一种压力容器气密性检测装置的密封结构及检测方法

文献发布时间：2023-06-19 16:04:54

技术领域

本发明属于压力容器气密性检测技术领域，尤其涉及一种压力容器气密性检测装置的密封结构及检测方法。

背景技术

压力容器常用于装载高温、高压、有毒或者易腐蚀的流体，因此压力容器的气密性是影响压力容器安全性的关键。

申请号为201611016104.7的中国发明专利公开了一种高压容器气密性检测装置，包括机架、密封机构、进气控制机构和空压机；进气控制机构包括进气主管、第一进气支管、第二进气支管、压力控制阀、换向阀和鸣音装置，进气主管的两端分别与空压机和换向阀的入口连接，上密封盖内设有第一气道，下密封盖内设有第二气道，第一进气支管和第二进气支管的一端分别与第一气道和第二气道的一端连通，换向阀设有两个分别与第一进气支管和第二进气支管的另一端连接的出口，压力控制阀连接在主进气管上，鸣音装置设置在下密封盖的上端面并与第二气道连通。

申请号为201110141510.7的中国发明专利公开了一种压力容器气密性实验装置及方法，由气体压缩机、气驱泵、高压储气罐、低压储气罐、两个以上受试容器组成，其中受试容器分别配有各自的压力指示装置，每个受试容器的进气口上分别安装着带有进气阀门的管路，每个受试容器的进出气口上分别安装着带有双向阀门的管路，高压储气罐通过管路与低压储气罐、多个受试容器联通，完成保压的受试容器，将其中的气体向未进行试验的容器分压，再向低压储气罐分压；低压储气罐的出口管路安装有气驱泵，带有气驱泵的低压储气罐出口管路与高压储气罐的进气管路联通。

现有的压力容器气密性检测设备中，常需要通过进气管路连通受测试的压力容器，同时也需要通过上、下密封盖对压力容器需要进行气密性测试的部位进行覆盖密封，因此对于进气连接口以及进行气密性测试部位的密封性能的好坏直接影响气密性测试的准确性。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种具有良好密封性能的压力容器气密性检测装置的密封结构。

本发明的目的是这样实现的：一种压力容器制造气密性能检测设备，包括前支撑座和后支撑座，前支撑座和后支撑座用于支撑压力容器。同时前支撑座的前端设置有可移动的前座体，前座体上设置有连接压力容器前端进气嘴连接的进气口以及出气嘴连接的出气口，连接管连接进气嘴和进气口以及出气嘴和出气口，通过对压力容器中通入压缩空气或者氮氢气体从而对压力容器的密封性能进行检测。进气口上设有能够使连接管嵌入的开口结构，开口结构的内壁上设有凹槽，凹槽内嵌入有密封圈，连接管嵌入开口结构与进气口连接时，连接管的外壁与密封圈抵触从而挤压密封圈，能够提高进气口与进气嘴连接的密封性能。密封圈由若干瓣片环构成，瓣片环呈放射状布置，瓣片环的直径自中间向两边逐渐减小，使密封圈能够更好的贴合连接管，进一步保证密封性能。

进一步的，后支撑座上设置有罩住压力容器焊接处的环形密封腔，同时后支撑座上设置有与环形密封腔连通的吸气口以及气体只能单向由外界进入环形密封腔的溢气端口。环形密封腔具有变形机构，能够改变环形密封腔的直径，从而使环形密封腔能够适配不同直径的压力容器，提高泛用性。变形机构上设置密封机构，能够对变形机构进行密封，保证压力容器待测试的焊接缝处的密封性。后支撑座的后端设置有顶住压力容器后部的后座体，能够保证压力容器固定的稳定性。同时前座体的出气口处设置有压力传感器，进气口连接有电磁阀，电磁阀连接有氮氢气体进气管和压缩空气进气管，通过电磁阀可以控制连通氮氢气体进气管或者压缩空气进气管。

本技术方案中，后支撑座为可移动的环形结构，通过后支撑座的移动能够调节环形密封腔的位置，从而对于不同的压力容器能够方便使环形密封腔覆盖其焊接缝。变形机构包括设置在后支撑座两侧的若干结构片，两侧的结构片以及后支撑座共同构成环形密封腔。单侧的结构片环形排列。同时在后支撑座上设置有若干个与结构片一一对应的滑槽，结构片上设置有导向柱，导向柱能够嵌入滑槽内使结构片能够在滑槽上移动。在结构片上设置有驱动机构，通过驱动机构能够驱动结构片在滑槽上移动，结构片朝向后支撑座中心的一端为锐角，通过同一侧的多个结构片朝向支撑座中心的一端构成近圆形结构，通过结构片的同步运动能调节近圆形结构的直径，从而调节环形密封腔的直径。

进一步的，驱动机构包括设置在结构片上的转盘，转盘为环形结构，转盘上设置有若干与结构片一一对应的驱动槽，驱动槽为弧形结构。同时结构片上设置有能够嵌入驱动槽的驱动柱，驱动柱能够在驱动槽内移动，通过驱动槽的转动能够使驱动槽的一端抵住驱动柱，通过驱动柱带动结构槽的移动。转盘的外边缘上设置有若干传动齿使转盘的外边缘构成齿轮状结构，后支撑座上设置有驱动电机，驱动电机连接有驱动齿轮，驱动齿轮与转盘的外边缘构成的齿轮状结构啮合，从而驱动转盘转动并带动结构片移动，对环形密封腔的直径进行调节。

本技术方案中，后支撑座上设置有用于密封环形密封腔的密封机构，密封机构包括设置在后支撑座上的环形结构的支撑架，支撑架上可转动的连接有若干环形等距设置的支撑板。同时支撑架的外侧环绕有驱动环，支撑架上设置有倾斜槽，倾斜槽内设置有传动杆，传动杆穿过倾斜槽一端与支撑板铰接，另一端与驱动环铰接。传动杆包括第一传动节与第二传动节，第一传动节一端铰接支撑板另一端铰接第二传动节，第二传动节的另一端与驱动环铰接，通过驱动环的移动能够推动支撑板的转动，驱动环连接有推杆，通过推杆推动驱动环的移动。

进一步的，支撑板为扇形结构且能够朝向支撑环中心转动，相邻支撑板之间紧密排列，各支撑板朝向支撑环中心的一边围成圆形结构，各支撑板共同连接有弹性密封套。通过各支撑板的同步转动从而能够使弹性密封套扩张或者收缩，从而对于不同直径压力容器时能够保证弹性密封套与压力容器的表面贴合，从而保证密封性能。

本技术方案中，后支撑座上设置有用于固定弹性密封套的第一固定结构，第一固定结构包括设置在后支撑座两侧的环形结构的第一固定槽，第一固定槽包括靠近后支撑座中的第一侧壁以及相对的第二侧壁。第一固定槽内设置有固定块与挤压环，固定块靠近第一侧壁，挤压环靠近第二侧壁。第一侧壁保证会与上部的第一竖直面以及置于下部的第二竖直面，第一竖直面与第二竖直面之间构成第一倾斜面。

进一步的，固定块朝向第一侧面的一侧包括第三竖直面和第二倾斜面，第一竖直面与第三竖直面构成使弹性密封套边缘嵌入的固定腔，同时第二倾斜面能够沿第一倾斜面，从而改变固定腔的大小，从而挤压弹性密封套，对弹性密封套进行固定。

进一步的，固定块朝向挤压环的一侧为第三倾斜面，挤压环朝向固定块的一侧为第四倾斜面，第四倾斜面能够沿着第三倾斜面移动，从而使挤压环插入第一固定槽内并对于固定块以及位于固定块与第一侧面之间的弹性密封套进行挤压固定。同时挤压环朝向固定块的一侧的上端设置有能够覆盖固定腔开口的密封环，挤压环朝向第二侧板的一侧的上端设置连接块，后置支撑座上设置可使连接块嵌入的连接槽，通过连接块与连接槽的配合能够将挤压环与后支撑座固定。密封环能够进一步挤压弹性密封套，进一步加强密封性能以及弹性密封套固定的稳定性。

本技术方案中，支撑板上设有用于固定弹性密封套的第二固定结构，第二固定结构包括位于支撑板朝向后支撑座中心一侧的第二固定槽。弹性密封套的外侧上设置有能够嵌入第二固定槽的弹性球柱。同时第二固定槽内设置有弹性槽，弹性槽与形状与弹性球柱相配合，弹性球柱能够嵌入弹性槽内，从而将弹性密封套与支撑板连接。同时弹性槽的开口处设置有若干等距设置的限位块，限位块的表面设置有若干防滑条，弹性球柱嵌入弹性槽内时弹性槽开口处的限位块与弹性球柱抵触，增加弹性槽与弹性球柱之间的摩擦，防止弹性球柱滑出造成弹性密封套脱落。弹性槽的外侧壁上设有若干插接条，第二固定槽内壁上设有与插接条配合的插接槽，能够弹性槽与第二固定槽之间连接的牢固性。

本技术方案中，弹性密封套的内侧设置有与支撑板边缘位置对应的密封部，密封部的中部设置有环形凸台，环形凸台上设置有朝向两侧延伸的弧形尖端，两个弧形尖端构成分叉结构。环形凸台的两侧设置有密封台，密封台的侧壁与环形凸台的侧壁之间构成带有开口的密封腔。当支撑板转动使弹性密封套与压力容器表面抵触时，由于环形凸台与支撑板边缘位置对应，环形凸台以及其两侧的密封台最先与压力容器表面接触，此时密封腔受到挤压而时开口密封从而达到自密封的效果，进一步加强环形密封腔的密封性能。密封台上设有若干并排设置的密封槽，在密封腔受压挤压而压缩时能够环形尖端能够嵌入密封槽内，从而进一步提高密封性能。

本发明还提供一种压力容器制造气密性能检测工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将压力容器的前端固定在前支撑座上并使压力容器穿过后支撑座；

S2：移动前座体与后座体并分别抵住压力容器的前端与后端；

S3：移动后支撑座使后支撑座环绕压力容器的焊接缝；

S4：启动驱动电机使后支撑座两侧的多个结构片自后支撑座内伸出并夹持柱压力容器使压力容器焊接缝周围构成环形密封腔；

S5：启动推杆，推杆推动驱动环靠近支撑环并通过传动杆驱动支撑板朝向支撑环中心转动，使支撑板与压力容器抵触并覆盖环形密封腔，使弹性密封套对环形密封腔进行密封；

S6：控制电磁阀连通压缩空气进气管，使压力容器内充入压缩空气，通过压力传感器确认压力容器内的压力数值；

S7：步骤S6压力传感器数值稳定且合格后打开出气口，压力容器内的压缩空气排出后关闭出气口；

S8：控制电磁阀连通氮氢气体进气管向压力容器内充入氮氢气体，压力稳定后停止充入并通过吸气口抽取环形密封腔内的气体；

S9：对步骤S8中抽取的气体分析其氮氢气体比例。

本发明的有益效果是：

1.前支撑座与后支撑座共同支撑压力容器且通过前座体与后座体分别抵住压力容器的前端与后端，能够保证压力容器的稳定固定，同时后支撑座内设置覆盖压力容器焊接缝的环形密封腔且环形密封腔的直径通过变形机构能够调节，使不同直径以及长度的压力容器能够进行检测，从而降低成本。

2.进气口上设置也有能够使进气嘴嵌入的开口结构，开口结构的内壁上设置有凹槽，凹槽内嵌入有密封圈，密封圈能够与嵌入开口结构的进气嘴的侧壁抵触，通过密封圈的挤压形变能够加强进气嘴与进气口之间的密封性能。同时密封圈由若干瓣片环构成，

3.变形机构包括设置在后支撑座两侧的多个结构片，每侧的结构片环形排列设置，同时支撑座上设置有与每个结构片位置对应的滑槽，结构片能够在滑槽上移动从而朝向后支撑座的中心伸缩，通过调节伸缩量从而调节结构片前端结构的圆的大小，便于环形密封腔直径的调节。

4.后支撑座上设置由于密封环形密封腔的密封机构，防止外界空气进入环形密封腔内，保证测试的准确性。密封机构包括设置在后支撑座两侧的支撑环，支撑环上环形等距排列有可转动的支撑板，支撑板上设置弹性密封套，通过支撑板的转动可改变弹性密封套的直径，使弹性密封套能够紧密贴合不同直径的压力容器，保证环形密封腔的密封性能。

5.后支撑座上设置有第一固定结构，支撑板上设置有第二固定结构，弹性密封套通过第一固定结构和第二固定结构对弹性密封套进行固定，能够保证弹性密封套与后支撑座以及纸板连接的稳定性，保证密封性能。

6.弹性密封套上设置有密封部，密封部的中部设置有环形凸台，环形凸台上设置有朝向两侧延伸的弧形尖端，同时环形凸条的两侧设置有密封台，密封台的侧壁与环形凸台的构成密封开口，当密封部与压力容器贴合时密封开口被挤压达到自密封的效果，从而进一步加强环形密封腔的密封性能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明进气口的结构示意图；

图3是后支撑座的结构示意图；

图4是结构片安装在后支撑座上的结构示意图；

图5是转盘驱动结构片的结构示意图；

图6是后支撑座的截面结构示意图；

图7是图6中A处的结构示意图；

图8是图6中B处的结构示意图；

图9是图6中C处的结构示意图；

其中附图标记为：100、前座体；110、前支撑座；120、进气口；121、开口结构；122、凹槽；123、密封圈；124、瓣片环；200、后支撑座；201、环形密封腔；202、连接槽；210、后座体；300、变形机构；310、结构片；311、驱动柱；312、导向柱；320、滑槽；330、转盘；331、驱动槽；332、传动齿；340、驱动齿轮；341、驱动电机；400、密封机构；410、支撑板；420、支撑环；421、倾斜槽；430、驱动环；440、传动杆；441、第一传动节；442、第二传动节；450、推杆；500、第一固定槽；501、第一竖直面；502、第二竖直面；503、第一倾斜面；510、固定块；511、第三竖直面；512、第二倾斜面；513、第三倾斜面；520、挤压环；521、第四倾斜面；522、密封环；523、连接块；600、弹性密封套；610、密封部；611、环形凸台；612、弧形尖端；613、密封台；614、密封腔；615、密封槽；620、弹性球柱；700、第二固定槽；701、插接槽；710、弹性槽；711、限位块；712、防滑条；713、插接条。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明中的技术方案，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

实施例1：

参考图1至图6，一种压力容器制造气密性能检测设备，包括前支撑座110和后支撑座200，前支撑座110和后支撑座200用于支撑压力容器。同时前支撑座110的前端设置有可移动的前座体100，前座体100上设置有连接压力容器前端进气嘴连接的进气口120以及出气嘴连接的出气口，连接管连接进气嘴和进气口120以及出气嘴和出气口，通过对压力容器中通入压缩空气或者氮氢气体从而对压力容器的密封性能进行检测。进气口120上设有能够使连接管嵌入的开口结构121，开口结构121的内壁上设有凹槽122，凹槽122内嵌入有密封圈123，连接管嵌入开口结构121与进气口120连接时，连接管的外壁与密封圈123抵触从而挤压密封圈123，能够提高进气口120与进气嘴连接的密封性能。密封圈123由若干瓣片环124构成，瓣片环124呈放射状布置，瓣片环124的直径自中间向两边逐渐减小，使密封圈123能够更好的贴合连接管，进一步保证密封性能。

如图2、图3、图4所示，本实施例中，优化的，后支撑座200为可移动的环形结构，通过后支撑座200的移动能够调节环形密封腔201的位置，从而对于不同的压力容器能够方便使环形密封腔201覆盖其焊接缝。变形机构300包括设置在后支撑座200两侧的若干结构片310，两侧的结构片310以及后支撑座200共同构成环形密封腔201。单侧的结构片310环形排列。同时在后支撑座200上设置有若干个与结构片310一一对应的滑槽320，结构片310上设置有导向柱312，导向柱312能够嵌入滑槽320内使结构片310能够在滑槽320上移动。在结构片310上设置有驱动机构，通过驱动机构能够驱动结构片310在滑槽320上移动，结构片310朝向后支撑座200中心的一端为锐角，通过同一侧的多个结构片310朝向支撑座中心的一端构成近圆形结构，通过结构片310的同步运动能调节近圆形结构的直径，从而调节环形密封腔201的直径。

如图5所示，本实施例中，优化的，驱动机构包括设置在结构片310上的转盘330，转盘330为环形结构，转盘330上设置有若干与结构片310一一对应的驱动槽331，驱动槽331为弧形结构。同时结构片310上设置有能够嵌入驱动槽331的驱动柱311，驱动柱311能够在驱动槽331内移动，通过驱动槽331的转动能够使驱动槽331的一端抵住驱动柱311，通过驱动柱311带动结构槽的移动。转盘330的外边缘上设置有若干传动齿332使转盘330的外边缘构成齿轮状结构，后支撑座200上设置有驱动电机341，驱动电机341连接有驱动齿轮340，驱动齿轮340与转盘330的外边缘构成的齿轮状结构啮合，从而驱动转盘330转动并带动结构片310移动，对环形密封腔201的直径进行调节。

实施例2：

参考图3、图6，本实施例提供一种压力容器制造气密性能检测设备，除了上述实施例的技术特征外，本实施例还包括以下技术特征。

如图3、图6、所示，后支撑座200上设置有用于密封环522形密封腔614201的密封机构400，密封机构400包括设置在后支撑座200上的环形结构的支撑架，支撑架上可转动的连接有若干环形等距设置的支撑板410。同时支撑架的外侧环绕有驱动环430，支撑架上设置有倾斜槽421，倾斜槽421内设置有传动杆440，传动杆440穿过倾斜槽421一端与支撑板410铰接，另一端与驱动环430铰接。传动杆440包括第一传动节441与第二传动节442，第一传动节441一端铰接支撑板410另一端铰接第二传动节442，第二传动节442的另一端与驱动环430铰接，通过驱动环430的移动能够推动支撑板410的转动，驱动环430连接有推杆450，通过推杆450推动驱动环430的移动。

如图6所示，本实施例中，优化的，支撑板410为扇形结构且能够朝向支撑环420中心转动，相邻支撑板410之间紧密排列，各支撑板410朝向支撑环420中心的一边围成圆形结构，各支撑板410共同连接有弹性密封套600。通过各支撑板410的同步转动从而能够使弹性密封套600扩张或者收缩，从而对于不同直径压力容器时能够保证弹性密封套600与压力容器的表面贴合，从而保证密封性能。

实施例3：

参考图7、图9，本实施例提供本实施例提供一种压力容器制造气密性能检测设备，除了上述实施例的技术特征外，本实施例还包括以下技术特征。

如图7所示，后支撑座200上设置有用于固定弹性密封套600的第一固定结构，第一固定结构包括设置在后支撑座200两侧的环形结构的第一固定槽500，第一固定槽500包括靠近后支撑座200中的第一侧壁以及相对的第二侧壁。第一固定槽500内设置有固定块510与挤压环520，固定块510靠近第一侧壁，挤压环520靠近第二侧壁。第一侧壁保证会与上部的第一竖直面501以及置于下部的第二竖直面502，第一竖直面501与第二竖直面502之间构成第一倾斜面503。

固定块510朝向第一侧面的一侧包括第三竖直面511和第二倾斜面512，第一竖直面501与第三竖直面511构成使弹性密封套600边缘嵌入的固定腔，同时第二倾斜面512能够沿第一倾斜面503，从而改变固定腔的大小，从而挤压弹性密封套600，对弹性密封套600进行固定。

固定块510朝向挤压环520的一侧为第三倾斜面513，挤压环520朝向固定块510的一侧为第四倾斜面521，第四倾斜面521能够沿着第三倾斜面513移动，从而使挤压环520插入第一固定槽500内并对于固定块510以及位于固定块510与第一侧面之间的弹性密封套600进行挤压固定。同时挤压环520朝向固定块510的一侧的上端设置有能够覆盖固定腔开口的密封环522，挤压环520朝向第二侧板的一侧的上端设置连接块523，后置支撑座上设置可使连接块523嵌入的连接槽202，通过连接块523与连接槽202的配合能够将挤压环520与后支撑座200固定。密封环522能够进一步挤压弹性密封套600，进一步加强密封性能以及弹性密封套600固定的稳定性。

如图9所示，本实施例中，优化的，支撑板410上设有用于固定弹性密封套600的第二固定结构，第二固定结构包括位于支撑板410朝向后支撑座200中心一侧的第二固定槽700。弹性密封套600的外侧上设置有能够嵌入第二固定槽700的弹性球柱620。同时第二固定槽700内设置有弹性槽710，弹性槽710与形状与弹性球柱620相配合，弹性球柱620能够嵌入弹性槽710内，从而将弹性密封套600与支撑板410连接。同时弹性槽710的开口处设置有若干等距设置的限位块711，限位块711的表面设置有若干防滑条712，弹性球柱620嵌入弹性槽710内时弹性槽710开口处的限位块711与弹性球柱620抵触，增加弹性槽710与弹性球柱620之间的摩擦，防止弹性球柱620滑出造成弹性密封套600脱落。弹性槽710的外侧壁上设有若干插接条713，第二固定槽700内壁上设有与插接条713配合的插接槽701，能够弹性槽710与第二固定槽700之间连接的牢固性。

实施例4：

参考图8，本实施例提供一种压力容器制造气密性能检测设备，除了上述实施例的技术特征外，本实施例还包括以下技术特征。

如图8所示，弹性密封套600的内侧设置有与支撑板410边缘位置对应的密封部610，密封部610的中部设置有环形凸台611，环形凸台611上设置有朝向两侧延伸的弧形尖端612，两个弧形尖端612构成分叉结构。环形凸台611的两侧设置有密封台613，密封台613的侧壁与环形凸台611的侧壁之间构成带有开口的密封腔614。当支撑板410转动使弹性密封套600与压力容器表面抵触时，由于环形凸台611与支撑板410边缘位置对应，环形凸台611以及其两侧的密封台613最先与压力容器表面接触，此时密封腔614受到挤压而时开口密封从而达到自密封的效果，进一步加强环形密封腔201的密封性能。密封台613上设有若干并排设置的密封槽615，在密封腔614受压挤压而压缩时能够环形尖端能够嵌入密封槽615内，从而进一步提高密封性能。