑座601活动安装在底座1的上端面上的滑轨内，支撑座601沿着滑轨在底座1的上端面上滑动和定位，支撑座601的上端开设有安装腔602,安装腔602的内侧固定安装有电磁盘603。滑套604滑动连接在安装腔602内，滑套604的内部嵌设有与电磁盘603相匹配的永磁盘605,滑套604在永磁盘605和电磁盘603吸引力以及排斥力的配合作用下沿着安装腔602水平移动，滑套604内位于永磁盘605的端面上粘接有密封胶座606,气压传感器8安装在密封胶座606的端面上用于检测法兰内侧的实时气压。进气管607的端部依次贯穿支撑座601、电磁盘603、滑套604、密封胶座606上的通孔与密封胶座606的端面固定连接用于在打压前初步调节法兰内侧的气压。[0050]在该设备需要对法兰进行气密性检测时，需要先将支撑座601沿着底座1上的轨道移动到远离安装套3的一侧留足操作空间，随后将B法兰11套在密封胶座606上，位于滑套604的内侧。在A法兰10完成定位后即可将支撑座601向安装套3方向移动到指定位置，调节A法兰10和B法兰11之间的距离。此时通过控制器7控制向电磁盘603通入指定方向和大小的电流，使得电磁盘603对永磁盘605产生恒定的排斥力，且该排斥力的大小与A法兰10和B法兰11在螺栓紧固时所施加的夹紧力大小一致，此时A法兰10与B法兰11被压紧，可以进行打压检测，当需要调节夹紧力的大小时调节电磁盘603的电流大小即可。[0051]通过密封机构6,实现了在对法兰进行气密性检测时调节电磁盘603上的电流大小即可对法兰密封夹紧力的精准控制，使得法兰的整个检测过程都可以按照正常工况模拟螺栓的实际夹紧效果进行，避免压力过大或过小，进一步提升了检测结果的准确性和可靠性。[0052]定位组件5包括有扩展部501、夹环505和厚密封圈507。扩展部501设置在安装套3端部的外壁上，扩展部501与支撑座601相邻一侧的端面上开设有若干个定位孔502,定位孔502内滑动连接有连接横杆503,连接横杆503的杆体上一体成型加工有六角部504用于连接横杆503主体的旋转。夹环505活动安装在扩展部501的一侧用于固定A法兰10,夹环505的端面上开设有若干个内螺纹套506,内螺纹套506与连接横杆503的端部螺纹连接，内螺纹套506的直径与法兰上的螺栓孔相匹配，A法兰10通过螺栓孔挂设在内螺纹套506上，夹环505位于内螺纹套506一侧的端面上粘接有橡胶垫9用于保护法兰的受力部位。厚密封圈507活动安装在夹环505的内侧且可以灵活拆卸，厚密封圈507用于法兰密封面检测时的密封。[0053]当需要固定A法兰10时，先通过拧动六角部504旋转连接横杆503,使夹环505得以被取下，随后将相应A法兰10通过自身螺栓孔挂设在夹环505的内螺纹套506上，再将夹环505重新通过内螺纹套506与连接横杆503对接，并拧紧连接横杆503,保证A法兰10的安装稳9定性，同时连接横杆503提供的压紧力也保证了伸缩套401套口两面分别与A法兰10端面以及安装套3端口之间的密封效果。最后将厚密封圈507放置在夹环505和A法兰10的密封面[0054]