[发明专利]一种液压控制系统及水压试验钢管机油水平衡系统

说明书

技术领域

本发明涉及水压试验钢管机油水平衡系统，尤其与水压试验钢管机油水平衡系统的液压控制系统有关。

背景技术

水压试验钢管机用于对大口径直缝埋弧焊管进行静水压试验，检查钢管在规定保压时间内有无渗漏缺陷，考核钢管的整体承压能力，并消除一部分管体残余应力以保证钢管的使用性能。其中，油水平衡系统作为水压试验机的核心控制系统，在对钢管进行高压水试验时，该系统可以使油压稳定、及时、准确的跟踪试验钢管中的水压值，从而保证试验钢管内的水压对主液压缸产生的作用力与油压作用在主液压缸上的作用力进行动态的力平衡，达到对试验钢管进行可靠密封的高压水试验。

水压试验钢管机油水平衡系统测试部分1结构如图1所示，包括主液压缸20、进给液压缸11、后压头12与前压头13。主液压缸20为非标准的单作用柱塞缸，后压头12与前压头13上设置有连通试验钢管10的水路，试验钢管10与后压头12及前压头13之间设置有密封，水路入口为一充水阀17，水路上（即后压头12与前压头13上）连通设置有排气阀15及比例卸荷阀16，进给液压缸11与主液压缸20均连接于后压头12上。

试验过程中，试验钢管10被运至试压工位后，后压头12由进给液压缸11推动前行，主液压缸20同时充入油液，当后压头12与试验钢管10接触之后，进给液压缸11停止，主液压缸20加压前进把试验钢管10压紧于前压头13与后压头12之间，然后充水阀17打开通过连通的水路向试验钢管10中充入低压水，同时排气阀15打开进行排气，待低压水充满试验钢管10后，排气阀15关闭，开始向试验钢管10中增压，增压至试验压力并保压，水压传感器18用来实时监测试验钢管10内的水压值并进行信号传输，试验完成后比例卸荷阀16打开对试验钢管10内的高压水进行卸荷，完成一次试压。

水压试验中，当试验钢管10的试验水压低于25MPa时，对试验钢管10使用端面密封方式进行水压试验，其端面密封结构如图2所示，试验钢管10被压紧于前压头13与后压头12之间，前压头13与后压头12的端面密封圈14对试验钢管端面进行可靠密封。其中在压紧试验钢管10进行充水时，主液压缸20的压力必须保证试验钢管10充水时密封可靠，即试验钢管10端面与端面密封圈14之间无泄漏；而且主液压缸20的压紧力也不能太大，对于壁厚较小的试验钢管10，压紧力过大容易挤伤试验钢管10，使试验钢管10发生挠曲变形，同时也会造成试验钢管10的端面切伤端面密封圈14；最后在试压过程中，随着试验钢管10内的水压逐渐升高，主液压缸20的压力必须保证前压头13、后压头12与试验钢管10之间始终可靠密封，即需要达到一种动态的压力平衡，防止发生因密封失效带来的高压水从试验钢管10与端面密封圈14的接触处喷出造成的安全事故。

现有的油水平衡液压控制系统3如图3所示，由高位油箱30、恒压变量泵31、电机32、电磁溢流阀33、比例溢流阀34、二位三通截止式电磁方向阀351、二位三通截止式电磁方向阀352、充液阀36、电磁换向阀361、减压阀362、压力表37、压力传感器38及液压管路组成。液压源由恒压变量泵31提供，恒压变量泵31由电机32驱动，电磁溢流阀33用来对该系统做压力安全保护。二位三通截止式电磁方向阀351、二位三通截止式电磁方向阀352并联连接在恒压变量泵31与主液压缸20之间，以保证主液压缸20的供油量。压力传感器38、压力表37均连通设置在主液压缸20的入口。恒压变量泵31在其变量范围内可以保证系统压力稳定并且不受泵流量变化的影响，以保证试验钢管10在增压、保压、卸压过程中压力稳定。液压源由恒压变量泵31供送进入液压系统，通过二位三通截止式电磁方向阀351和二位三通截止式电磁方向阀352直接进入主液压缸20，连通在主液压缸20入口处的压力传感器38可实时在线采集主液压缸20的压力，并传送到单片机，以实时在线监控主液压缸20的运行状态。比例溢流阀34连接于恒压变量泵31的出口处，用于控制进入主液压缸20的压力大小。充液阀36的开启由另一路液压源P提供，压力油P经减压阀362减压后进入电磁换向阀361，然后连通至充液阀36的控制油口，通过控制电磁铁Y5来控制充液阀的开启。