用于煤氣流量計殼體的快速拆裝壓力試驗裝置

張翠宣，葉京生

（1.天津渤海職業技術學院，天津300402；2.天津科技大學，天津300222）

煤氣流量計是計量煤氣流量的儀表，不僅可以控制過程變量，同時也可為計量核算提供可靠的依據，應用廣泛，形式多樣。現有的煤氣流量計根據原理的不同，可以分為孔板流量計、羅茨流量計、阿牛巴流量計、文丘里流量計、超聲波流量計等[1～2]，在使用過程中存在著流量壓力溫度變化大、所含雜質多、煤氣泄漏等問題[3～4]。而泄漏問題則是重中之重，為保證煤氣傳輸及使用安全，煤氣流量計需要具有極高的密封性，因此，作為重要的煤氣計量裝置，煤氣流量計殼體的氣密試驗，是產品生產過程中必不可少的檢驗步驟。

1 氣密性試驗的試驗方法

氣密性試驗，主要是檢驗容器的各聯接部位是否有泄漏現象。現在的試驗方法，通常為壓力試驗，即將煤氣流量計的兩半式殼體相對密封扣裝后，放置于水槽內，通過氣體管路向殼體內部進行加壓至0.6 MPa，并保持一段時間，觀察殼體接合面及其殼體端面上所制的多個孔位均無泄漏即為合格。

傳統加壓試驗中，煤氣流量計的兩半式殼體通常采用圓周均布的螺栓來聯接，其在試驗操作過程中，存在諸多缺陷：

首先，采用連接螺栓的聯接方式，很容易因各個螺栓之間緊定力度的不均勻，而造成氣體泄漏，影響試驗的準確性；

其次，逐一安裝并擰緊螺栓的過程極為繁瑣，費時費力，勞動強度較大，特別對于產品生產過程中批量性的試驗操作來說，其弊端則更為突出。

為此，需要設計一種操作簡便、可以有效保證流量計密封的殼體壓力試驗裝置。

2 快速拆裝式壓力試驗裝置結構

快速拆裝式壓力試驗裝置結構如圖1所示。

圖1 新型壓力試驗裝置結構圖

3 試驗裝置工作原理

新型煤氣流量計殼體密封壓力試驗裝置[5]，如圖1所示，由基座14、環形支架5、夾具3及兩壓緊碗9、16構成。環形支架通過固定臺13豎直固裝于基座上表面，在該環形支架上制有徑向進氣孔19，該徑向進氣孔與工件（即煤氣流量計兩半式殼體7、17）的內部空間相通。在該徑向進氣孔上安裝進氣管4，并在該進氣管上安裝有壓力表1，從而可方便地觀察到兩半式殼體內部的壓力狀態。在該環形支架的兩側面，均制有可軸向卡裝于兩半式殼體的敞口端內部的安裝環臺18，該安裝環臺的形狀與兩半式殼體的敞口端形狀相吻合。在環形支架兩側面所制的安裝環臺上，均套裝有密封圈6，從而可保證兩半式殼體與環形支架的密封安裝。

夾具為半圓環形一體成型的夾具，在該夾具的兩端部，分別相向安裝有頂芯。其中一個頂芯，為軸向可調頂芯10，該軸向可調頂芯為螺桿軸頂芯，其活動安裝于夾具端部所制的螺紋套11內。在該螺桿軸頂芯的外端部，安裝有旋轉手柄12，通過手動旋轉該手柄，即可對夾具的夾緊力度進行調節。另一個頂芯15也為轉動安裝于夾具的端部。在夾具中心頂部固裝有吊裝環2。

壓緊碗的敞口端內徑與兩半式殼體端面所成型的環臺相吻合，從而可定位扣裝于兩半式殼體端面外表面所制的環臺上。在兩壓緊碗的外側表面，制有與頂芯配合的定位中心21，兩壓緊碗的碗體上，均制有均布的觀察孔20。夾具通過兩壓緊碗，將兩半式殼體夾緊安裝于環形支架的兩側。兩壓緊碗中，至少一個壓緊碗外側表面所制的定位中心為偏心設置。從而夾具兩端部相向安裝的頂芯在夾緊狀態下，其軸線與環形支架所在軸線不共軸，而是具有一定的傾斜角度，進一步保證夾具夾緊定位后，密封面受力的均勻性。

將煤氣流量計兩半式殼體端面所制的多個孔位8，采用密封件密封，將其對稱扣裝于環形支架兩側的安裝環臺上，采用夾具及兩壓緊碗，將兩半式殼體同軸緊定于環形支架的兩側，通過調整夾具一端部所安裝的螺桿軸頂芯，對夾具的夾緊力度進行調節。采用吊裝工具將緊定后的工件及試驗裝置放置于水槽內。通入高壓氣體，保持一段時間，觀察殼體的泄漏情況，無泄漏即為合格。本試驗裝置大大降低了現有流量計殼體密封加壓試驗的勞動強度，操作簡便，具有推廣應用價值。

4 試驗裝置的應用及特點

該裝置不僅適用于煤氣流量計殼體的密封加壓試驗，其他具有類似結構工件的密封加壓試驗同樣適用，其特點為：

（1）密封性好。改變了傳統密封加壓試驗中，采用螺紋連接兩半式殼體的方式，而是采用專用工具連接，并且通過密封圈、夾具及兩壓緊碗的配合，將兩半式殼體可靠壓緊，具有良好密封性，碗體上布有均布的觀察孔，通過該觀察孔可方便地觀察到流量計兩半式殼體的端面上所制的多個孔位的密封性。

（2）操作靈活便捷。環形支架上的徑向進氣孔，可以安裝進氣管路及壓力表，避免了直接在流量計兩半式殼體上安裝進氣管路的繁瑣操作。夾具的兩端部相向安裝有兩頂芯，其中一個頂芯為螺桿軸頂芯，其可通過其外端所安裝的旋轉手柄進行徑向調節，即可輕松實現對工件的軸向壓緊，具有操作靈活、便捷的優點。夾具中心頂部固裝有吊裝環，用于將緊定好的工件及試驗裝置共同吊裝于水槽內，進行加壓試驗，具有使用方便的優點。

（3）受力均勻，可靠安全。兩壓緊碗中至少一個制有偏心的定位中心，保證夾具兩端部相向安裝的頂芯在夾緊狀態下，其軸線與環形支架所在軸線呈一定角度傾斜，進一步保證夾具夾緊定位后，密封面受力的均勻性。夾具為半圓環形一體成型的夾具，其具有較高的機械強度，可保證夾緊力度，防止在試驗過程中，夾具由于工件內部壓力的作用下而發生的變形，保證試驗的可靠性及安全性。

5 結束語

煤氣流量計殼體的快速拆裝密封壓力試驗裝置，結構設計科學合理，操作簡單，使用方便，成本低，可有效降低試驗的勞動強度，提高密封加壓試驗效率，同時保證試驗精確度，是一種具有較高創新性，適合推廣應用的煤氣流量計殼體密封加壓試驗裝置，同時也可推廣到相關儀器儀表的試驗裝置中。

本快速拆裝壓力試驗裝置為一新型打壓密封實驗裝置，并已申請一實用新型專利和一發明專利。

[1]王寅觀，孫慶德，姚國民，李志良.超聲波煤氣流量計的研制[J].化肥工業，2005，24（4）:26-28.

[2]原桂生.煤氣計量儀表的分析[J].自動化儀表，2006，27（7）：57-59.

[3]方原柏.城市煤氣計量裝置設計評述[J].有色金屬設計，1994，（1）：33-38.

[4]劉姝宇.煤氣計量應注意的問題[J].計量天地，2008，（6）：18.

[5]徐紅升，張翠宣，等.一種煤氣流量計殼體密封打壓試驗裝置[P].中國專利：200910068600，2009-10-06.