專(zhuān)利名稱(chēng)：閥門(mén)行程測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥門(mén)的測(cè)試系統(tǒng)，更具體地說(shuō)是一種適用于流程工業(yè)(石油、化工、冶金、電力等行業(yè))以壓縮氣體為動(dòng)力的氣動(dòng)式聯(lián)鎖閥，實(shí)現(xiàn)閥門(mén)離線或在線開(kāi)關(guān)性能的測(cè)試系統(tǒng)與測(cè)試方法。利用本發(fā)明可以對(duì)在役閥門(mén)進(jìn)行在線或離線檢測(cè)，獲取閥門(mén)開(kāi)關(guān)過(guò)程中所受阻力及阻力與行程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以便對(duì)上述閥門(mén)執(zhí)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的性能進(jìn)行評(píng)估。本發(fā)明的測(cè)試方法同時(shí)也適用于以液壓油為動(dòng)力的液壓式聯(lián)鎖閥。
背景技術(shù)：
以壓縮空氣為動(dòng)力的氣動(dòng)式聯(lián)鎖閥廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力等行業(yè)，主要用于安全目的，實(shí)現(xiàn)緊急情況下流程的安全控制。正常工作過(guò)程時(shí)，此類(lèi)閥門(mén)處于一個(gè)特定工作狀態(tài)，或?yàn)槌ｉ_(kāi)、或?yàn)槌ｉ]，只有在緊急情況下才執(zhí)行相反的動(dòng)作。由于此類(lèi)閥門(mén)控制的流體通常為高溫、高壓、易燃、易爆及有毒介質(zhì)，且此類(lèi)閥門(mén)通常在較為嚴(yán)酷的環(huán)境中工作，灰塵、腐蝕性介質(zhì)等都會(huì)對(duì)閥門(mén)在緊急情況下執(zhí)行動(dòng)作的能力產(chǎn)生影響。隨著服役時(shí)間的增長(zhǎng)，此類(lèi)閥門(mén)發(fā)生卡澀、卡死的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。影響此類(lèi)閥門(mén)動(dòng)作性能的主要包括兩類(lèi)因素其一，此類(lèi)閥門(mén)在絕大多數(shù)在某一特定狀態(tài)下工作并持續(xù)數(shù)月或數(shù)年，因而閥門(mén)的主要運(yùn)行部件即閥桿被腐蝕、銹死而卡住的可能性大大增加?；覊m、 腐蝕性介質(zhì)侵蝕、潤(rùn)滑油變性等都會(huì)影響閥桿的正常運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致閥門(mén)卡澀或動(dòng)作緩慢等。其二、由于閥門(mén)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作直接導(dǎo)致流程的中斷，因而無(wú)法通過(guò)閥門(mén)動(dòng)作情況進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)。公知技術(shù)中，針對(duì)此類(lèi)閥門(mén)進(jìn)行的可靠性與性能評(píng)估主要有離線全行程測(cè)試與在線測(cè)試兩種方式離線全行程測(cè)試是在流程工業(yè)裝置停車(chē)或閥門(mén)被完全旁路的條件下，對(duì)閥門(mén)執(zhí)行一次或數(shù)次完整的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，通過(guò)檢測(cè)閥門(mén)的動(dòng)作特點(diǎn)來(lái)分析閥門(mén)執(zhí)行安全功能的能力。在線測(cè)試是指在流程工業(yè)裝置不停車(chē)或閥門(mén)不被旁路的條件下，對(duì)此類(lèi)閥門(mén)進(jìn)行開(kāi)關(guān)性能的測(cè)試，由于在線測(cè)試通常會(huì)導(dǎo)致流程中斷而引發(fā)裝置停車(chē)，因而此類(lèi)閥門(mén)的在線測(cè)試十分困難。公知技術(shù)中，此類(lèi)閥門(mén)的在線測(cè)試方法只能在設(shè)有智能定位器的閥門(mén)上進(jìn)行，通過(guò)檢測(cè)閥門(mén)動(dòng)作過(guò)程中作用力與閥門(mén)行程之間的相互關(guān)系，并與新閥標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)，從而判斷閥門(mén)執(zhí)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的性能。針對(duì)安裝有智能定位器的氣動(dòng)式聯(lián)鎖閥，通過(guò)智能定位器對(duì)閥門(mén)閥桿行程進(jìn)行設(shè)定，可實(shí)現(xiàn)部分行程測(cè)試。已有技術(shù)中的離線全行程測(cè)試存在以下問(wèn)題1、全行程測(cè)試是在流程中斷，或?qū)Ρ粶y(cè)閥門(mén)進(jìn)行旁路的情況下對(duì)閥門(mén)執(zhí)行一次或數(shù)次完全的“開(kāi)”或“關(guān)”動(dòng)作，這種“離線”的測(cè)試要求大大限制了在現(xiàn)場(chǎng)在役條件下工作的閥門(mén)測(cè)試；2、在全行程測(cè)試過(guò)程中，其快速開(kāi)關(guān)過(guò)程必然導(dǎo)致閥芯與接觸面之間多次瞬時(shí)巨大沖擊，此沖擊是導(dǎo)致密封面磨損、閥門(mén)內(nèi)漏、閥桿彎曲變形的重要因素；3、全行程測(cè)試是在停車(chē)、或被測(cè)閥門(mén)旁路的狀況下進(jìn)行離線測(cè)試，離線狀況下的被測(cè)試閥門(mén)不存在上下游流體的壓差；與之相比，閥門(mén)在實(shí)際工作時(shí)，上下游流體存在有較明顯的壓差，這種壓差可能是影響閥門(mén)動(dòng)作性能的很重要的因素。這種離線狀況下測(cè)得的閥門(mén)阻力與實(shí)際工況下閥門(mén)動(dòng)作的阻力必定存在較大差異，因此，離線全行程測(cè)試并不能準(zhǔn)確反映閥門(mén)的在線工作狀況。已有技術(shù)中在線測(cè)試的方法存在以下相關(guān)問(wèn)題1、在線測(cè)試只能應(yīng)用于對(duì)帶有智能定位器的閥門(mén)進(jìn)行測(cè)試。這類(lèi)帶有智能定位器的閥門(mén)價(jià)格昂貴，通常僅作為控制閥，而在開(kāi)關(guān)閥、聯(lián)鎖閥或切斷閥等重要閥門(mén)中很少被采用，因此實(shí)際生產(chǎn)中大量未安裝智能定位器的開(kāi)關(guān)閥、聯(lián)鎖閥或切斷閥并不能實(shí)現(xiàn)在線測(cè)
試ο2、在線測(cè)試的方法是將被測(cè)閥門(mén)的作用力與閥桿行程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系作出曲線， 將該曲線與新閥門(mén)進(jìn)行比對(duì)從而評(píng)估被測(cè)閥門(mén)的動(dòng)作性能，但對(duì)于目前大量在役閥門(mén)，其對(duì)應(yīng)的新閥門(mén)性能曲線無(wú)法獲得，這一情況也同樣使這種在線測(cè)試無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠，尤其適用于動(dòng)力源為壓縮氣體的氣動(dòng)式聯(lián)鎖閥。利用本發(fā)明提出的測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)試過(guò)程對(duì)閥門(mén)沖擊小、磨損小，并以其便攜的形式可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)閥門(mén)的服役條件進(jìn)行在線測(cè)試或離線測(cè)試，可以對(duì)閥門(mén)進(jìn)行全行程或部分行程測(cè)試，以及可以在石油、化工、冶金、電力等行業(yè)大量未安裝智能定位器的氣動(dòng)式聯(lián)鎖閥上獲得廣泛應(yīng)用。本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明閥門(mén)行程測(cè)試系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)構(gòu)成包括被測(cè)閥門(mén)、閥桿行程控制機(jī)構(gòu)、 進(jìn)排氣控制裝置和檢測(cè)單元；所述被測(cè)閥門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)置包括通過(guò)二位三通電磁閥控制進(jìn)氣或排氣的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；用于獲得閥桿相關(guān)信息的傳感單元，所述傳感單元包括用于檢測(cè)閥桿移動(dòng)速度的速度傳感器、用于檢測(cè)閥桿移動(dòng)加速度的加速度傳感器，以及用于檢測(cè)閥桿位移量的位移傳感器；所述閥桿行程控制機(jī)構(gòu)是在固定架上設(shè)置由外套管與內(nèi)套筒螺紋連接構(gòu)成的限位套，在閥桿上固定設(shè)置限位擋塊，以所述限位套限制所述擋塊的行程，以限制閥桿的一部分行程；所述進(jìn)排氣控制裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)置包括一緩沖罐，所述緩沖罐一路依次通過(guò)進(jìn)氣電磁閥和減壓閥與外接儀表風(fēng)罐相連通；另一路與排氣電磁閥相連通；再一路通過(guò)手動(dòng)閥與二位三通電磁閥相連通；在所述緩沖罐中設(shè)置壓力傳感器；所述檢測(cè)單元是以數(shù)據(jù)采集卡的傳感單元信號(hào)輸入端Al和壓力傳感器信號(hào)輸入端A2分別采集傳感單元和壓力傳感器的檢測(cè)信號(hào)，并以控制模塊分別提供二位三通電磁閥的ESD控制信號(hào)A4、排氣電磁閥的排氣控制信號(hào)A0，以及進(jìn)氣電磁閥的進(jìn)氣控制信號(hào)A3。本發(fā)明閥門(mén)行程測(cè)試系統(tǒng)的特點(diǎn)也在于所述限位套是以可拆裝的形式或以固定的形式設(shè)置所述固定架上。測(cè)試過(guò)程中以氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)二位三通電磁閥經(jīng)緩沖罐及排氣電磁閥排氣；外接儀表風(fēng)罐經(jīng)減壓閥、緩沖罐和二位三通電磁閥向氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)反向沖氣，實(shí)現(xiàn)閥桿的設(shè)置行程上的動(dòng)作和恢復(fù)。通過(guò)在緩沖罐內(nèi)設(shè)置的壓力傳感器，對(duì)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)的壓力進(jìn)行間接測(cè)量，從而獲得測(cè)試過(guò)程中所需要的參數(shù)。聯(lián)鎖閥在使用過(guò)程中的規(guī)定的動(dòng)作或?yàn)殛P(guān)閉，或?yàn)殚_(kāi)啟，以設(shè)置失效時(shí)關(guān)閉的閥門(mén)為例，利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)部分行程條件下對(duì)閥門(mén)的摩擦力與彈簧力的測(cè)試。測(cè)試過(guò)程中閥門(mén)系統(tǒng)的受力情況如圖2所示。圖2中fT為彈簧力，F(xiàn)p為膜片力，f為摩擦力，fL為流體壓差所產(chǎn)生的阻力。1、當(dāng)通過(guò)控制二位三通電磁閥、手動(dòng)閥及排氣電磁閥使氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)向外排氣時(shí)，閥桿向下運(yùn)動(dòng)，摩擦力與流體壓差所產(chǎn)生的阻力向上。如圖加所示，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5) 內(nèi)氣壓下降使閥門(mén)關(guān)閉，此時(shí)存在以下式(1)fT1 = Fpi+fu+fi(1)2、當(dāng)控制二位三通電磁閥、手動(dòng)閥、進(jìn)氣電磁閥及減壓閥使外接儀表風(fēng)罐向氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部充氣時(shí)，閥桿向上運(yùn)動(dòng)，摩擦力向下，與彈簧力共同構(gòu)成閥門(mén)開(kāi)啟的阻力，如圖2b所示，此時(shí)存在以下式⑵fT2+f2 = FP2+fL2(2)聯(lián)立式(1)和式(2)即為
權(quán)利要求
1.一種閥門(mén)行程測(cè)試系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)構(gòu)成包括被測(cè)閥門(mén)、閥桿行程控制機(jī)構(gòu)、進(jìn)排氣控制裝置和檢測(cè)單元；所述被測(cè)閥門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)置包括通過(guò)二位三通電磁閥(6)控制進(jìn)氣或排氣的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)；用于獲得閥桿(4)相關(guān)信息的傳感單元(14)，所述傳感單元(14)包括用于檢測(cè)閥桿移動(dòng)速度的速度傳感器、用于檢測(cè)閥桿移動(dòng)加速度的加速度傳感器，以及用于檢測(cè)閥桿位移量的位移傳感器；所述閥桿行程控制機(jī)構(gòu)是在固定架( 上設(shè)置由外套管(10)與內(nèi)套筒(8)螺紋連接構(gòu)成的限位套，在閥桿(4)上固定設(shè)置限位擋塊(3)，以所述限位套限制所述擋塊(3)的行程，以限制閥桿的一部分行程；所述進(jìn)排氣控制裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)置包括一緩沖罐(12)，所述緩沖罐(1 一路依次通過(guò)進(jìn)氣電磁閥(16)和減壓閥(17)與外接儀表風(fēng)罐(18)相連通；另一路與排氣電磁閥(15) 相連通；再一路通過(guò)手動(dòng)閥(11)與二位三通電磁閥(6)相連通；在所述緩沖罐(1 中設(shè)置壓力傳感器(13)；所述檢測(cè)單元是以數(shù)據(jù)采集卡(19a)的傳感單元信號(hào)輸入端Al和壓力傳感器信號(hào)輸入端A2分別采集傳感單元(14)和壓力傳感器(13)的檢測(cè)信號(hào)，并以控制模塊(19b)分別提供二位三通電磁閥(6)的ESD控制信號(hào)A4、排氣電磁閥(15)的排氣控制信號(hào)A0，以及進(jìn)氣電磁閥(16)的進(jìn)氣控制信號(hào)A3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門(mén)行程測(cè)試系統(tǒng)，其特征是限位套是以可拆裝的形式或以固定的形式設(shè)置在所述固定架( 上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門(mén)行程測(cè)試系統(tǒng)，其特征是測(cè)試過(guò)程中以氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) (5)通過(guò)二位三通電磁閥(6)經(jīng)緩沖罐(12)及排氣電磁閥(15)排氣；外接儀表風(fēng)罐(18) 經(jīng)減壓閥(17)、緩沖罐(12)和二位三通電磁閥(6)向氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)內(nèi)反向沖氣，實(shí)現(xiàn)閥桿的設(shè)置行程上的動(dòng)作和恢復(fù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門(mén)行程測(cè)試系統(tǒng)，其特征是通過(guò)在緩沖罐(1 內(nèi)設(shè)置的壓力傳感器(13)，對(duì)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)內(nèi)的壓力進(jìn)行間接測(cè)量，從而獲得測(cè)試過(guò)程中所需要的參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種閥門(mén)行程測(cè)試系統(tǒng)，其特征是包括被測(cè)閥門(mén)、閥桿行程控制機(jī)構(gòu)、進(jìn)排氣控制裝置和檢測(cè)單元；被測(cè)閥門(mén)包括有通過(guò)二位三通電磁閥控制進(jìn)氣或排氣的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于獲得閥桿相關(guān)信息的傳感單元；閥桿行程控制機(jī)構(gòu)是設(shè)置一限位套，在閥桿上設(shè)置限位擋塊，用于限制閥桿的一部分行程；進(jìn)排氣控制裝置是以緩沖罐一路通過(guò)進(jìn)氣電磁閥與外接儀表風(fēng)罐相連通；另一路與排氣電磁閥相連通；再一路通過(guò)手動(dòng)閥與二位三通電磁閥相連通；檢測(cè)單元用于采集檢測(cè)信號(hào)，并提供二位三通電磁閥、排氣電磁閥和進(jìn)氣電磁閥控制信號(hào)。本發(fā)明可用于實(shí)現(xiàn)閥門(mén)行程的在線或離線測(cè)試，可以用于對(duì)閥門(mén)進(jìn)行全行程或部分行程測(cè)試，能夠在各行業(yè)未安裝智能定位器的氣動(dòng)式聯(lián)鎖閥中進(jìn)行應(yīng)用。
文檔編號(hào)F16K37/00GK102182864SQ20111010255
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者于改革, 關(guān)衛(wèi)和, 莊力健, 方向榮, 朱建新, 楊鐵成, 艾志斌, 袁文彬, 陳學(xué)東 申請(qǐng)人:合肥通用機(jī)械研究所壓力容器檢驗(yàn)站, 合肥通用機(jī)械研究院