CN104568397A - 一种低温阀门多功能自动性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能自动低温阀门性能测试装置主要由机架、上盖锁紧气缸、锁紧位置移动气缸、上盖、计算机控制装置、出气管路、电机编码器、升降式减速机、上盖提升压紧气缸、扭矩传感器、进气管路、冲洗及冷液吸收管路、抽气管路、真空泵、低温液罐、检测氮气罐、压力传感器、连接法兰、测试阀门、可调式阀门安装座、低温箱、工艺孔塞组成。与现有技术相比，本发明具有自动化程度高、一机多用等优点。

Description

一种低温阀门多功能自动性能测试装置

技术领域

本发明涉及阀门测试与性能检测，尤其是涉及一种低温阀门多功能自动性能测试装置，可以进行低温阀门性能测试及质量检验。

背景技术

阀门质量的好坏直接影响到成品包装的密封与泄漏性能，所以其质量成为阀门使用与制造企业关注的重点，阀门型式试验主要是对阀门在低温(-198℃～50℃)状态下的自由开关次数、阀门泄漏及开关参数的测试和评价。其测试系统主要以阀体、阀盖的温度，泄漏及阀门进出口压力、开关次数、开关扭矩及泄漏检测为主。通过对这些参数的自动采集然后由计算机进行数据处理，最后作出阀门型式试验结论报告。

低温阀门测试技术是低温阀门制造关键技术之一。国内阀门制造行业规模上已经处在国际前列，是阀门制造大国。但在阀门生产技术上同发达国家有较大差距，特别是特种阀门，高低温阀门、精密调节阀门，生产、测试技术上还存在较大差距，一些特种行业，钢铁、化工、石油天然气行业应用的特种阀门绝大部分仍然是进口阀门，本发明低温阀门多功能自动性能测试装置不仅可以应用到低温阀门，也可以推广到其它相似的应用场合，具有推广意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低温阀门多功能自动性能测试装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种低温阀门多功能自动性能测试装置，其特征在于，包括

低温箱、阀门系统：包括压力传感器17、连接法兰18、待测试阀门19、可调试阀门安装座20、低温箱21，所述的待测试阀门19通过可调试阀门安装座20安装在低温箱21内，且在待测试阀门19两侧安装有连接进气管路和出气管路的连接法兰18，以及检测气体压力的压力传感器17；

上盖操作系统：包括机架1、上盖锁紧气缸2、锁紧位置移动气缸3、上盖4、上盖提升压紧气缸9，所述的低温箱21设置在机架1上，所述的上盖4为低温箱21上盖，所述的机架1与低温箱21的侧面安装上盖锁紧气缸2和锁紧位置移动气缸3，所述的上盖4和机架1之间安装上盖提升压紧气缸9；实现上盖4在计算机控制下实现升起和关闭，并与配合上盖锁紧气缸2实现上盖的密封压紧。

阀杆操作机构：包括电机编码器7、升降式减速机8、扭矩传感器10，所述的升降式减速机8连接待检测阀门19的阀杆，并在升降式减速机8的驱动电机上安装电机编码器7、在输出轴上安装扭矩传感器10；可以在操作过程中根据阀门的型号确定输出轴的长度适应阀门型号的要求，可以根据阀门阀杆旋转过程中的长度变化进行跟踪调整，可以自动开启阀门；测试阀门的开启力矩、进行阀门开启寿命测试。

测试氮气系统：包括检测氮气罐16、进气管路11、出气管路6，所述的检测氮气罐16通过进气管路11连接待测试阀门19一端，所述的出气管路6连接待测试阀门19另一端；

低温冷液系统罐：包括冲洗及冷液吸收管路12、抽气管路13、真空泵14、低温液罐15、工艺孔塞22，所述的冲洗及冷液吸收管路12和抽气管路13分别连接在低温液罐15上，所述的真空泵14连接抽气管路13，所述的工艺孔塞22设置在上盖4上；

计算机控制装置5：分别连接氮气源、低温液罐15、上盖操作系统、阀杆操作机构和测试氮气系统，并输出检测结果。

所述的可调试阀门安装座20包括带有阀门固定配件的2个V型块、固定有导轨的底板，底板通过螺栓固定在低温箱21底面上，2个V型块固定待测试阀门19，并在导轨上滑动。

所述的2个V型块的大小和形状与待测试阀门19相匹配。2个V型块可以根据阀门的外形在导轨上滑动，适应不同阀门尺寸的要求，当待测试阀门超过V型块的可安装尺寸时可以进行更换其它V型块适应不同尺寸系列阀门的安装，保证阀门在测试过程中位置固定，满足阀门开启及扭矩测试要求。

所述的上盖4上设有两个工艺塞孔，每个工艺塞孔内各设有一个用于密封的工艺孔塞22，检测前，两个工艺塞孔打开，并在其中一个孔内插入软管连接氮气气源，将低温箱中的空气置换出，然后用两个工艺孔塞22密封开孔。

所述的低温液罐15通过切换开关连接至上盖4上的工艺塞孔，在排出低温箱21内的气体后，通过切换开关切换将低温液罐15内的低温液体通过同样的管路压入到低温箱内堵上工艺孔塞22，检测结束后，通过真空泵14和抽泣管路将低温箱内的低温液体的回收到低温液罐15。在低温液罐15增加氮气进入管路，实现用氮气对在低温箱21、低温液罐15、管路中的空气进行置换，并利用真空泵14进行低温液体的回收，利用外接氮气的压力进行低温液体的输送。

所述的连接法兰18的固定螺栓上安装压力传感器17，测试在低温的环境下螺栓锁紧力的变化情况，为安装螺栓的选型及锁紧提供设计依据。

其中机架1是装置的基础件整个零部件均安装到机架上。上盖锁紧气缸2根据低温箱的尺寸和密封要求设置，用来锁紧上盖。锁紧位置移动气缸3是在开关上盖时调整上盖锁紧气缸2的位置。上盖4是防止低温液体增发。计算机控制装置5是装置的中枢用来接收、处理数据；控制系统、输出检测报告。出气管路6阀内泄露气体排出管。电机编码器7安装在升降式减速机8的驱动电动机轴上，通过电机转速，测量安装在升降式减速机8输出丝杆的移动长度。上盖提升压紧气缸9用来提升、压紧；上盖4。扭矩传感器10安装在升降式减速机8输出轴上测量阀杆操作扭矩。进气管路11是检测氮气罐16与低温阀门之间的连接管路，输送测试氮气。冲洗及冷液吸收管路12连接外接氮气源和低温箱21、低温液罐15输送氮气和低温液体。抽气管路13连接真空泵14、低温液罐15回收低温液体，低温液罐15存放低温液体。检测氮气罐16存放检测用氮气。压力传感器17安装在测试阀门19和连接法兰18的连接螺栓上监控测试螺栓锁紧力。可调式阀门安装座20安装测试低温阀门，由2个V型块、底板、导轨组成，V型块可以在导轨上移动并更换型号，适应不同阀门测试需要。低温箱21安装测试低温阀门和低温介质的场所。工艺孔塞22用于堵塞上盖上2个工艺开孔，一个是插低温液体和氮气管路，另外孔是空气排口。

工作原理为：

根据低温阀门型号调整可调式阀门安装座V型块并固定，由上盖操作机构上盖锁紧气缸2、锁紧位置移动气缸3、上盖提升压紧气缸9将上盖和低温箱盖紧，低温冷液系统罐氮气源通过冲洗及冷液吸收管路12；抽气管路13；将氮气输入低温箱置换箱内的空气后，通过切换开关将低温液罐15内的低温液体通过同样的管路压入到低温箱内堵上工艺孔塞22，测试氮气系统通过(检测氮气罐16；进气管路11；出气管路6；将测试用氮气通入被测试低温阀门，根据测试要求操作阀杆操作机构(电机编码器7；升降式减速机8；扭矩传感器10)进行阀门性能测试，整个测试过程有计算机控制系统控制，测试完成后输出测试报告。

与现有技术相比，本发明一种多级均压式低温阀门密封装置采用氮气作为内测试气体，低温箱中采用乙醇、液氮混合液体作为低温环境介质，低温箱内可调式阀门安装座可以通过局部调整和配件调换可以固定多种系列低温阀门，低温箱盖的空气置换、低温液体的进出、开启和密封、阀门的开启、均采用机械装置由计算机控制自动操作，测试信号的采集、处理、控制、输出均由计算机进行处理，使装置可以进行多中系列低温阀门在低温(-196℃)环境下进行低温内外密封、操作力矩、螺栓拧紧力、阀门材料性能在低温环境下变化参数、阀门密封(包括阀杆和阀门内密封)的操作寿命进行性能参数动态检测，在测试工作中实现测试操作的自动化、智能化。为低温阀门测试提供先进的解决方案。

本发明有益效果是：

(1)、实现了低温箱盖的自动打开和封闭。

(2)、实现了阀杆的自动操作同时测量扭矩。

(3)、实现了低温环境下法兰锁紧螺栓锁紧力的监控和测量。

(4)、实现了一机多用，测量多个指标。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的工作原理图。

图中标识：1.机架；2.上盖锁紧气缸；3.锁紧位置移动气缸；4.上盖；5.计算机控制装置；6.出气管路；7.电机编码器；8.升降式减速机；9.上盖提升压紧气缸；10.扭矩传感器；11.进气管路；12.冲洗及冷液吸收管路；13.抽气管路；14.真空泵；15.低温液罐；16.检测氮气罐；17压力传感器；18.连接法兰；19.测试阀门；20.可调式阀门安装座；21.低温箱；22.工艺孔塞。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1～2所示，一种低温阀门多功能自动性能测试装置，包括

低温箱、阀门系统：包括压力传感器17、连接法兰18、待测试阀门19、可调试阀门安装座20、低温箱21，所述的待测试阀门19通过可调试阀门安装座20安装在低温箱21内，且在待测试阀门19两侧安装有连接进气管路和出气管路的连接法兰18，以及检测气体压力的压力传感器17；

上盖操作系统：包括机架1、上盖锁紧气缸2、锁紧位置移动气缸3、上盖4、上盖提升压紧气缸9，所述的低温箱21设置在机架1上，所述的上盖4为低温箱21上盖，所述的机架1与低温箱21的侧面安装上盖锁紧气缸2和锁紧位置移动气缸3，所述的上盖4和机架1之间安装上盖提升压紧气缸9；实现上盖4在计算机控制下实现升起和关闭，并与配合上盖锁紧气缸2实现上盖的密封压紧。

阀杆操作机构：包括电机编码器7、升降式减速机8、扭矩传感器10，所述的升降式减速机8连接待检测阀门19的阀杆，并在升降式减速机8的驱动电机上安装电机编码器7、在输出轴上安装扭矩传感器10；可以在操作过程中根据阀门的型号确定输出轴的长度适应阀门型号的要求，可以根据阀门阀杆旋转过程中的长度变化进行跟踪调整，可以自动开启阀门；测试阀门的开启力矩、进行阀门开启寿命测试。

测试氮气系统：包括检测氮气罐16、进气管路11、出气管路6，所述的检测氮气罐16通过进气管路11连接待测试阀门19一端，所述的出气管路6连接待测试阀门19另一端；

低温冷液系统罐：包括冲洗及冷液吸收管路12、抽气管路13、真空泵14、低温液罐15、工艺孔塞22，所述的冲洗及冷液吸收管路12和抽气管路13分别连接在低温液罐15上，所述的真空泵14连接抽气管路13，所述的工艺孔塞22设置在上盖4上；

计算机控制装置5：分别连接氮气源、低温液罐15、上盖操作系统、阀杆操作机构和测试氮气系统，并输出检测结果。

所述的可调试阀门安装座20包括带有阀门固定配件的2个V型块、固定有导轨的底板，底板通过螺栓固定在低温箱21底面上，2个V型块固定待测试阀门19，并在导轨上滑动。

所述的2个V型块的大小和形状与待测试阀门19相匹配。2个V型块可以根据阀门的外形在导轨上滑动，适应不同阀门尺寸的要求，当待测试阀门超过V型块的可安装尺寸时可以进行更换其它V型块适应不同尺寸系列阀门的安装，保证阀门在测试过程中位置固定，满足阀门开启及扭矩测试要求。

所述的上盖4上设有两个工艺塞孔，每个工艺塞孔内各设有一个用于密封的工艺孔塞22，检测前，两个工艺塞孔打开，并在其中一个孔内插入软管连接氮气气源，将低温箱中的空气置换出，然后用两个工艺孔塞22密封开孔。

所述的低温液罐15通过切换开关连接至上盖4上的工艺塞孔，在排出低温箱21内的气体后，通过切换开关切换将低温液罐15内的低温液体通过同样的管路压入到低温箱内堵上工艺孔塞22，检测结束后，通过真空泵14和抽泣管路将低温箱内的低温液体的回收到低温液罐15。在低温液罐15增加氮气进入管路，实现用氮气对在低温箱21、低温液罐15、管路中的空气进行置换，并利用真空泵14进行低温液体的回收，利用外接氮气的压力进行低温液体的输送。

所述的连接法兰18的固定螺栓上安装压力传感器17，测试在低温的环境下螺栓锁紧力的变化情况，为安装螺栓的选型及锁紧提供设计依据。

通过以下步骤进行检测：

1、测试装置锁紧位置移动气缸3移动；上盖锁紧气缸2上固定块离开上盖4，上盖提升压紧气缸9、升降式减速机8提升到最高位置。

2、根据阀门结构选用可调式阀门安装座20上2个V型块，安装测试低温阀门、连接法兰18和压力传感器10。

3、上盖提升压紧气缸9移动盖上上盖4并压紧。锁紧位置移动气缸3移动；上盖锁紧气缸2锁紧上盖。

4、打开工艺塞孔，在左孔内插入不锈钢软管。

5、开启外接氮气源阀门，将低温箱中空气置换出。

6、拔出软管用工艺孔塞22密封开孔。

7、开启低温液体压出阀门，利用外接氮气将低温液体从低温液罐15输送到低温箱21。

8、调整升降式减速机8输出端与阀杆扳手连接。

9、开启检测氮气罐16、进气管路11阀门，测试氮气进入测试低温阀门。

10、启动计算机控制装置5测试控制程序开始按测试工艺进行测试。

11、输出测试结果，包括待检测阀门的操作寿命、螺栓锁紧力、密封数据和扭矩数据。

12、启动低温液体回收程序，开启真空泵14将低温液体从低温箱21回收到低温液罐15。

13、测试装置锁紧位置移动气缸3移动；上盖锁紧气缸2上固定块离开上盖4，上盖提升压紧气缸9、升降式减速机8提升到最高位置，将上盖4升到最高位置。

14、拆卸测试低温阀门，完成测试。

Claims (6)

1.一种低温阀门多功能自动性能测试装置，其特征在于，包括

低温箱、阀门系统：包括压力传感器(17)、连接法兰(18)、待测试阀门(19)、可调试阀门安装座(20)、低温箱(21)，所述的待测试阀门(19)通过可调试阀门安装座(20)安装在低温箱(21)内，且在待测试阀门(19)两侧安装有连接进气管路和出气管路的连接法兰(18)，以及检测气体压力的压力传感器(17)；

上盖操作系统：包括机架(1)、上盖锁紧气缸(2)、锁紧位置移动气缸(3)、上盖(4)、上盖提升压紧气缸(9)，所述的低温箱(21)设置在机架(1)上，所述的上盖(4)为低温箱(21)上盖，所述的机架(1)与低温箱(21)的侧面安装上盖锁紧气缸(2)和锁紧位置移动气缸(3)，所述的上盖(4)和机架(1)之间安装上盖提升压紧气缸(9)；

阀杆操作机构：包括电机编码器(7)、升降式减速机(8)、扭矩传感器(10)，所述的升降式减速机(8)连接待检测阀门(19)的阀杆，并在升降式减速机(8)的驱动电机上安装电机编码器(7)、在输出轴上安装扭矩传感器(10)；

测试氮气系统：包括检测氮气罐(16)、进气管路(11)、出气管路(6)，所述的检测氮气罐(16)通过进气管路(11)连接待测试阀门(19)一端，所述的出气管路(6)连接待测试阀门(19)另一端；

低温冷液系统罐：包括冲洗及冷液吸收管路(12)、抽气管路(13)、真空泵(14)、低温液罐(15)、工艺孔塞(22)，所述的冲洗及冷液吸收管路(12)和抽气管路(13)分别连接在低温液罐(15)上，所述的真空泵(14)连接抽气管路(13)，所述的工艺孔塞(22)设置在上盖(4)上；

计算机控制装置(5)：分别连接氮气源、低温液罐(15)、上盖操作系统、阀杆操作机构和测试氮气系统，并输出检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种低温阀门多功能自动性能测试装置，其特征在于，所述的可调试阀门安装座(20)包括带有阀门固定配件的2个V型块、固定有导轨的底板，底板通过螺栓固定在低温箱(21)底面上，2个V型块固定待测试阀门(19)，并在导轨上滑动。

3.根据权利要求2所述的一种低温阀门多功能自动性能测试装置，其特征在于，所述的2个V型块的大小和形状与待测试阀门(19)相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种低温阀门多功能自动性能测试装置，其特征在于，所述的上盖(4)上设有两个工艺塞孔，每个工艺塞孔内各设有一个用于密封的工艺孔塞(22)，检测前，两个工艺塞孔打开，并在其中一个孔内插入软管连接氮气气源，将低温箱中的空气置换出，然后用两个工艺孔塞(22)密封开孔。

5.根据权利要求4所述的一种低温阀门多功能自动性能测试装置，其特征在于，所述的低温液罐(15)通过切换开关连接至上盖(4)上的工艺塞孔，在排出低温箱(21)内的气体后，通过切换开关切换将低温液罐(15)内的低温液体通过同样的管路压入到低温箱内堵上工艺孔塞(22)，检测结束后，通过真空泵(14)和抽泣管路将低温箱内的低温液体的回收到低温液罐(15)。

6.根据权利要求1所述的一种低温阀门多功能自动性能测试装置，其特征在于，所述的连接法兰(18)的固定螺栓上安装压力传感器(17)，测试在低温的环境下螺栓锁紧力的变化情况，为安装螺栓的选型及锁紧提供设计依据。