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摘要：闸板体是防喷器产品的重要零部件，特别是变径和剪切闸板体等闸板体在使用前均要进行压力试验，使用单位防喷器可能会有防喷器不配套的情况。为节约成本，加快速度，我们利用现场的防喷器制作简易试验装置，模拟闸板防喷器闸板体的出厂试验的受力情况，并且检验闸板体和变径胶件的内部缺陷，通过三维建模，有限元分析、研制了工装利用大通径、大压力等级防喷器试验小通径、小压力等级的闸板体的试验装置，并应用该装置进行了闸板体的各项试验。试验过程及结果符合API16A规范的要求。试验结果表明：该试验装置装配便捷，性能可靠，并可在防喷器试验中广泛推广和应用。
关键词：防喷器；闸板试验装置；压力试验
闸板防喷器变径闸板体试验装置，是为了完成用户定制配件合同，专门设计的可以单独进行闸板体出厂试验的装置。根据API标准要求,需要对防喷器的闸板体进行出厂试验和型式试验，利用装置模拟实际试验中变径闸板的密封试验和开关试验，验证能否满足设计和图纸的要求。举例通过对FZ48-70和FZ35-35闸板防喷器的结构型式、内腔尺寸的分析，设计制造了简易的试验装置，不仅可以满足实验要求，还可以节约大量的资金。
1顶密封座；2.转换接头；3.连接螺栓；
图1试验装置结构图
1试验装置设计
1.1试验装置要满足的条件
实验装置的主要作用，是利用现有的FZ48-70单闸板防喷器，通过配合实验装置，使其能够满足FZ35-35闸板体的实验，对比两种型号的防喷器，主要区别在闸板腔尺寸、闸板体行程、以及关闭油压上三个方面的内容：闸板腔的区别主要包括，闸板腔中心高、闸板腔宽度、顶密封带宽度等三个方面；闸板体行程的区别主要包括：闸板轴的T型槽尺寸、闸板轴、活塞运动的距离；关闭油压区别主要，液缸关闭腔中活塞受力的有效面积。装置主要解决以上问题，解决了以上问题就可以实现在FZ48-70防喷器内进行FZ35-35闸板体的变径闸板体的试验。
1.2结构设计
实现FZ48-70闸板防喷器试验FZ35-35变径闸板体实验的装置结构图如图1：
1.3方案选择
工作原理
FZ35-35闸板防喷器试验时，将实验装置中顶密封座，通过顶密封座上端面四条联结螺栓连接在壳体上，形成试验闸板体所需的闸板腔，将闸板轴转换接头与闸板轴联结，形成试验闸板所需的闸板轴，再在通过调整闸板腔低筋的高度和侧筋的宽度，完善试验的腔体，并将腔体、闸板体、管柱与侧门一起组成了一个密闭的腔室，如图2；对这个腔室注入压力，检查各密封部位是否会出现渗漏，最终完成闸板体试验。
图2装置的工作原理图
1.4试验参数的选取
分析试验装置，试验的额定工作压力分别为35MPa，油路实验压力均为10.5MPa，我们按照48-70防喷器（液缸直径为A）换算出35-35防喷器（液缸直径为B）实际试验时，液缸的关闭油压，出厂试验的和行业规范要求，分别计算出静水压和油路实验的压力值，如下表1：
表1静水压、油路实验值
2主要承压件有限元计算设计：
2.1关键件的确定：
根据工作原理，结合图2，我们对试验装置的整体受力情况进行分析，确定装置的关键件为图2中的顶密封座和连接螺栓。
2.2关键件的有限元分析：
我们设计的工装需要满足的条件如表2所示，我们按照实验装置的图纸要求进行建模图纸，对顶密封座关键零部件受力情况分析如下：侧门堵头受力多受压、受拉、受剪切力，按照表2侧门出厂试验条件中，试验压力数值分别进行有限元计算如图：
图3 顶密封座
根据有限元分析，以上关键件的分析数值见表3，经分析最大应力和平均应力，对比我们确定的材料的屈服强度分别为285MPa,我们顶密封座选择屈服强度为345MPa的材料，均可满足设计要求。
表3关键件有限元分析系数值
3试验过程
3.1试验方法
为进一步验证结构设计的合理性和试验装置的可靠性，按照APISpec16A规范附录D的要求[2]，对变径闸板体的试验装置进行了验证试验，按照，按照换算的关闭油压值，关闭闸板，再按照出厂试验要求，按照表1、表2进行两种管柱尺寸的高压和低压试验，分别稳压10分钟，无渗漏即为合格。
4结论
1）试验装置结构合理，操作者装配和拆卸操作方便，安全可靠。
2）验证试验合格，验证了变径闸板的产品质量，没有对闸板本体造成伤害，工装的制造成本极低，避免了成本的浪费。
3）通过有限元分析辅助设计，大大缩短了设计时间，此工装推广后，为类似产品的设计和制作提供了思路和重要的实验数据。
论文作者:徐茂
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/1
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