管件试压抱、 管器液压驱动系统设计分析推

"0 支撑座
%0 管件
&0 摆动液压马达
［/］ 路甬祥 0 液压气动技术手册 ［ 9］ 0 北京：机械工业出版 社， %))%0
图!
推管器工作原理图
#
结束语 管件试压抱、 推管器液压驱动系统虽然是超高压
管线试压装置的辅助配套装备， 但管件的紧固同样是 确保试压过程顺利进行的重要保证。
参考文献： ［"］ 崔平正 ・ 超高压管线试压装置的液压与气压系统设计 ［ 8］ 0 机床与液压， （’） %))" 0 ［%］ 崔平正 0 管件试压封头液压驱动系统设计 ［ 8］ 0 液压与气 动， （"%） %))& 0 ［&］ 潘家华， 等 0 油罐及管道强度设计 ［ 9］ 石油工业 0 北京： 出版社， "1-’0
图!
管件试压抱、 推管液压驱动系统原理图
输出轴摆动， 安装在轴上的压板起动， 两排油腔的液压 油合流经节流阀 I （ 可控制压板的摆动速度） 、 液控单 向阀 （ ， 再经三位四通电磁换向阀 C @ 产生较小的背压） 回到油箱。 压板平稳的摆动， 当它与管件接触时， 液压系统内 的压力急剧升高， 液压油流向蓄能器 >C， 压力达到压 板作用于管件的最大设计值时， 压力继电器 >B 动作，
［/］ 转矩增加了 " 倍， 其输出轴最大摆角为 "))7 。
， 液压泵 & 泵出的液压油经溢流阀 %% 回油箱 "， 处
于待机状态， 保持一定的起动压力。 当试压结束时， 电磁铁 %#$ 通电， 泵出的液压油 流过置于右位的三位四通电磁换向阀 !， 经单向阀 /、 液控单向阀 -， 进入摆动液压马达 "% 和 "& 的进油腔， 使轴上的压板迅速地与管件分离。至此， 管件抱管器 液压驱动系统完成了一次工作过程。 &0% 推管器液压驱动系统工作原理 当试压结束， 压板将管件松开后， 推管器液压驱动 系统立即投入工作： 三位四通电磁换向阀 %" 电磁铁 通电置于左位， 液压油流经它至调速阀 &#$ "- 进入摆 动液压马达 "’ 驱动输出轴摆动， 带动推管机构把管件 推出支撑座。 紧接着三位四通电磁换向阀 %" 电磁铁 /#$ 通电 置于右位， 液压油流经它至调速阀 "1 进入摆动液压马 达 "’ 驱动输出轴， 使推管机构将下一个待试压的管件 置于支撑座 2 型槽， 电磁铁 /#$ 断电置于中位， 同时， 二位二通电磁换向阀 %& 电磁铁 !#$ 通电置于右位， 溢流阀 %/ 开启， 液压泵 & 卸载。 " /0" 液压驱动系统结构分析 推管器 如图 % 所示为推管器工作原理图。它由管件支撑 座 "、 双摇杆四杆机构 $345 及驱动它的液压驱动系统 组成。摆动液压马达 & 作为四杆机构 $345 的动力 源， 其输出轴与杆 5$ 相连， 作为该机构的原动杆。图 中四杆机构从 $36465 到 $345 即是将管件从支撑座 2 型槽推出的过程。而检测完毕管件 % 从支撑座 2 型 槽的推出速度由摆动液压马达 "’ 入口的调速阀 "- 来 控制， 既要快速以提高工作效率， 又要减少冲击、 振动
>G 油箱 DG 过滤器 <G 液压泵 B、 ;、 >>、 >@、 D=G 单向阀节 C、 D>、 D<G 电 磁换向阀 E、 @G 液控单向阀 I、 >=、 >;、 >IG 节流阀 >D、 ><、 >EG 摆动 液压马达 >BG 压力继电器 >CG 蓄能器 DD、 DBG 溢流阀
摘
文献标识码： （D==B） A 文章编号： >===9B;C; >=9==DE9=D
DE
液压与气动
D==B 年第 >= 期
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
收稿日期： D==B9=E9=@ 作者简介： 崔平正 （>IED—） ， 男， 山东平度人， 副教授， 主要从 事流体传动与控制、 石油机械的教学及科研工作。
%))/ 年第 ") 期
液压与气动
以达到平稳。 /0% 抱管器
%(
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 发出的指令使三位四通电磁换向阀 ! 电磁铁 "#$ 断 电置于中位， 此时摆动液压马达 "% 和 "& 在蓄能器 "!、 单向阀 ’、 处于保压状态， ( 构成液压锁的双重作用下， 以确保压板将管件压紧， 从而保证试压过程顺利、 安全 地进行。在管件内水压保 （稳） 压时间 ") *+, 检测强 度及气压保 （稳） 压时间达 - . 的管件严密性检测期 间
பைடு நூலகம்
管件试压抱、 推管器液压驱动系统设计分析
崔平正
!"# $#%&’( )(* +(),-%&% ./ 0-*1)2,& 3-%4#5 /.1 6&7#,&(# 0.,*#1 )(* 62%"#1
82& 6&(’9:"#(’
（新疆石油学院机械电子工程系， 新疆 乌鲁木齐 ;<====）
要： 超高压管线试压装置在油田管线工程中对焊接好的管件进行 >== ?6) 超高压液体试压及 ; ?6) 气体严密性试压检测， 文中介绍了作者设计的与其配套的管件试压抱、 推管器液压驱动系统工作原理、 结构 特点及设计方法。 关键词： 管件； 抱管器， 推管器； 液压驱动系统； 设计 中图分类号： !0><@ ! 引言 在油田管线施工过程中， 用超高压管线试压装置 对已焊接好的 D 英 矲 至 B 英 矲 管 径 的 管 件 进 行 >== （强度） 试压及 ; ?6) 气体 （严密性） 试 ?6) 超高压液体 压， 检测被测管件的材质、 焊缝强度及严密程度， 以确 保管线的质量。文献 ［ >］ 给出了试压装置的液压与气 压系统工作原理以及试压的作业过程； 文献 ［D］ 表述了 管件试压封头液压驱动系统工作原理及设计方法。本 文旨在介绍与其配套的抱、 推管器液压驱动系统工作 原理及设计方法。 " 管件抱、 推管器的作用 超高压管线试压装置对管件进行液体 （强度） 及气 体 （严密性） 试压前， 首先起动管件抱、 推管器液压驱动 系统 （图 >） ， 在摆动液压马达 >D、 驱动压 >< 的作用下， 板压紧安置在支撑座上被测管件的两端，即抱住被测 管件， 达到紧固它的目的， 接着封头把管件两端管口密 封， 然后进行试压作业。当试压完毕后， 推管器液压驱 动系统摆动液压马达 >E 将被测管件从 F 型槽中顶出， 沿斜面推向堆积已测试好的管件处。每检测一根管件 抱、 推管器都要完成一次同样的工作过程。 # <G> 液压驱动系统工作原理 抱管器液压驱动系统工作原理 如图 > 所示， 当管件试压作业开始时， 操作人员起 动电动机， 驱动液压泵 <， 将液压油从油箱 > 经粗滤器 流到单向阀 B， 当三位四通电磁 D 吸入再经出口排出， 换向阀 C 电磁铁 >H+ 通电置于左位， 液压油流经它至 液控单向阀 E、 节流阀 >> 均衡地分为两路， 分别进入 摆动液压马达 >D 和 ><， 作用在叶片上产生力矩， 驱动
［&］
在管件支撑座 " 的两端各安装了一个摆动液压马 达 "% 和 "&， 作为压板动力源其输出轴与被测管件专用 的压板连接， 构成抱管器， 驱动压板将管件抱紧， 以保 证试压过程顺利可靠的进行。 /0& 保压回路 当摆动液压马达 &， 三位四通电磁换向阀 ! 置于 中位， 与蓄能器 "! 和压力继电器 "/ 构成保压回路。 因液压元件密封等因素引起的液压油渗漏， 导致压力 降低时， 蓄能器 "! 可补充能量， 以继续保持摆动液压 马达 & 内液压油的压力， 从而达到将管件抱紧的目的。 /0/ 二级调压 液压泵 & 出口处接有溢流阀 %%、 分别用于抱、 %/， 推管器工作时压力调定。由操作人员根据试压作业的 流程， 当抱管器工作时， 其液压驱动系统由溢流阀 %% 调压； 而推管器工作时， 其液压驱动系统由溢流阀 %/ 调压。 /0! 锁紧回路 单向阀 ’、 当压板把管件压紧后， 将 ( 构成液压锁， 摆动液压马达 "% 和 "& 的进、 出口油路均锁死， 以确保 连接压板的输出轴的位置固定不动， 从而达到管件试 压过程的安全、 可靠。 /0’ 摆动液压马达 由于推管器摆动液压马达 "’ 要求输出轴最大摆 角为 "-)7， 故 选 用 单 叶 片 式， 其输出轴最大摆角为 完全能够满足需求； 而抱管器摆动液压马达 "% &")7， 和 "& 选用双叶片式， 它与单叶片式比较， 因消除了作 用在输出轴上的不平衡液压径向力， 机械效率高， 输出