大連里瓦泵業(yè)有限公司(遼寧 116600)李佰明
我公司是生產(chǎn)計量泵的專業(yè)廠家,圖1所示的閥球與閥座是計量泵的主要組件之一,吸入閥與排出閥的閥球-閥座的組件相同,只是裝配順序相反,閥座與關(guān)聯(lián)件的密封是通過密封墊來進行端面密封,閥球與閥座相接觸面的密封是否可靠,直接影響到計量泵的介質(zhì)輸送效率。隨著公司的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,銷售量在不斷加大,為了提高檢測效率與質(zhì)量,在計量泵進行裝配前,對閥球-閥座組件的接觸面的密封性能進行測試是非常必要的。
根據(jù)公司的計量泵試驗要求,在計量泵組裝后,除了要對計量泵進行流量、壓力性能試驗外,在計量泵組裝前還要對閥球-閥座接觸面進行密封性測試,其真空度應(yīng)保證在70~100kPa為合格??紤]到計量泵的所有組件中,只有閥球-閥座需進行真空密封測試,因而必須單獨用一套裝置來完成這一任務(wù)。
目前,在公司的裝配車間里,所采用的是煤油滲漏的方法進行密封檢測,在整體性能試驗時對閥球-閥座的密封性能進行復(fù)查,如發(fā)現(xiàn)泄漏,再由試泵人員進行研磨,直到合格為止。這種檢測方法除了測試過程時間長,突出的缺點是測試結(jié)果有一定的誤差,影響后續(xù)的整體試驗,所用煤油易造成環(huán)境污染。因此,設(shè)計既精確又簡單實用的測試裝置是擺在我們面前的一項緊迫任務(wù)。
現(xiàn)在公司采用的閥球-閥座組件式密封結(jié)構(gòu)的有直徑為5mm、10mm、15mm、25mm等4種規(guī)格的閥球及配套的閥座。本著簡單、精確、高效的原則,經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研及參閱有關(guān)文獻,我們采用真空升壓法設(shè)計了如圖2所示的測試裝置,
(1)真空檢漏法是利用封閉容器內(nèi)部與外部的氣體壓力或濃度不同時,可以使氣體由組成密閉空間的唯一泄漏處(閥球-閥座接觸面)進行泄漏的方式進行檢測的方法。
(2)靜態(tài)升壓法是將真空泵與被檢設(shè)備或密封裝置相聯(lián)接,然后抽真空。壓力降至某一值時,停止抽真空。同時關(guān)閉閥門,放置一段時間。在放置時間里,如果壓力急劇上升,就可判斷泄漏率很大。如果壓力沒有大的變化,就可認(rèn)為泄漏率很小,或者沒有泄漏。靜態(tài)升壓法也稱為真空放置法。
設(shè)被檢設(shè)備或密封裝置的容積為V,停止抽真空時的壓力為p1,放置t時間后的壓力上升為p2,則單位時間的平均泄漏率為
式中,LPV為以壓力與容積的乘積表示的泄漏率,單位Pa?m3/s。
(3)真空升壓法的優(yōu)點是不需要什么特殊的設(shè)備,只需用真空泵,快速接頭,真空表等這些極普通的設(shè)備。
(4)旋片式直聯(lián)真空泵具有體積小、質(zhì)量輕、振動小、噪聲低、起動方便等特點。
整套測試裝置主要由真空泵、真空表、缸體組成、壓緊機構(gòu)、底板及快換接頭等組成,針對不同的閥球-閥座組件分別配置了不同的缸頭,為了提高測試效率,減輕工人的勞動強度,采用真空抽氣法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煤油滲漏法,選用旋片式直聯(lián)真空泵,尺寸小,重量輕,性能好,價格低廉,抽氣速度為0.5L/s,極限真空小于6.7×10-2Pa,為了提高測試精度,采用彈性真空表來顯示真空度,測量范圍為0~-0.1MPa,誤差為±1%,為了減小裝置的結(jié)構(gòu)尺寸,以缸體組成與被測件組成的密閉空間作為儲氣裝置,缸體組成由無縫鋼管與缸頭和缸底座焊接加工而成。筒體內(nèi)徑為直徑79mm,壁厚為8mm,筒高為200mm,為了保證測試的快捷靈活,采用快速接頭將真空泵與缸體組成相連。
利用這套裝置可對4種規(guī)格的閥球-閥座組件進行密封性能測試,測試過程比較簡單,先將真空泵與要檢測的閥球-閥座組件對應(yīng)的缸體組件通過快速接頭聯(lián)接起來,再將閥球-閥座組件置于缸體組成中缸頭上的密封墊3上,該密封墊3事先用潤滑脂粘接在缸頭上,靠閥球與閥座的自重及閥座與密封墊3之間的油膜使閥座與密封墊3之間形成可靠的密封,然后由真空泵15通過聯(lián)接膠管13抽吸缸體組成2、8、10、12中的空氣,使筒內(nèi)形成真空,閥球與閥座接觸面密封性是否達到要求,可由真空表16上的指針讀數(shù)來反映。測試時間的長短取決于真空泵的抽氣時間t及其他輔助時間,經(jīng)計算,缸體組成2、8、10、12中的容積V大約為1.26L,則t=V/泵的抽氣率=1.26/0.5=2.52s。
輔助時間以30s來估算,考慮抽氣前管路中存在少量空氣,那么測試一對閥球-閥座組件約35s。
針對不同規(guī)格的閥球-閥座組件利用相應(yīng)的測試單元,可利用轉(zhuǎn)換快換接頭來聯(lián)接真空泵與不同規(guī)格的缸體組成以檢測不同的檢測組件。
此套檢測裝置經(jīng)過公司一段時間的試用,閥球-閥座密封性能測試裝置完全達到要求,具有較強的實用性,并具有如下特點:
(1)測試誤差明顯減小,該裝置精度等級達1.0級,測試誤差僅為±1%。
(2)每測試一對閥球-閥座組件平均只需35s,而僅煤油滲漏試驗方法進行試驗需5min,還有些需要在整體試驗中進行復(fù)查才能檢查出來,相比之下,節(jié)省了檢測時間,也不需要在整體試驗中的進行復(fù)查,效率提高了數(shù)十倍。
(3)該裝置結(jié)構(gòu)比較簡單,成本較低,該裝置由16個主要件組成,一般機械廠都可直接購置或自行加工。