一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置和方法，采用疏水膜片和空氣探測器組成的檢測閥門閥桿填料處氣體泄漏的裝置，該裝置包括：疏水膜片、水槽、密封圈、數(shù)個固定檢測設(shè)備用的螺孔和利用超聲波制成的空氣探測器。通過疏水膜片將液體封裝在該裝置的水槽內(nèi)，從閥桿填料處泄漏的氣體經(jīng)過下疏水膜片進(jìn)入水槽內(nèi)，在水槽液體中產(chǎn)生氣泡，再利用空氣探測器檢測氣泡，從而實現(xiàn)對閥桿填料處氣體泄漏檢測。該試驗裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可以實現(xiàn)實時監(jiān)測等特點(diǎn)。
【專利說明】
一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于閥門技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測閥門閥桿填料處氣體泄漏的試驗裝置和試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]閥門是輸氣管道的重要組成部分，關(guān)鍵部位的閥門失效會導(dǎo)致生產(chǎn)操作的困難、增加事故幾率，給安全生產(chǎn)運(yùn)行帶來潛在的事故隱患，而閥門最主要的失效方式是泄漏失效。
[0003]不同泄漏形式所造成的經(jīng)濟(jì)損失和對環(huán)境的污染程度又因介質(zhì)的特性的不同而有所不同。如果是氣體介質(zhì)，則很容易在空氣中擴(kuò)散傳播，其污染半徑就會較大。常見的介質(zhì)為氣體的閥門泄漏形式主要包括:閥門填料處泄漏，閥體和閥蓋泄漏、密封面泄漏、密封圈泄漏、關(guān)閉件泄漏以及法蘭連接處泄漏，而主要的還是填料處泄漏。閥門閥桿填料處氣體泄漏是各種裝置中最常見的，也是最難克服的一個故障。
[0004]檢測閥門閥桿填料處氣體泄漏的方法可歸結(jié)為以下幾種:通過鼻聞和使用纖細(xì)小棍測試的方法、通過氣體檢測儀檢測、使用肥皂水等檢漏液檢查各密封部件，如果有連續(xù)的肥皂泡產(chǎn)生，則說明閥門存在泄漏、可以通過是否有逃逸氣體發(fā)出的尖銳刺耳的聲音來判斷、用塑料薄膜或膠帶纏住連接處觀察薄膜情況、通過檢測閥桿與填料接觸表面潤滑劑加料口處壓力的變化，判斷是否出現(xiàn)泄漏。這幾種方法可以用于判斷是否有出現(xiàn)泄漏，但可操作性不強(qiáng)。
[0005]目前，針對閥桿填料處氣體泄漏檢測的試驗裝置和試驗方法還存在嚴(yán)重的技術(shù)缺陷和空白。為保證閥門在運(yùn)行過程中的安全性，非常有必要設(shè)計一種檢測閥桿填料處氣體泄漏的設(shè)備或者儀器，為閥門的安全生產(chǎn)提供保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和實際需求，本發(fā)明的目的在于提供一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置和方法。使用本發(fā)明設(shè)計的裝置可以快速有效的檢測閥門閥桿填料處氣體泄漏狀況，也可進(jìn)行實時監(jiān)測，保證閥門運(yùn)行過程中的安全可靠性。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置安裝在閥門上，所述檢測裝置包括四周圍合的水槽19，在所述水槽19的兩端設(shè)置用于封裝液體的上疏水膜片6和下疏水膜片8 ;在所述水槽19兩側(cè)設(shè)置空氣探測器20。
[0009]進(jìn)一步，所述水槽19設(shè)置在凸臺15內(nèi)，所述水槽19由凸臺15下表面貫穿至凸臺15上表面，所述空氣探測器20設(shè)置在所述凸臺15兩側(cè)。
[0010]所述閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，優(yōu)選的是，所述檢測裝置安裝在閥門上，所述檢測裝置包括凸臺15，在所述凸臺15內(nèi)設(shè)置四周圍合的水槽19，所述水槽19由凸臺15下表面貫穿至凸臺15上表面，在所述水槽19的兩端設(shè)置用于封裝液體的上疏水膜片6和下疏水膜片8 ;在所述凸臺15兩側(cè)設(shè)置空氣探測器20。
[0011]進(jìn)一步，所述上疏水膜片6和下疏水膜片8在水槽19的兩端通過膠水粘接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，優(yōu)選的是，所述水槽19為傾斜的圓柱體，圓柱水槽的圓孔軸線與凸臺下表面呈30-60°角。
[0013]根據(jù)本發(fā)明所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，優(yōu)選的是，所述檢測裝置為設(shè)置有軸孔17的半圓形結(jié)構(gòu)，在半圓的直線邊設(shè)置凸臺15，所述軸孔17與閥門的壓套3外圓同軸安裝。
[0014]進(jìn)一步，所述檢測裝置與壓套3接觸處設(shè)置密封圈一 5，防止氣體沿著壓套3接觸面泄漏。
[0015]進(jìn)一步，在所述檢測裝置的軸孔17的內(nèi)表面設(shè)置內(nèi)溝槽一 21，所述密封圈一 5安裝在所述內(nèi)溝槽一 21內(nèi)；所述內(nèi)溝槽一 21在水槽19下端的孔口上方約2-200mm。
[0016]根據(jù)本發(fā)明所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，優(yōu)選的是，所述檢測裝置的下表面與閥門的閥蓋10表面接觸，在接觸處設(shè)置密封圈二 7，防止氣體沿著閥門的閥蓋10接觸面泄漏。
[0017]進(jìn)一步，在所述檢測裝置與閥蓋表面接觸的下表面設(shè)置內(nèi)溝槽二 22，所述密封圈二 7安裝在內(nèi)溝槽二 22內(nèi)；所述內(nèi)溝槽二 22在水槽19下端的孔口沿圓周外徑方向約2-200mmo
[0018]根據(jù)本發(fā)明所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，優(yōu)選的是，所述的上疏水膜片6和下疏水膜片8為超疏水陶瓷膜，所述超疏水陶瓷膜為將無機(jī)陶瓷膜疏水改性后而得到的；所述超疏水陶瓷膜，在0-6.5bar的壓力測試下，水通量為零。
[0019]進(jìn)一步，所述上疏水膜片6和下疏水膜片8在水槽19的上下兩個孔口處通過膠水粘接。
[0020]根據(jù)本發(fā)明所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，優(yōu)選的是，所述檢測裝置上設(shè)置數(shù)個螺孔，所述檢測裝置通過螺接固定連接在閥門上，優(yōu)選用螺釘固定。
[0021]本發(fā)明還提供一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測方法，將所述的檢測裝置安裝在閥門的閥蓋，從閥桿填料處有泄漏的氣體經(jīng)過下疏水膜片8進(jìn)入水槽19，再經(jīng)過上疏水膜片6排出；進(jìn)入水槽19的氣體，在水槽的液體中產(chǎn)生氣泡，觀察到空氣探測器20的接收端超聲波換能器28出現(xiàn)能量衰減，空氣探測器20會輸出有氣泡產(chǎn)生信號。
[0022]進(jìn)一步，所述檢測裝置的材料為鋼或有機(jī)材料。
[0023]進(jìn)一步，所述水槽液體為水或者其他無毒介質(zhì)。
[0024]發(fā)明詳述:
[0025]本發(fā)明所述的檢測閥門閥桿填料處氣體泄漏裝置，所述的試驗裝置包括:一個試驗用設(shè)備水槽19，該水槽19是一個傾斜的圓柱體，水槽19兩頭有用于封裝液體27的上疏水膜片6和下疏水膜片8，裝置上有防止氣體泄漏的密封圈5與密封圈7，數(shù)個用于固定該檢測裝置和壓蓋的螺栓孔11、螺母一 12和螺母二 13，超聲波氣泡檢測傳感器做成的空氣探測器20，空氣探測器20用螺釘固定在閥蓋上表面，分布在裝置凸臺15兩側(cè)。
[0026]本發(fā)明所述的檢測閥門閥桿填料處氣體泄漏裝置，該裝置安裝在閥蓋10上表面，該裝置結(jié)構(gòu)圖如圖2中的半圓結(jié)構(gòu)，該裝置的材料為鋼或有機(jī)材料，裝置凸臺15處開一個傾斜的圓孔水槽19，水槽通道由裝置凸臺15下表面貫穿至凸臺15上表面，圓柱水槽圓孔軸線與下表面呈30-60°角，呈一定角度保證空氣探測器20發(fā)出的超聲波可以穿透水槽液體27從而進(jìn)行氣泡檢測，試驗裝置下表面與閥蓋10上表面接觸。在傾斜圓柱水槽19兩個孔口處安裝有上疏水膜片6和下疏水膜片8，上疏水膜片6和下疏水膜片8在水槽19的上下兩個孔口處通過膠水粘接，上疏水膜片6和下疏水膜片8將液體封裝在水槽19中。從閥桿填料9處泄漏的氣體經(jīng)過下疏水膜片8進(jìn)入水槽液體27，再經(jīng)過上疏水膜片6排出。氣體進(jìn)入水槽19，在水槽液體27中產(chǎn)生氣泡25，觀察到空氣探測器20的接收端超聲波換能器28出現(xiàn)能量衰減，空氣探測器20輸出有氣泡產(chǎn)生信號。
[0027]本發(fā)明所述檢測裝置的上疏水膜片6和下疏水膜片8采用超疏水陶瓷膜；所述上疏水膜片6和下疏水膜片8均采用無機(jī)陶瓷膜，利用有機(jī)物接枝法對陶瓷膜表面進(jìn)行疏水改性，將陶瓷膜表面由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?。無機(jī)陶瓷膜疏水改性前，水分子可以穿透陶瓷膜，隨著壓力增加，水通量呈現(xiàn)近似正比例上升關(guān)系。經(jīng)過疏水改性后，在0-6.5bar的壓力測試下，水通量為零。壓力大于6.5bar時，開始有水分子穿過膜片。
[0028]本發(fā)明所述檢測裝置的軸孔17與壓套3外圓同軸安裝；
[0029]本發(fā)明所述檢測裝置上設(shè)置有多個螺孔18，其與螺栓孔11的孔徑、數(shù)量和位置一致，保證其能配合安裝固定，在檢測裝置的上面的螺孔18是通孔，螺柱上有螺母12和螺母13，中間部位的螺母13用于壓緊檢測裝置16，上面螺母12用于壓緊壓板2。
[0030]本發(fā)明所述檢測裝置與壓套3接觸處裝有密封圈5，防止氣體沿著壓套3接觸面泄漏；
[0031]本發(fā)明所述檢測裝置下表面與閥蓋10表面接觸處裝有密封圈7，防止氣體沿著閥蓋10接觸面泄漏；
[0032]進(jìn)一步所述密封圈5安裝在該裝置的內(nèi)溝槽21上，內(nèi)溝槽21在軸孔17內(nèi)表面，在水槽19下孔口上方約2-200mm ；
[0033]進(jìn)一步所述密封圈7安裝在閥蓋表面接觸的下表面內(nèi)溝槽22上，內(nèi)溝槽22在水槽19圓孔通道下孔口沿圓周外徑方向約2_200mm。
[0034]所述的空氣探測器20是利用超聲波氣泡檢測傳感器制成的；
[0035]本發(fā)明所述超聲氣泡傳感器檢測原理(圖4):發(fā)射端與接收端的超聲波換能器芯片封裝在一個內(nèi)空為圓柱形的殼體中，超聲波從發(fā)射端發(fā)出以后，其中小部分被傳感器外殼23漫反射，大部分穿過殼體，透過空氣隙，再一次穿過管路壁26進(jìn)入水槽液體27中。上述傳輸過程中，小部分能量在空氣隙中損失，另外部分受管路壁26材料的結(jié)構(gòu)影響被衰減，大部分能量在水槽液體27中傳輸?shù)浇邮斩说某暡〒Q能器28。如果水槽液體27中沒有氣泡，液體27密度相對穩(wěn)定，接收端接收到的信號幾乎沒有大的畸變。若水槽液體27中有大小不等的氣泡25，液體27密度會降低，接收端的超聲波換能器28收到的能量會衰減，信號波形產(chǎn)生畸變，幅值變小，其衰減程度及時間與氣泡大小、形狀和氣泡多少有關(guān)。接收端收到的能量衰減信號之后，空氣探測器20輸出氣泡產(chǎn)生信號。
[0036]本發(fā)明的有益技術(shù)效果:
[0037]本發(fā)明提供一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置和方法，使用本發(fā)明設(shè)計的裝置和方法可以快速有效的檢測閥門閥桿填料處氣體泄漏狀況，也可進(jìn)行實時監(jiān)測，保證閥門運(yùn)行過程中的安全可靠性。本發(fā)明所述檢測裝置:結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可以實現(xiàn)實時監(jiān)測，保證閥門安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說明】
[0038]附圖1為所述檢測裝置在閥門上安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]附圖2為所述檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。
[0040]附圖3為所述檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖的全剖的左視圖。
[0041]附圖4為超聲波氣泡傳感器檢測原理結(jié)構(gòu)圖。
[0042]附圖5為該檢測裝置應(yīng)用于截止閥的示意圖。
[0043]附圖標(biāo)記說明:
[0044]I—閥桿；2—壓板；3—壓套；4一密封圈三；5—密封圈一 ；6—上疏水膜片；7—密封圈二 ；8—下疏水膜片；9 —閥桿填料；10 —閥蓋；11—螺檢孔；12—螺母一 ；13—螺母二 ；14一檢測裝置安裝位置；15—檢測裝置凸臺；16—檢測裝置；17—軸孔；18—螺孔；19一水槽；20—空氣探測器；21—溝槽一 ；22—溝槽二 ；23—傳感器外殼；24—超聲波發(fā)射電路；25—?dú)馀荩?6—管路壁；27—水槽液體；28—接收端超聲波換能器；29—超聲波接受電路；30一截止閥進(jìn)口端；31—截止閥出口端；32—截止閥閥辦；33—截止閥閥蓋；34—檢測裝置；35—截止閥壓板。
【具體實施方式】
[0045]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0046]本發(fā)明提供一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，安裝在閥門上，檢測裝置包括凸臺15，在凸臺15內(nèi)設(shè)置四周圍合的水槽19，水槽19為傾斜的圓柱體，由凸臺15下表面貫穿至凸臺15上表面，圓柱水槽的圓孔軸線與凸臺下表面呈30-60°角。在水槽19的兩端設(shè)置用于封裝液體的上疏水膜片6和下疏水膜片8，上疏水膜片6和下疏水膜片8在水槽19的上下兩個孔口處通過膠水粘接；在凸臺15兩側(cè)設(shè)置空氣探測器20。上疏水膜片6和下疏水膜片8在水槽19的兩端通過膠水粘接。所述檢測裝置為設(shè)置有軸孔17的半圓形結(jié)構(gòu)，在半圓的直線邊設(shè)置凸臺15，所述軸孔17與閥門的壓套3外圓同軸安裝。檢測裝置與壓套3接觸處設(shè)置密封圈一 5，防止氣體沿著壓套3接觸面泄漏。在檢測裝置的軸孔17的內(nèi)表面設(shè)置內(nèi)溝槽一 21，密封圈一 5安裝在所述內(nèi)溝槽一 21內(nèi)；內(nèi)溝槽一 21在水槽19下端的孔口上方約2-200mm。所述檢測裝置的下表面與閥門的閥蓋10表面接觸，在接觸處設(shè)置密封圈二 7，防止氣體沿著閥門的閥蓋10接觸面泄漏。在檢測裝置與閥蓋表面接觸的下表面設(shè)置內(nèi)溝槽二 22，所述密封圈二 7安裝在內(nèi)溝槽二 22內(nèi)；所述內(nèi)溝槽二 22在水槽19下端的孔口沿圓周外徑方向約2-200mm。上疏水膜片6和下疏水膜片8為超疏水陶瓷膜，所述超疏水陶瓷膜為將無機(jī)陶瓷膜疏水改性后而得到的；所述超疏水陶瓷膜，在0-6.5bar的壓力測試下，水通量為零。所述檢測裝置上設(shè)置數(shù)個螺孔，所述檢測裝置通過螺接固定連接在閥門上。
[0047]實施例
[0048]參照圖5，本發(fā)明用于檢測截止閥閥桿填料處氣體泄漏。所用截止閥尺寸為4寸，所述檢測裝置所用材料為有機(jī)玻璃，封裝在水槽19中的液體介質(zhì)為水。
[0049]參照圖1、圖2、圖3、圖5，將所述檢測裝置安裝在截止閥上。由于所述檢測裝置采用材料為有機(jī)玻璃結(jié)構(gòu)，閥桿填料處有氣體泄漏，可以看見在水槽液體27中會產(chǎn)生氣泡25，并且接收端超聲波換能器28中會顯示能量衰減變化情況。使用時，截止閥閥瓣32保持關(guān)閉狀態(tài)，在截止閥出口端31加壓。此時，閥桿填料9受壓。截止閥出口端31壓力較小時，該檢測裝置水槽液體27中未產(chǎn)生氣泡，空氣探測器20也未輸出有氣泡產(chǎn)生信號；截止閥出口端31壓力增加，閥桿填料9所受壓力越來越大，當(dāng)壓力增加到IMPa時，在水槽液體27中產(chǎn)生氣泡25，空氣探測器20輸出有氣泡產(chǎn)生信號，證明此時閥桿填料9處發(fā)生了泄漏。
[0050]記錄該試驗結(jié)果，試驗結(jié)束。
[0051]從上述實施例看出，整個測試過程較穩(wěn)定，測試結(jié)果有效。
[0052]與現(xiàn)有檢測裝置相比較，該裝置能夠?qū)崟r檢測閥門閥桿填料處的氣體泄漏狀況。
【主權(quán)項】
1.一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置安裝在閥門上，所述檢測裝置包括四周圍合的水槽(19)，在所述水槽(19)的兩端設(shè)置用于封裝液體的上疏水膜片(6)和下疏水膜片⑶；在所述水槽(19)兩側(cè)設(shè)置空氣探測器(20)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，所述水槽(19)設(shè)置在凸臺(15)內(nèi)，所述水槽(19)由凸臺(15)下表面貫穿至凸臺(15)上表面，所述空氣探測器(20)設(shè)置在所述凸臺(15)兩側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，所述水槽(19)為傾斜的圓柱體，圓柱水槽的圓孔軸線與凸臺下表面呈30-60°角。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置為設(shè)置有軸孔(17)的半圓形結(jié)構(gòu)，在半圓的直線邊設(shè)置凸臺(15)，所述軸孔17與閥門的壓套(3)外圓同軸安裝；所述檢測裝置與壓套(3)接觸處設(shè)置密封圈一(5)，防止氣體沿著壓套(3)接觸面泄漏。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，在所述檢測裝置的軸孔(17)的內(nèi)表面設(shè)置內(nèi)溝槽一(21)，所述密封圈一(5)安裝在所述內(nèi)溝槽一(21)內(nèi)；所述內(nèi)溝槽一(21)在水槽(19)下端的孔口上方約2-200mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置的下表面與閥門的閥蓋(10)表面接觸，在接觸處設(shè)置密封圈二(7)，防止氣體沿著閥門的閥蓋(10)接觸面泄漏。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，在所述檢測裝置與閥蓋表面接觸的下表面設(shè)置內(nèi)溝槽二(22)，所述密封圈二(7)安裝在內(nèi)溝槽二(22)內(nèi)；所述內(nèi)溝槽二(22)在水槽(19)下端的孔口沿圓周外徑方向約2-200_。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，所述的上疏水膜片(6)和下疏水膜片(8)為超疏水陶瓷膜，所述超疏水陶瓷膜為將無機(jī)陶瓷膜疏水改性后而得到的；所述超疏水陶瓷膜，在0-6.5bar的壓力測試下，水通量為零。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置上設(shè)置數(shù)個螺孔，所述檢測裝置通過螺接固定連接在閥門上。10.一種閥門閥桿填料處氣體泄漏檢測方法，其特征在于，將權(quán)利要求1-9任一項所述的檢測裝置安裝在閥門的閥蓋，從閥桿填料處有泄漏的氣體經(jīng)過下疏水膜片(8)進(jìn)入水槽(19)，再經(jīng)過上疏水膜片(6)排出；進(jìn)入水槽(19)的氣體，在水槽的液體中產(chǎn)生氣泡，觀察到空氣探測器(20)的接收端超聲波換能器(28)出現(xiàn)能量衰減，空氣探測器(20)會輸出有氣泡產(chǎn)生信號。
【文檔編號】G01M3/24GK106052969SQ201510611763
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年9月23日
【發(fā)明人】王奕彤, 于新海, 焦倫齡, 涂善東, 張健, 謝能達(dá)
【申請人】方正閥門集團(tuán)有限公司, 華東理工大學(xué)