密封性檢測裝置的制造方法
【專利摘要】一種密封緊密性檢測裝置，旨在解決流體動力和介質傳輸技術領域一直無科學辨別和監(jiān)控泄漏的手段和方法而致泄漏失控問題。任何正常壓力容器或系統(tǒng)的容積C和漏阻RL都是確定的，如果在固定壓力p下觀察其泄漏，則顯然其容積和漏阻越大、漏完其全部流體的時間t越長，壓力越高、漏完其全部流體的時間t越短，反之都亦然；也就是說，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的泄漏方程CRL＝pt或RL＝pt/C＝p/IL完全符合密封和泄漏客觀規(guī)律。因此，在采集到壓力容器或系統(tǒng)在固定壓力p下泄漏流體容積ΔC的時間為Δt時便知其密封緊密度即漏阻RL＝pΔt/ΔC，在采集到泄漏致其壓力從p下降至(p-Δp)的時間為Δt時便可按本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的密封定理知道反映其密封性好壞的保壓能力pt＝p(p-0.5Δp)Δt/Δp。
【專利說明】
密封性檢測裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬流體動力傳輸與流體介質輸送系統(tǒng)技術領域，涉及壓力容器或系統(tǒng)的密 封性檢測，特別涉及本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)和定義的密封緊密度即漏阻的測定裝置和本發(fā)明人發(fā)現(xiàn) 和定義的保壓性的測定表（簡稱保壓表）。
【背景技術】
[0002] 壓力的單位Pa = N/m2= Ν ·ηι/ηι 3 =單位容積流體的儲能，即靜壓容器的流體儲能 E = pC，其中p =容器的壓力，C =容器的容積。因此，如果在定壓p下漏出容器全部流體 的時間為t，并比照電流令漏流C/t =單位時間穿過密封節(jié)的流體容積（即C = tl J， 比照電阻令漏阻Rl= p/I 壓力與漏流之比，則由pC = ptl L可知：pC/I pt - CI^ = pt或&= pt/C = p/I ^。顯然，pt值所指為亦稱之為一個壓力容器或系統(tǒng)固有的保壓性或 保壓能力。由于壓力容器或系統(tǒng)的漏阻越大意味著其密封越緊密，因此，無疑，漏阻就是密 封緊密度，并可將緊密度即漏阻按&= pt/C理解為致壓力容器或系統(tǒng)泄漏單位容積流體 所需的保壓能力，按&= P/I t理解為致壓力容器或系統(tǒng)泄漏單位流體流（即在單位時間內 泄漏單位容積流體）所需的壓力（能）。所以，稱C&= pt為壓力容器或系統(tǒng)的保壓（泄 漏）方程。本保壓（泄漏）方程為本發(fā)明人首次發(fā)現(xiàn)。
[0003] 由于任何正常壓力容器或系統(tǒng)的容積和漏阻都是定值，因此，由泄漏方程C&= pt 可知，
[0004] 1)任何壓力容器或系統(tǒng)的保壓能力pt為其容積和其漏阻之積，是常數(shù)，正如"容 積和漏阻越大、定壓漏空的時間越長，壓力越高、定壓漏空的時間越短，反之亦然"所釋；
[0005] 2)任何壓力容器或系統(tǒng)的漏流與壓力成正比，比值為其固定不變的漏阻，即漏阻 &= p/込=pt/C =常數(shù)，簡直就是說，泄漏方程與歐姆定律完全對應；
[0006] 3)漏阻的單位可為MPa· h*m3,泄漏率即漏導（漏阻的倒數(shù)）的單位可為 m3· (MPa· h) %即泄漏方程完全符合壓力容器或系統(tǒng)的保壓和泄漏客觀規(guī)律，是無可質疑 的。
[0007] 流體穿過密封節(jié)、在管內和在物體表面的流動同是流體的流動，至多是阻止流體 流動的阻力類型和大小不同。既然有與只耗能的電阻對應的漏阻，就應有與不耗能的電抗 對應的流抗，也應有與電阻抗對應的流阻抗。
[0008] 相比之下，質量微小的電子流是動能可忽略的帶電體運動，質量巨大的分子流是 動能不可忽略的無電體運動；因此，電子在電路中的停滯與流動顯現(xiàn)為電路的電壓與電流 的互換，分子在流路中的停滯與流動應顯現(xiàn)為流路的壓力能與動能的互換。既然電抗是致 其兩端電壓與其中電流的互換元，則流抗便應是致其兩端流體壓力（能）與其中流體動能 的互換元。
[0009] 毋庸置疑，在理論上，流體的動能是流體壓力對靜止流體做功的結果，即流體的動 能0. 5mv2= pA/ - 0. 5pv2= P，其中m =流體質量，V =流體流速，p = m/(Al)=流體的密 度，P =對靜止流體做功時的壓力（用于賦予流體動能的并在所述流速流體中不再存在的 壓力），I =面積為A的流體橫截面在力pA的作用下移動的距離，因此，流體從靜止至流動 有壓力至動能的轉換，從流動至靜止有動能至壓力的轉換，在流量或流速不斷變化的流動 中有壓力與動能的不斷互換，而且每個單位容積流體的壓力減（增）量Δρ =動能增（減） 量 0· 5ρ Δ ν2。
[0010] 由于流體流速ν的單位為[m/s] = [ (m3/m2)/s]，因此，流體流速ν =單位時間內 流過單位橫截面積的流體容積量，所以，定義為單位時間內流過橫截面積（A)的流體容積 量的流體流（量）I F= Αν，并可理解為流體流的橫截面積A按速度ν運動單位時間的體積。
[0011] 由單位容積流體具有的動能0. 5pv2 =用于賦予流體動能的壓力p可知：
[0012] (其中0=流體密度，/=流體流速） -(其中流體流的橫截面積） (其中厶=流體流 =IfXf (其中
[0013] 由于XF= p/I ^勺單位可與漏阻的單位MPa · h · m 3相同，又是不耗能地致流體壓 力（能）轉動能的因子，因此，比照電抗，應叫XF為流路的流抗，叫I FXF為流抗所致的壓降。
[0014] 由于管的流抗XF= (pvV(2A) -一是隨管腔橫截面積A而變的，因此，管流抗所致 的壓力降IFXF(等于所致的動能增量）是沿流向隨管腔橫截面積A突變而突變的，或可說， 流抗致壓力至動能的轉換是瞬間完成的，或可說，壓力至動能的轉換是流抗致壓力對流體 瞬間撞擊所致，或可說，流體一旦流動，流體已吞噬掉致其流動的撞擊壓力。由于流體的流 動還需要一個克服摩擦阻力的壓力，因此，流體在管道中的流動總共需要兩個分壓力，一個 是賦予流體流動的壓力（I FXF)，一個是克服摩擦阻力的壓力（IFRF)，即流體流過管道的總壓 降p = IFRF+IFXF= I F(RF+XF)，其中IFRF是流阻致?lián)p的壓力，I FXF是流抗致流體吞噬的壓力， 或者說管道是一流阻RF與流抗X F串聯(lián)流路，并可稱P = I F(RF+XF)為流體在管道中的流動 方程。
[0015] 事實上，任何兩個有相對運動或運動趨勢的物體接觸面間或多或少都有阻止它們 相對運動的摩擦阻力。自然，管對流過其中的流體流的摩擦阻力作用在流體流的外周。法 國物理和生物學家泊肅葉（Poiseuille)于1838年用特細管證明，管對流體的摩擦阻力心 =(8rUV(3i r4)(其中n =粘度，1=管長度，r=管壁半徑），不僅不以牛頓為單位，而且 還等于管兩端間的壓力P與其中流體流I F之比，是與電阻對應的流阻。后來人們將其發(fā)現(xiàn) 命名為泊肅葉定律，并成功用于流速極慢的流體流動領域，如用于人體高血壓治療和流體 粘度測定。由于此前人們一直不知道管道有致壓降的流抗，以至于錯誤地認為泊肅葉定律 只符合毛細管而不符合普通管中的流體流動的原因是普通管中有紊流所致的不確定壓降， 因此，迄今為止一直未按泊肅葉定律定義和應用流阻物理量。
[0016] 相對管流體受到的外周摩擦阻力，隨流體截面積而突變的管流抗就是流體受到的 來自管變徑段或口的正面阻力。流體穿過密封節(jié)的阻力和流體穿過管道的外周阻力及正面 阻力同是流體流過流路的阻力，顯然應該有相同的量綱，因此，按泊肅葉定律定義的管流體 受到的外周摩擦阻力的單位居然也可以是MPa · h · m 3,便殊途同歸地證明泊肅葉定律和本 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的流體泄漏方程及流體流動方程都是科學的。
[0017] 同軸共一條母線形成的有相等直（角）包夾體積的兩相鄰的管凸壁段和運動物體 [參見徐長祥，張曉忠，陳佑軍.流體的壓力能與漏阻、流阻和流抗.液壓氣動與密封，2015， 35 (9)]，以相等速度相對流體每運動一個身段的運動都是致容積等于直包夾體積的流體從 相同的固體表面和靜壓流體間擠過，或都是致相同的流體流過有相同流阻和流抗的內外流 路，完全可按描述管道內流體的流動方程描述運動物體外流體的流動。
[0018] 綜上所述，一切流體流動都可用方程P = IF(RF+XF)來描述，其中P是流體流動所 需的總壓力，I F是流體流，rf是導流面對流過流體流的外周或切向阻力（叫導體對流體的流 阻），xF是礙流面對流過流體流的正面或軸向阻力（叫礙體對流體的流抗），迎流面（口） 或縮徑段（口）的流抗是致壓力能轉動能的正流抗，背流面（口）或擴徑段（口）的流抗 是致動能轉壓力能的負流抗，I FRF是流阻所致的不可逆壓力分量，IFXF是流抗所致的壓力能 與動能相互轉換的可逆壓力分量。流體穿過密封節(jié)和毛細管的流動都是流速或流量極小的 流動，都可視為無流抗而只有流阻的流動；流體穿過變徑管段或口的流動是流程極小的流 動，可視為無流阻而只有流抗的流動；流體穿過等徑管段的流動，可視為無流抗而只有流阻 的流動；流體穿過普通管線的流動，可視為既有流阻又有流抗的流動。因此，在不知道流路 的流阻、流抗和流阻抗及流體流動方程之前，不可能獲得對流體的流動和泄漏的有效控制， 不可能有安全可靠的流體動力和介質傳輸系統(tǒng)。也就是說，不知道流阻（漏阻）、流抗和流 阻抗對流體流動的影響的現(xiàn)有流體力學和現(xiàn)有控制泄漏的ISO標準都是偏離科學的，是眾 多事故的根源。
[0019] 不難觀察到，凡是有路可流的流動流體總是以加速方式繞過或避讓所遇到的不可 撼動的正面障礙，凡是運動固體總是不顧一切地去撞擊所遇到的正面障礙。這是流體和固 體各自獨有的運動特性。由于流體靜壓力是保持流體穩(wěn)定流動的唯一動力，因此，當無固定 形狀的流體流至正面障礙時，自然被靜壓力和正面阻力瞬間夾擊至增速橫流，即流體加速 避讓正面障礙物的行為，正如前面所述，是流體的流抗或正面阻力致壓力瞬間撞擊流體的 結果。這就是流體壓力隨其流速增加而減小的機理。所以，現(xiàn)有流體力學不知道"流體壓力 隨其流速增加而減小"現(xiàn)象（伯努利原理）的所以然的事實足以說明，現(xiàn)有流體力學還未觸 及到流體是如何流動的實質，怎能有效利用和控制流體的流動？何來確保流體動力和介質 安全傳輸?shù)氖侄危?br>[0020] 流抗決定流體是加速還是減速流動即決定流體如何流動，但要認知流抗，由前述 的流抗導出過程可知，得先認知流體漏阻或流阻。因此，發(fā)現(xiàn)或定義流體漏阻或流阻是導致 發(fā)現(xiàn)流抗的必要前提。本來，與電漏阻對應的流體漏阻&= P/込一一指單位時間泄漏單位 容積流體所需的壓力，與電泄漏率即電漏阻的倒數(shù)對應的流體泄漏率l/X= I yp-一指單 位壓力引起的流體容積泄漏量，其中流體漏流=單位時間漏出的流體容積辛單位時間 漏出的解壓流體體積，P=泄漏時的流體壓力。然而，ISO 5208《工業(yè)金屬閥門的壓力檢測》 (GB/T 13927)卻將漏流（IJ誤稱為泄漏率并用其驗收密封，相當于以漏流（IJ的倒數(shù)1/ 込為緊密度即漏阻指標驗收密封，即相當于用變量1/1 別常量p/込。ISO 19879《流體動 力傳遞管接頭的測試方法》(GB/T 26143)規(guī)定在限定的保壓時間內無可見泄漏的密封為合 格密封，相當于規(guī)定在限定保壓時間外有可見泄漏的密封為合格密封，實則仍然是以（特 別限定的）單位時間漏到壓力容器外的可見解壓流體體積大小驗收密封，即其實質與ISO 5208 -樣，依然用變量1/1 別常量p/込。ISO 5208和ISO 19879雖然用變量1/1 別 常量p/\-一雖未顧及漏流隨壓力而變，但畢竟是以某個時間內某個大致壓力下的漏流分 辨密封。然而，IS0/TR 11340《液壓軟管組合件液壓系統(tǒng)外部泄漏分級》（GB/Z 18427)則 完全不顧壓力高低地按可見泄漏流的大小將泄漏分為6級。由于采集和度量漏出流體十分 困難，因此，為實施憑肉眼辨別密封好壞，ISO 5208特對每秒漏出的mm3體積數(shù)與每分漏出 的液滴數(shù)及氣泡數(shù)做出具體換算規(guī)定。憑肉眼辨別密封的泄漏，首先是液體的粘附性及揮 發(fā)性和負偏差的測試壓力均可致壓力持續(xù)期內無滴漏，觀察氣泡的水深和負偏差的測試壓 力均可致壓力持續(xù)期內無氣泡；然后是壓力容器達到無可見泄漏的門檻太低，可致劣質產 品進入運營線路，而用戶又無法監(jiān)控和及時發(fā)現(xiàn)氣體線路和狹小空間、地下及長途的氣液 管線的泄漏；最終必然是完全失去對泄漏的有效控制。可以說，這些標準充分證明，現(xiàn)有密 封技術不僅對密封緊密度即漏阻無任何科學認識，而且對其錯用的物理量（漏流）也缺乏 科學認識和計量手段，即不僅不知漏流與測試壓力成正比，而且還不知漏出的壓縮流體容 積和解壓流體體積的區(qū)別，也不知泄漏流體的粘附和揮發(fā)損失所致的誤差，甚至對明知有 泄漏的密封還要求測出毫無價值的漏流大小。這就好比是說，現(xiàn)有密封技術無任何科學的 可見泄漏分辨方法和手段，更無任何科學的不可見泄漏分辨方法和手段。所以，現(xiàn)有密封相 關的技術標準不僅致壓力容器或系統(tǒng)的泄漏完全失控，而且還助長流體力學長期不知流體 如何流動，難免常有流體動力和介質傳輸系統(tǒng)引起的重大事故。

【發(fā)明內容】

[0021] 本發(fā)明的目的是根據(jù)本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)和定義的密封緊密度即漏阻和保壓性提出其 檢測裝置，至少使人類對壓力容器和系統(tǒng)的泄漏檢測由只能非科學地分辨可見泄漏發(fā)展到 可科學地分辨可見和不可見泄漏，使人類對壓力容器和系統(tǒng)的泄漏由不可控發(fā)展到完全可 控。
[0022] 壓力容器或系統(tǒng)的漏阻越大意味著其密封越緊密，因此，密封緊密度即是漏阻。本 發(fā)明人證明，壓力容器或系統(tǒng)在單位時間內泄出的流體容積即漏流與流體壓力P成正 比，比值為密封緊密度即漏阻&，即壓力容器或系統(tǒng)的漏阻&= p/I y是一個與其壓力P和 漏流大小無關的常數(shù)。然而，現(xiàn)有技術卻將單位時間泄漏到壓力容器或系統(tǒng)外的解壓流 體體積即漏流IJ|稱為泄漏率并用其辨別密封好壞，至少等于是用（隨壓力p成正比變化 的）變量（漏流υ辨別（它們的比值）常量，毫無辨別價值。為改變現(xiàn)有技術無科學的 密封緊密度即漏阻定義而不能科學辨別密封好壞的現(xiàn)狀，特按發(fā)明人發(fā)現(xiàn)和定義的密封緊 密度即漏阻提出一種壓力容器或系統(tǒng)的密封緊密度即漏阻測定裝置（參見圖1~3)，其特 征是漏阻&= p/I ρ Δ t/ Δ C，ρ是壓力容器或系統(tǒng)的固定測試流體壓力，I Δ C/ Δ t 是壓力容器或系統(tǒng)單位時間泄漏的測試流體容積；固定測試流體壓力P是依次通過同軸鉛 錘布置的砝碼（06)、活塞（05)和活塞缸（04)組件對與被測容器或系統(tǒng)相通的活塞缸內的 測試流體產生的，砝碼和活塞總成的總重力G與活塞缸橫截面積A之比G/A為固定測試流 體壓力P ;砝碼和活塞隨泄漏下降的高度h與活塞缸橫截面積A之積hA為泄漏的測試流體 容積AC，At為發(fā)生所述泄漏流體容積AC的耗時。
[0023] 漏阻&= ρ Λ t/ Δ C是測試壓力p、泄漏的流體容積Δ C和泄漏Δ C的耗時Δ t三 個變量決定的，而測試壓力P為所加砝碼重力G與活塞缸的橫截面積A的比值G/A，△ C為 泄漏引起的活塞下滑高度h與活塞缸的橫截面積A的積hA，因此，原始的漏阻測定裝置首 先應將所述固定測試流體壓力產生組件通過一個活塞缸座（〇3b)放置或固定在數(shù)字顯示 高度尺的水平工作臺面（01)上，用數(shù)字顯示高度尺測試和顯示砝碼及活塞隨泄漏下降的 高度h，用分離的計時器記錄活塞下降高度h的耗時At，然后在泄漏達到指定量h或At 時讀取△ t或h后，按指定量h或△ t、讀取量△ t或h及已知量A和p先后計算泄漏容積 Δ C = hA 和漏阻 RL= ρ Δ t/ Δ C〇
[0024] 如果將原始的漏阻測定裝置中的數(shù)字顯示高度尺的芯片或微處理器換成具有如 下數(shù)據(jù)輸入、采集、運算和顯示或/和打印輸出功能的微處理器，則便是一臺漏阻程控檢測 儀：
[0025] ?砝碼重力G和活塞缸橫截面積A的輸入采集功能，
[0026] ?作為指定量的活塞下降高度h和時間Δ t的選擇和輸入采集功能，
[0027] ?由一開關或按鈕同時復零和啟動的活塞下降高度h和時間Δ t的采集功能，
[0028] ?在泄漏達到指定量h或Δ t時實施測試壓力p = G/A、泄漏容積Δ C = hA和漏 阻&= ρ Δ t/ Δ C的計算功能和
[0029] ?至少輸出顯示或/和打印漏阻RJ直的功能。
[0030] 因此，一種對原始裝置改進后的漏阻測定裝置的特征是，所述固定測試流體壓力 產生組件通過一個活塞缸座（03b)放置或固定在自動采集漏阻計算參數(shù)AC和At后自動 計算和至少顯示或/和打印漏阻的程控檢測儀的水平工作臺面（01)上，每次測試是在指定 或選擇的P值下按泄漏達到指定或選擇的AC或At值為止進行的。
[0031] 有些壓力容器的漏阻測定可以將壓力容器直接放置在數(shù)字顯示高度尺或漏阻程 控檢測儀的水平工作臺面（01)上進行，此時需要測試流體壓力產生組件的活塞缸（04)直 接與被測壓力容器對接。但有些壓力容器和系統(tǒng)又不能放置在水平工作臺面（01)上進行 漏阻測定，只能在水平工作臺面（01)上放置一個使活塞缸（04)與軟管總成（03a)連通的 活塞缸座（〇3b)，以通過軟管將測試壓力導致被測壓力容器或系統(tǒng)。為了同時滿足這兩種 情況的需要，一般將活塞缸（04)和活塞缸座（03b)分兩體制造。顯然，活塞缸（04)和活塞 缸座（03b)可整體制造，只滿足對放置在水平工作臺面（01)外的壓力容器和系統(tǒng)的測試需 要。
[0032] 漏阻測定裝置的操作繁瑣，只適用于密封、壓力容器和系統(tǒng)定型時的漏阻測定，不 適用于已定型的壓力容器和系統(tǒng)的密封性的出廠驗收和運行監(jiān)測。由于已定型的壓力容器 和系統(tǒng)的容積C和漏阻&是已知的或是固定不變的，因此，根據(jù)泄漏方程CL= pt可知，對 已定型的壓力容器和系統(tǒng)的密封性的出廠驗收和運行監(jiān)測，只需要檢查其保壓能力pt值 是否合格或是否有變化。
[0033] 任何靜壓容器或系統(tǒng)的泄漏都將致其壓力下降。由于致其壓力從ρ降至（ρ-Δρ) 的泄漏等于是在壓力（ρ-〇.5Δρ)下漏空一個容積為Δρ/ρ倍總容積的子空間的泄漏，因 此，如果致其壓力Ρ下降Δρ的耗時為At，則共有ρ/Δρ個子空間的整個靜壓容器或系統(tǒng) 在壓力Ρ下全漏空的時間為（ρ/ Δ ρ) Δ t，或整個靜壓容器或系統(tǒng)的保壓能力pt = (ρ/ Δ ρ) (ρ-0. 5 Δ ρ) Δ t。顯然，ρ/Δ ρ值越大、觀察時間越短、越接近恒壓恒溫測試，測試便越準確， 并越可用Ρ替代（Ρ-0. 5 Δρ)。這就是本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的密封定理。根據(jù)該定理，只要知道靜 壓容器和系統(tǒng)在任何壓力P下泄漏致其壓力下降A p的時間At，便可知道其保壓能力pt， 甚至知道其漏阻&=?七/(：。
[0034] 量程達到數(shù)十乃至上百兆帕（MPa)的現(xiàn)有技術數(shù)字壓力表都可分辨0.0 OlMPa的 壓力變化，因此，在現(xiàn)有技術數(shù)字壓力表的壓力采集和辨別芯片中增加壓力變化Ap的時 間At采集線路和保壓能力pt = ρ(ρ-〇· 5Δρ) At/Δρ的運算線路，便可用其在任何壓力 下檢測任意壓力容器和系統(tǒng)的保壓能力。因此，特提出一種壓力容器或系統(tǒng)的保壓性pt測 定表，其特征是pt = ρ(ρ-〇. 5Δρ) At/Δρ，t是壓力容器或系統(tǒng)在固定壓力p下漏出全部 容積流體的耗時，At是壓力容器或系統(tǒng)泄漏引起壓力由p下降至（ρ-Δρ)時的耗時；pt值 是自動采集P、Ap和At后自動計算顯示的，每次測試是按泄漏達到指定或選擇的Δρ或 At值時為止進行的。
[0035] 如果在一段等徑長輸管線或系統(tǒng)的兩端各安裝一只保壓能力表，并讓其中的管線 或系統(tǒng)在工作壓力下斷開兩端連接或壓力源地進行保壓性測試，當兩表顯示的保壓性pt 值相等并不小于應有值時，則認為其密封性未發(fā)生任何變化；當兩表顯示的保壓性pt值不 相等時，則認為其有一個離低值表更近的集中泄漏點一一因為被測管線是靜壓管線，其中 無流抗而只有對〇. 5倍漏流的流阻，而據(jù)泊肅葉定理的漏點兩側的流阻與管線長成正比。 這樣，就無需憑肉眼去巡視管線就可找到泄漏點。
[0036] 總之，在有了本發(fā)明的密封性檢測裝置后，人類將永遠告別憑肉眼去分辨單位時 間泄漏流體的液滴數(shù)、氣泡數(shù)或體積的非科學的撿漏方法的歷史。
【附圖說明】
[0037] 在本發(fā)明的檢測裝置附圖1~3中，01是水平面，02a、02b和02c分別是測試壓力 終出口、中出口和始出口的矩形環(huán)密封，03a是軟管總成，03b是活塞缸座，04是活塞缸，05 是活塞（總成），06是砝碼，07是高度尺測頭，08代表計時器，09是保護支撐，10是溢流槽， 11是升高環(huán)，12是驗證容器，31是活塞缸座（03b)的固定螺釘。
[0038] 圖1是測定或驗證活塞（05)與活塞（04)缸連接的漏阻的裝置，其中05 (活塞總 成）見圖4。
[0039] 圖2是測定或驗證只包括活塞缸（04)的壓力輸出口在內的測試系統(tǒng)的總漏阻的 裝置。
[0040] 圖3是測定或驗證包括03a和03b構成的壓力輸出通道在內的測試系統(tǒng)的總漏阻 的裝置。
[0041] 圖4是活塞總成（05)，其中51是活塞體，52是0形環(huán)密封，53是排氣孔密封錐塞， 54是彈簧（55)的止推墊圈，55是塞密封恢復彈簧，56是塞密封調整螺釘，57是活塞安裝螺 釘。
[0042] 圖5是圖3中的活塞缸座03b被有隔離活塞13的活塞缸座03V替換后的圖3局 部視圖。
【具體實施方式】
[0043] 普通壓力容器和系統(tǒng)的密封都是阻止其內部流體與外部大氣的相互滲漏?？蓪е?內外流體相互滲漏的路徑叫漏路。每條漏路中可有一個或一串密封。各漏路的總漏阻為其 串接密封節(jié)漏阻之和。壓力容器或系統(tǒng)的總漏阻為其總漏導的倒數(shù)，總漏導為各漏路的漏 導之和，各漏路的漏導為其漏阻的倒數(shù)。因此，為免除有些漏阻測定中的中間漏導計算，如 圖3所示，應當確保包括測試流體壓力產生活塞05與活塞缸04間的密封節(jié)和測試壓力通 道的密封節(jié)02a~02c在內的測試系統(tǒng)的總漏阻遠大于被測壓力容器或系統(tǒng)的漏阻。
[0044] 確?；钊?5和活塞缸04間的密封節(jié)的漏阻足夠大的手段，首先是使用一串0形 環(huán)密封以提高總漏阻，然后是確保液體充分填充0形環(huán)間的所有空間以使各0形環(huán)同步開 始工作。為此，在活塞05的裝配操作中應始終保持活塞缸口有液體。
[0045] 確保包括測試壓力終出口、中出口和始出口在內的矩形環(huán)密封節(jié)02a、02b和02c 的漏阻足夠大的手段是，在確保矩形環(huán)的密封接觸面的周向有足夠均勻和足夠多的塑性變 形的同時，還應確保矩形環(huán)體的周向有夠均勻和足夠多的彈性變形以確保密封應力絕對大 于測試壓力。對于無冷流的金屬矩形環(huán)可連續(xù)在多次測試中使用，對于有冷流的聚四氟乙 烯矩形環(huán)應一次性現(xiàn)裝現(xiàn)用以避免冷流致矩形環(huán)體的安裝彈性變形消失而致密封應力不 能絕對大于測試壓力。
[0046] 但是，不管漏阻測試系統(tǒng)的漏阻比被測試壓力容器或系統(tǒng)的漏阻大還是小，都需 要經過測定或驗證才知道。圖1就是測定或驗證活塞（05)與活塞缸（04)連接的漏阻的裝 置，圖2就是測定或驗證只包括活塞缸（04)的壓力輸出口在內的測試系統(tǒng)的總漏阻的裝 置，圖3就是測定或驗證包括03a和03b構成的壓力輸出通道在內的測試系統(tǒng)的總漏阻的 裝置。其實，除具有很多漏路的大型壓力系統(tǒng)外，其余的普通壓力容器或系統(tǒng)的漏阻都不可 能遠小于測試裝置系統(tǒng)的漏阻，都不可避免地要進行中間漏導計算。因此，漏阻測試裝置系 統(tǒng)的漏阻必須穩(wěn)定可靠，并經得起驗證或復查。
[0047] 以液體為測試流體的壓力系統(tǒng)中的空氣的可壓縮性將致泄漏假象，可影響穩(wěn)定可 靠測試。為確保充分排除壓力系統(tǒng)中的空氣，最好置測試壓力產生活塞缸口于壓力系統(tǒng)最 高點，在慢慢灌注測試流體至缸口后，再安裝活塞05。為確?；钊?5能順利裝入灌滿測試 流體的活塞缸內，如圖4所示，應在裝配操作前用活塞安裝螺釘57頂壓螺釘56而將活塞中 央的排氣孔密封錐塞53頂離密封接觸位置，以讓受安裝壓縮的測試流體能順利直通大氣。 在裝配至最后一個0形環(huán)剛入活塞缸柱壁時，擰出安裝螺釘57,讓密封錐塞53自動被墊圈 54、彈簧55和螺釘56組成的復位結構楔入排氣錐口內。為確保排氣孔的漏阻為無窮大，密 封錐塞53應當由聚四氟乙烯制成或由表面鍍涂軟金屬或聚四氟乙烯的金屬制成。為避免 密封錐塞53的楔動所致的假泄漏，錐塞與錐孔應該有足夠的配合長度。
[0048] 當不便將測試壓力產生活塞缸口放置在壓力系統(tǒng)的最高位置灌注測試流體時，如 果在測試裝置的壓力通道中增設一隔離活塞，則可對測試和被測試系統(tǒng)分別灌注相同和不 同流體。當需要利用被測系統(tǒng)的已有壓力流體進行漏阻測試時，也需要在測試裝置的壓力 通道中增設一隔離活塞才方便實施漏阻測定。在圖3的活塞缸座03b中增設隔離活塞13 后，圖3中的活塞缸座就變成圖5中的03b'，其自然限位端面S1和S2便可致隔離活塞13 單向受壓。這樣，當對被測壓力系統(tǒng)中的流體加壓至適當壓力而致隔離活塞被推至上極限 位置時，按前述方法往測試壓力產生缸中罐裝測試流體和安裝活塞5后，便可加砝碼6進行 漏阻測定。隔離活塞密封節(jié)的漏阻大小只影響隔離活塞的單向保壓能力，不影響所要進行 的漏阻測試。
[0049] 壓縮空氣在壓力和溫度無變化時無任何體積變化，因此，在固定測試壓力下，只要 測試壓力產生活塞還有滿足泄漏測試的足夠行程，也可用空氣作測試壓力產生流體，使測 試變得非常方便。在使用空氣作測試壓力產生流體時，同樣可在測試壓力產生活塞05的0 形密封環(huán)間充分填充致0形環(huán)同步變形的液體。在涉及測試壓力產生活塞05的裝配中有 液體溢出時，應在活塞缸04的外表面上附設一液體溢流槽10,甚至在溢流槽的底部再附設 一排泄管。
[0050] 用漏阻測定裝置可確定各標準密封結構的漏阻和漏阻計算公式，根據(jù)所用的標準 密封及其串并聯(lián)關系又可計算出壓力容器或系統(tǒng)的漏阻&。因此，在用漏阻測定裝置、保壓 能力表和量具分別測出壓力容器或系統(tǒng)的漏阻&、保壓能力pt和容積C的基礎上，結合理 論計算值、實際測定值和公式C&= pt便可確定其額定容積C、最小漏阻I和最小保壓能 力pt。對于已知容積(：、漏阻&和保壓能力pt的定型產品，在出廠驗收中和運行監(jiān)測中只 需用保壓能力表檢測其保壓能力是否合格或是否有退化。
[0051] 在利用保壓能力表測試壓力容器或系統(tǒng)的保壓能力值時，需要用一個雙斷又泄閥 (DBB閥，Double Block-and-Bleed Valve)。雙斷又泄閥可在同步阻斷其左右連接的兩個 壓力容器或系統(tǒng)的連通后，允許其中間通道腔再通大氣。因此，利用雙斷又泄閥的開位可使 被測壓力容器或系統(tǒng)與其連接的壓力流體或壓力源連通而獲得測試壓力，利用其雙斷又泄 位對被測壓力容器或系統(tǒng)實施保壓能力測試。雙斷又泄閥通過中間通道腔對大氣的泄漏路 徑也是其阻斷的被測容器或系統(tǒng)的一條漏路。
【主權項】
1. 一種壓力容器或系統(tǒng)的密封緊密度即漏阻測定裝置，其特征是漏阻1= p/込= ρ Δ V Δ c，p是壓力容器或系統(tǒng)的固定測試流體壓力，Δ C/ Δ t是壓力容器或系統(tǒng)單位 時間泄漏的測試流體容積；固定測試流體壓力P是依次通過同軸鉛錘布置的砝碼（06)、活 塞（05)和活塞缸（04)組件對與被測容器或系統(tǒng)相通的活塞缸內的測試流體產生的，砝碼 和活塞總成的總重力G與活塞缸橫截面積A之比G/A為固定測試流體壓力p ;砝碼和活塞 隨泄漏下降的高度h與活塞缸橫截面積A之積hA為泄漏的測試流體容積△ C，△ t為發(fā)生 所述泄漏流體容積A C的耗時。2. 根據(jù)權利要求1所述的壓力容器或系統(tǒng)的密封緊密度即漏阻測定裝置，其特征是所 述固定測試流體壓力產生組件通過一個活塞缸座（〇3b)放置或固定在數(shù)字顯示高度尺的 水平工作臺面（01)上，用數(shù)字顯示高度尺測試和顯示砝碼及活塞隨泄漏下降的高度h，用 分離的計時器記錄發(fā)生泄漏測試流體容積A C的耗時At。3. 根據(jù)權利要求1所述的壓力容器或系統(tǒng)的密封緊密度即漏阻測定裝置，其特征是所 述固定測試流體壓力產生組件通過一個活塞缸座（〇3b)放置或固定在自動采集漏阻計算 參數(shù)AC和At后自動計算和至少顯示或/和打印漏阻的程控檢測儀的水平工作臺面（01) 上，每次測試是在指定或選擇的P值下按泄漏達到指定或選擇的A C或At值為止進行的。4. 根據(jù)權利要求2或3所述的壓力容器或系統(tǒng)的密封緊密度即漏阻測定裝置，其特征 是所述固定測試流體壓力產生組件中的活塞缸（04)與活塞缸座（03b)是整體結構。5. 根據(jù)權利要求1、2、3和4中的任何權利要求所述的壓力容器或系統(tǒng)的密封緊密度即 漏阻測定裝置，其特征是所述測試流體壓力在通往被測壓力容器或系統(tǒng)的通道中有一副隔 離活塞（13)及活塞缸，用于隔離測定裝置和被測壓力容器或系統(tǒng)中的流體。6. 根據(jù)權利要求1、2、3、4和5中的任何權利要求所述的壓力容器或系統(tǒng)的密封緊密度 即漏阻測定裝置，其特征是所述固定測試流體壓力產生活塞和活塞缸間至少不止一個密封 環(huán)。7. 根據(jù)權利要求1、2、4、5和6中的任何權利要求所述的壓力容器或系統(tǒng)的密封緊密度 即漏阻測定裝置，其特征是所述固定測試流體壓力產生活塞缸的外表面上附有一個溢流槽 (10)〇8. 根據(jù)權利要求1、2、3、4、5和6中的任何權利要求所述的壓力容器或系統(tǒng)的密封緊密 度即漏阻測定裝置，其特征是至少有三顆砝碼倒塌保護支撐（9)。9. 一種壓力容器或系統(tǒng)的保壓性pt測定表，其特征是pt = ρ(ρ-〇. 5Δρ) At/Ap，t是 壓力容器或系統(tǒng)在固定壓力P下漏出全部容積流體的耗時，At是壓力容器或系統(tǒng)泄漏引 起壓力由P下降至（ρ-Δρ)時的耗時；pt值是自動采集ρ、Δρ和Δ t后自動計算顯示的， 每次測試是按泄漏達到指定或選擇的Ap或At值時為止進行的。10. 根據(jù)權利要求7所述的壓力容器或系統(tǒng)的保壓性pt測定表，其特征是按 (ρ-0· 5 Δ p) = p 計算 pt 值。
【文檔編號】G01M3/26GK106017823SQ201510561088
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年8月28日
【發(fā)明人】徐長祥, 張曉忠, 陳佑軍
【申請人】保集團有限公司, 保一集團有限公司