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Φ1200水壓試驗機水系統設計

近幾年來，大管徑鋼管高壓水壓試驗設備在國內有了長足的發展。但是，鋼管試壓過程中如何縮短管體壓力建立的時間，提高設備效率一直是大管徑鋼管高壓水壓試驗設備設計的難點。其中的原因有兩個：一是由于大管徑鋼管自身容積大，采用同樣口徑充水管充水時間長；二是大管徑鋼管高壓水壓試驗設備設計中充水口直徑往往小于鋼管內徑。這樣，充水時管體內水流卷入的氣泡增多，不利于排氣通道排出氣體，致使增壓器增壓容積增大，自然壓力建立時間長。針對種原因，我們在設計中可盡量增加充水口的直徑。但是，這種方法往往受設備結構成本的限制，無法設計得很大，很難滿足快速建立壓力的要求。由于設備該部件材料要求較高，機械設備噸位增加，成本增加很大，同時不能滿足鋼管直徑變化很大的生產線要求。針對第二種原因，我們開發了一套帶有管體快速增壓裝置的水系統。該水系統不但大大縮短了大管徑鋼管試壓中壓力建立的時間，而且可減小主增壓器的增壓容積大大節約了設備的制造成本。王冬梅（1977-），女，甘肅靖遠人，工程師，從事高壓水壓試驗機的研制工作，（電子信箱）. 201200mn水壓試驗機水系統2.1水系統組成單元該水系統主要由一個試壓水池（分吸水側和回水側）、兩臺水栗（流量240m3/h，揚程22.6m）用1備1、一臺王增壓器、一臺預密封增壓器、一套快速增壓裝置、一組雙連單向閥、卸壓裝置及一些管路附件組成。主增壓器為一臺0500mm/0300mm-1200mm油水柱塞缸。預密封增壓器為油控雙向柱塞缸。快速增壓裝置是由蓄能裝置、兩組液控梭閥和一個超高壓單向閥組成，它和預密封增壓器、雙連單向閥以及溢流閥一起組成了快速增壓系統。卸壓裝置由用量具在試件兩側丈量L值、兩側的σ值一個液壓缸控制的單向閥組成。　　2.2水系統工作過程試壓水池中水由泵吸出后分兩路：一路經100pm過濾器分兩路分別給被試管體和主若其數目急劇增多增壓器供水。另一路經過濾器和雙連單向閥給預密封增壓器供水，再由預密封增壓器給快速增壓裝置儲存能量，以備試壓時對管體進行快速增壓。　　一旦試壓開始，控制預密封加壓的液控梭閥打開，被試管體兩端預密封抱緊，水泵與管體間的充水閥打開向被試管體充水，排氣閥先關閉，充水閥延時后關閉。控制快速公用工程設計增壓裝置的液控梭閥打開，快速增壓裝置內儲存的能量通過超高壓單向閥迅速向被試管體內加壓，當管體壓力達到3MPa時或者快速增壓裝置內的壓力低于4MPa時液控梭閥關閉。主增壓器對被試管體增壓至試壓壓力，保壓，主增壓器卸壓，然后卸壓裝置對管體卸壓；排氣閥打開；預密封卸壓松開。一次試壓完成。　　2.3水系統的創新少1200mm水壓試驗機水系統有兩個創新點：一是水系統中采用中國重型機械研究院自行設計的油控雙向柱塞增壓缸作為預密封增壓器。它可以雙向往復增壓，比以往的預密封增壓器結構緊湊、增壓容積大。同時，在試壓間隙里它可以一直動作，向快速增壓裝置加壓，儲存能量。二是采用了由預密封增壓器、雙連單向閥、液控梭閥和快速增壓裝置組成的一機械行業也將不斷的發展壯大套快速增壓系統，有效的減小了主增壓器的增壓容積，大大縮短了被試管體的增壓時間。現著重介紹快速增壓系統。　　快速增壓系統中預密封增壓器通過雙連單向閥組實現雙向增壓。當不對鋼管試壓時，兩組液控梭閥關閉，增壓后的高壓水通過單向閥充入蓄能裝置中，將能量儲存。此通路設有安全閥和壓力繼電器，一旦蓄能裝置中的壓力達到設定壓力上限預密封增壓器會自動停止動作。當蓄能裝置中的壓力低于設定壓力下限時預密封增壓器會自動開始給蓄能裝置補液。當鋼管開始試壓時，預密封液控梭閥打開實現預密封抱緊。當預密封壓力達到予密封抱緊壓力時，開始給管體充水，當管體充水完畢后，延時1s2s（保證充水閥完全關閉，防止蓄能裝置能量損失），快速增壓液控梭閥打開蓄能器釋放能量，當管體壓力達到3MPa（該數據可以根據試壓鋼管的實驗壓力自行設定）時液控梭閥關閉。快速增壓裝置內的壓力低于4MPa時液控梭閥關閉，實現快速增壓。此回路出口處設有我院自己設計的超高壓單向閥，可安全可靠地實現管體和快速增壓系統的阻斷。這套快速增壓系統設計的關鍵點在于蓄能裝置的設計，蓄能裝置設計的合理與否直接決定著快速增壓的實現與否。　　3結語>1200mm水壓試驗機水系統的設計，打破了以往大管徑鋼管試壓設備從結構上縮短壓力建立時間的思維定勢，開辟了大管試壓設備設計的新思路，為以后更大管徑水壓試驗設備的設計奠定了基礎。介（上接第73頁）3.3管道與增壓用泵的問題消防用水管道的布置是否合理將直接影響消防用水的安全性以及可靠性，這在消防設計中尤為注意。如本工程中，在設計時應采取安全性以及可靠性較高的環狀管。同時，在設計環形管時，還應充分兼顧到室內的環形管和消防管的相互連接問題。　　在設計中增壓用泵是必不可少的。設計增壓用泵時在滿足建筑物頂層消火栓用水壓要求基礎上，增壓泵的功率盡可能的小，這樣有助于間接的減小增壓泵的啟動時間。尤其是在突發的火災中，迅速的撲救時間是十分有效的。　　4結論結合筆者近一兩年所參與的民用建筑消防給排水設計，同時結合某民用建筑消防給排水設計實例，總結出民用建筑消防給排水設計時應如何做到既考慮控火及滅火的安全性又考慮投資的合理性。本消防給排水工程設計通過采用以上所介紹的措施，實踐結果表明，小區的消防給排水系統的用地以及工程造價都達到了省方案，有較明顯的經濟以及社會效益。同時，由于采取了集中加壓泵房，使消防管理效率得到大幅提升。消防初期的10min后消防用水量也得到保證；由于區域適量采用生活和消防合用高位水箱，有效地減小了生活污水的二次污染，提高了供水質量。亦