多介质分配器及高压多介质产品试验机

本发明涉及多介质分配器及高压多介质产品试验机。多介质分配器包括集成块、介质出口、若干介质入口及主管路，主管路连通介质出口，各介质入口分别通过分支管路与主管路相连通，分支管路与主管路连接处设置介质通断器，介质通断器可沿分支管路移动设置，形成有介质通路及主管路通路，介质通断器移动可控制主管路在与介质通路相连通和与主管路通路相连通状态间切换。高压多介质产品试验机包括多介质分配器、多介质试验系统、自动控制系统。本发明的多介质分配器可实现多种介质自由切换。高压多介质产品试验机通过多介质分配器将多介质试验系统集成于一体，可实现多种介质全自动化切换与试验，可大大提高工作效率及产品试验可靠性。

技术领域
本发明涉及产品试验机技术领域，特别是一种多介质分配器及高压多介质产品试验机。
背景技术
在国内很多陆地或海洋，石油、天然气管道(管汇、采油树等)铺设时，都会用到高强度截止阀、球阀等，用来控制各个管路段的安全或分流，受不同地理位置的石油、天然气管道压力而定，所承受压力颇高，因此，针对运输天然气、石油的管路要求十分严格，不允许有任何潜在的安全隐患，在数公里或数千公里的运输管路中，需要绝对安全、实用、靠谱的阀门来控制管路的运输路线与安全防护等，使用寿命需要达到20年左右。因此，这些阀门在出厂和安装时都需要逐个进行打压试验，确保质量后方可安装。未经过试验的产品是不允许安装在此类管道上的，会产生相当大的安全隐患，但凡出现事故，后果不堪设想。而对于类似上述的出厂严格的产品的试验，往往需要在多种介质环境下依次进行试验。目前，现有技术中的介质分配器一般仅能实现两种介质的切换，而无法实现多种介质的自由切换控制，使用均较为不便。而限于没有可自由切换多种介质的分配器，产品试验过程都是采用单独的设备分别进行打压试验，需要多种设备配合才能完成。如对阀门进行试验的常见步骤如下：先安装在由泥浆泵为主的载体进行打压试验，打压后再安装在水清洗设备清洗阀门，最后用高压氮气清洁内部完全无污染后才能与主管路相接。程序繁琐且费工费时，同时需要多种设备多次拆装，多组人员配合进行。因石油、天然气等管路铺设，环境多在平原、沙漠、海洋、山谷等偏远地区，因设备不及时到位、人员安排不完善等原因，造成对阀门现场试验及安装出现很多不规范作业情况，存在一定程度的安全与事故隐患，且试验可靠性不高，也产生一定程度的人员与设备的浪费和待工现象。除此以外，在国内很多制造对应阀门的生产企业，在产品进行厂内试验时，目前虽然有一些专用打压试验设备，但不够完善，或打压压力具备要求，但试验流量、流速不够，或流量够标准了压力又不达标，需要众多企业内部设立多人员配合进行多环节的打压、保压试验，工作效率低下，对场地、人员、设备都产生了不同程度的浪费。此类专用深海阀门体型较大且较重，为达到API标准而费尽周折，或出现了有较强的生产实力却无得心应手的专用试验设备，或太过繁琐的试验流程而导致部分企业产品的推广与应用市场受限。因此，为解决上述问题，亟需设计一种可实现多种介质自由切换的介质分配器以及产品试验机。
发明内容
本发明的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可实现多种介质自由切换的多介质分配器及高压多介质产品试验机，可实现自动控制，提高工作效率及产品试验可靠性，减少人员浪费及安全隐患，便于安装与运输，能更好的满足多领域需求。本发明采用如下技术方案：多介质分配器，包括有集成块、介质出口、若干介质入口及主管路，主管路连通介质出口，各介质入口分别通过密封连接于主管路上的分支管路与主管路相连通，分支管路与主管路连接处设置有介质通断器，介质通断器可沿分支管路移动设置，形成有一端与对应介质入口相连通、另一端与主管路出口侧相连通的介质通路及用于连通前后主管路的主管路通路，介质通路与主管路通路互不连通，介质通断器移动可控制主管路在与介质通路相连通和与主管路通路相连通状态间切换，介质通断器连接有用于驱动其移动以实现通路切换的驱动装置，所述主管路和分支管路直接成型于集成块上。高压多介质产品试验机，包括有多介质分配器、多介质试验系统、自动控制系统及用于放置试验产品的试验空间，所述多介质分配器包括有介质出口、若干介质入口及主管路，主管路连通介质出口，各介质入口分别通过密封连接于主管路上的分支管路与主管路相连通，分支管路与主管路连接处设置有介质通断器，介质通断器可沿分支管路移动设置，形成有一端与对应介质入口相连通、另一端与主管路出口侧相连通的介质通路及用于连通前后主管路的主管路通路，介质通路与主管路通路互不连通，介质通断器移动可控制主管路在与介质通路相连通和与主管路通路相连通状态间切换，介质通断器连接有用于驱动其移动以实现通路切换的驱动装置，多介质试验系统通过管道与多介质分配器的各介质入口连接，多介质分配器的介质出口连通试验空间。进一步地，所述多介质分配器还包括有一主介质入口，主介质入口与主管路相连通，各分支管路设置于主介质入口与介质出口之间的主管路上。进一步地，所述驱动装置采用液压缸，液压缸缸体固定设置并相对对应的分支管路密封连接，介质通断器连接于液压缸的活塞杆上。进一步地，所述驱动装置安装有位移传感器及活塞杆定位装置。进一步地，所述多介质试验系统包括有超高压泥浆系统、高压水清洗系统及高压氮气净化系统，所述多介质分配器至少包括有分别与超高压泥浆系统、高压水清洗系统及高压氮气净化系统相对应设置的三个介质入口。进一步地，所述超高压泥浆系统包括超高压泥浆泵、泥浆搅拌罐及搅拌器，还设置有外接泥浆接入口，超高压泥浆泵通过管路连接多介质分配器的一介质入口，超高压泥浆泵可提供超高压泥浆压力值≤180MPA。进一步地，所述高压水清洗系统与泥浆搅拌罐之间安装有单作用介质分配器，单作用介质分配器形成有连通高压水清洗系统与泥浆搅拌罐的流体通路及控制流体通路开启或关闭的控制阀，可自由切换高压水进入泥浆搅拌罐对泥浆搅拌罐进行清洗，或泥浆搅拌罐内清水返回高压水清洗系统。进一步地，所述自动控制系统包括控制器、传感系统、控制终端及电源模块，控制器与传感系统及控制终端通信连接，且连接并控制多介质试验系统的动力装置以及多介质分配器的驱动装置。进一步地，所述高压多介质产品试验机还包括有集成底座，多介质分配器、多介质试验系统、自动控制系统及试验空间均安装于集成底座上。由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：第一，多介质分配器通过在介质通断器上设置介质通路及主管路通路，并通过控制介质通断器移动实现通路的切换，可实现对多种介质进行自由切换控制，结构简单合理，易于根据需要对介质切换种类的数量进行扩展，同时，通过液压缸驱动介质通断器，可实现自动控制。第二，通过在驱动装置末端安装位移传感器及活塞杆定位装置，根据使用需求，可辅助对各介质流量加以控制。第三，高压多介质产品试验机通过多介质分配器将多种介质试验系统集成于一体，可实现多种介质全自动化切换与试验，为企业提供了集多种介质试验于一体的设备，自动化模式运行，操作简易且程序化，从有助于提高工作效率，规范并简化产品试验流程，减少人员浪费，从根本上解决由于人员不到位、设备不具备等因素产生的误工、窝工现象，且可大大提高产品试验可靠性，减少安全隐患，有利于企业完善对自身产品的检验与促进自身产品的推广与应用。第四，高压多介质产品试验机采用高度集成式结构，占地面积小，便于运输与安装，可厂内使用，也可通过集装箱运输车往复于不同石油、天然气、海洋深井等现场工作，具有较强的灵活性，可机动性，能更好的满足多领域需求。第五，通过自动控制系统，可实现打压、冲洗、净化等试验全程自动化，并且可进行高低压力设定、流量设定等，以及可对介质通过的压力数值、流量数值、耐压时间记录等试验数据及相关参数进行监控，产品试验更加灵活规范，可大大提高产品试验的可靠性，同时减少安全隐患。第六，超高压泥浆系统设置有外接泥浆接入口，可单独作为泥浆泵使用。
附图说明
图1是本发明实施例1的多介质分配器的整体结构正向剖视图；图2是本发明实施例1的多介质分配器的整体结构立体图；图3是本发明实施例1的高压多介质产品试验机的整体结构正视图；图4是本发明实施例1的高压多介质产品试验机的整体结构俯视图；图5是本发明实施例1的高压多介质产品试验机的系统控制原理图；图6是本发明实施例1的高压多介质产品试验机的介质管路连接图；图7是本发明实施例4的高压多介质产品试验机的多介质分配器的整体结构正向剖视图；图8是本发明实施例4的高压多介质产品试验机的多介质分配器的整体结构立体图。图中：1.集成块，2.介质出口，3.第一介质入口，4.第二介质入口，5.第三介质入口，6.主管路，7.分支管路，8.耐高压密封件，9.介质通断器，10.介质通路，11.主管路通路，12.液压缸，13.连接法兰，14.位移传感器，15.活塞杆定位装置，16.试验空间，17.超高压泥浆泵，18.泥浆搅拌罐，19.搅拌器，20.水箱，21.高压水泵，22.电控室，23.控制终端，24.集成底座，25.吊装座。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。实施例1参照图1和图2，本发明的多介质分配器，包括有集成块1及设置于集成块1上的介质出口2、第一介质入口3、第二介质入口4、第三介质入口5和主管路6，主管路6连通介质出口2，第一介质入口3与主管路6相连通，第二介质入口4、第三介质入口5分别通过密封连接于主管路6上的分支管路7与主管路6相连通，且两分支管路7设置于第一介质入口3与介质出口2之间的主管路6上，主管路6和分支管路7直接成型于集成块1上，无需在主管路6和分支管路7之间设置密封结构。分支管路7与主管路6连接处设置有介质通断器9，介质通断器9可沿分支管路7移动设置，形成有一端与对应介质入口相连通、另一端与主管路6出口侧相连通的介质通路10及用于连通前后主管路6的主管路通路11，介质通路10与主管路通路11互不连通，介质通断器9移动可控制主管路6在与介质通路10相连通和与主管路通路11相连通状态间切换，介质通断器9连接有用于驱动其移动以实现通路切换的液压缸12。液压缸12缸体固定设置并通过连接法兰13相对对应的分支管路7密封连接，介质通断器9连接于液压缸12的活塞杆上。液压缸12缸体末端安装有位移传感器14，液压缸2上还安装有活塞杆定位装置15，根据使用需求，可辅助对各介质流量加以控制。分支管路7、介质通断器9及液压缸12均集成设置于集成块1上。介质出口2及各介质入口处分别密封安装有连接法兰13。介质通断器9直接与活塞杆一体成型。当液压缸12动作时，介质通断器9随液压缸12活塞杆移动，可实现通路的切换，液压缸12每动作一个行程，即完成一种介质与另一种介质的转换。位移传感器14及活塞杆定位装置15均采用现有技术的结构，并采用现有技术的安装方式安装于液压缸12上。参照图3至图6，本发明的高压多介质产品试验机，包括有上述的多介质分配器、通过管道分别与多介质分配器的三个介质入口连接的超高压泥浆系统、高压水清洗系统和高压氮气净化系统、自动控制系统及用于放置试验产品的试验空间16，试验空间16设置有介质进口和介质排放口，试验空间16的介质进口与多介质分配器的介质出口2连通。试验空间16可根据实际应用情况设置于不同位置。超高压泥浆系统用于为试验体提供泥浆压力与流量，包括超高压泥浆泵17、泥浆搅拌罐18及搅拌器19，还设置有外接泥浆接入口，可根据使用流量、压力的要求，设置1-3套超高压泥浆泵17，超高压泥浆泵17通过管路连接多介质分配器的一介质入口，超高压泥浆泵17可提供超高压泥浆压力值≤180MPA。超高压泥浆系统根据客户使用情况可自身提供泥浆搅拌功能，同时，为了不同领域的使用要求，设备自身可根据用户需求配比不同粘度和颗粒数大小的泥浆进行使用。高压水清洗系统，用于对试验体中存留的泥浆进行冲刷，包括有用于提供水源的水箱20及通过水管连接于水箱的高压水泵21，高压水泵21通过水管连接多介质分配器的一介质入口，根据使用流量和压力要求，水箱20容积可设置为600L。氮气净化系统，用于在高压水清洗完毕后，对试验体进行深度净化，确保最终要使用的试验体表里如一，干净可靠。氮气净化系统采用现有技术，且因其相对体积较小，易于安装，可根据不同使用要求依情况安装于不同位置，因此图中未示出。自动控制系统包括电控室22、设置于电控室22内的PLC控制器、控制终端23和电源模块以及传感系统，还配置有关联打印设备。传感系统包括连接于液压缸12上的位移传感器14、活塞杆定位装置15以及用于检测系统压力、流量等数据的压力传感器、流量传感器等。控制终端23为电脑，用于程序输出控制以及提供试验单打印功能等。PLC控制器与传感系统及控制终端23通信连接，且PLC控制器连接并控制多介质试验系统的动力装置以及多介质分配器的液压缸12。本发明的高压多介质产品试验机为整体集成式结构，占地面积可优化缩小至约40㎡，包括有集成底座24，各系统均安装于集成底座24上，另外，集成底座24上还安装有用于承重吊取的吊装座25及用于固定设备的地脚孔。本发明的高压多介质产品试验机在高压水清洗系统与泥浆搅拌罐18之间还安装有单作用介质分配器，单作用介质分配器形成有连通高压水清洗系统与泥浆搅拌罐18的流体通路及控制流体通路开启或关闭的控制阀，可自由切换高压水进入泥浆搅拌罐18，或泥浆搅拌罐18内清水返回高压水清洗系统。高压水进入泥浆搅拌罐18可对泥浆搅拌罐18进行清洗，再由超高压泥浆泵17将泥浆排出，泥浆全部排出后，泥浆搅拌罐18内水变清洁，泥浆搅拌罐18内的清水还可通过单作用介质分配器返回水箱20储存。经此过程，使设备内部不会残留多余的泥浆残液，充分清洁了设备内部，确保下次使用时，不会因泥浆干结而造成对设备的损坏。本发明根据实际需要及工作原理还可在其它位置安装单作用介质分配器，以控制介质流向及实现介质混合等功能。单作用介质分配器可采用现有技术中能实现上述功能的任意结构。参照图1至图6，本发明的高压多介质产品试验机，在泥浆、水、氮气多种介质通过试验体的过程中，多介质分配器通过设定程序由液压控制方式，来完成各个介质的切换，实现自动化切换介质的目的。试验时，只需将试验体安装于试验空间16即可，从超高压泥浆试验到高压水清洗及氮气净化过程，均可通过自动控制系统自动控制完成，并通过关联打印设备打印对应注明有试验相关信息数据的试验单。本发明的高压多介质产品试验机可满足对所有专用阀门的野外试验程序，并可达到安装使用的试验要求。同时，除天然气、石油管路铺设外，在其他需要多介质转化的工况环境下，如化工、颜料等，本发明的高压多介质产品试验机也完全可以满足各种介质转换的需求。实施例2本实施例与实施例1的区别在于：多介质分配器包括有四个介质入口，包括与主管路6相连通的第一介质入口及分别通过分支管路7与主管路6相连通的第二介质入口、第三介质入口及第四介质入口，且与第二介质入口、第三介质入口及第四介质入口对应的三个分支管路7设置于第一介质入口与介质出口之间的主管路6上。介质通断器9通过连接件与液压缸12的活塞杆固定连接。实施例3本实施例与实施例1的区别在于：多介质分配器包括有三个介质入口，包括分别通过分支管路7与主管路6相连通的第一介质入口、第二介质入口及第三介质入口。实施例4参照图7和图8，本实施例与实施例1的区别在于：高压多介质产品试验机还包括有高压煤油试验系统及高压化学流体试验系统。高压多介质产品试验机的多介质分配器包括集成块1、介质出口2、第一介质入口3、第二介质入口4、第三介质入口5和主管路6，主管路6连通介质出口2，第一介质入口3与主管路6相连通，第二介质入口4、第三介质入口5分别通过密封连接于主管路6上的分支管路7与主管路6相连通，且两分支管路7设置于第一介质入口3与介质出口2之间的主管路6上，主管路6及分支管路7为独立的管体结构，固定安装于集成块1上，分支管路7通过耐高压密封件8与主管路6密封连接。上述仅为本发明的四个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。