一种闸阀关闭件强度试验方法技术

本发明专利技术公开了一种闸阀关闭件强度试验方法，对目前楔式闸阀的关闭件组合强度试验方法进行了改进，采用扭矩加载方式，进行扭矩和拉伸载荷下的关闭件组合强度试验分析，更加真实模拟闸阀工况下的开启运作方式进行试验，各项性能参数的试验数据也更加精准。

【技术实现步骤摘要】
一种闸阀关闭件强度试验方法
本专利技术涉及阀门强度测试领域，更具体的说是涉及一种闸阀关闭件强度试验方法。
技术介绍
闸阀关闭件组合强度直接影响启闭动作性能，在工况管道系统中由于介质温度波动导致阀体及阀杆的热胀冷缩，闸板和阀座长期紧密关闭状态导致粘结现象，过载荷的闸板关闭力矩等因素，导致阀门开启时闸板和阀杆连接部位会发生脱离现象，并且这种故障发生在阀体内部，无法判定阀门的启闭状态，整个管道系统不能够及时进行故障问题维修，据统计闸阀关闭件抗拉强度试验的不合格率约50％，因此闸阀的检验技术要求不但体现在压力密封性能，同时对关闭件抗拉强度性能也有重要的要求。API600-2009、GB/T12234-2007及API591-2008等标准提出了对闸阀关闭件抗拉强度试验要求，阀杆应设计成在轴向载荷的作用下，阀杆与闸板连接处以及阀门压力边界以内部分的阀杆强度应超过阀杆操作螺纹根部的强度，若发生闸板卡死事故时，阀杆的损坏应出现在闸阀承压区域之外，同时阀杆连接应设计成防止在阀门使用中阀杆转动或脱离闸板，闸阀在使用过程中常常发生关闭件卡死无法启闭故障，一直是国内外阀门行业的技术难题，该项目的试验合格率也极低，试验操作步骤繁琐需破坏样品形状才能有效夹持试验。本专利技术中的楔式闸阀的关闭件包括阀杆螺母、阀杆、闸板，阀杆一端同阀杆螺母螺纹连接，阀杆的另一端与闸板卡接，在正常工作时阀杆和阀杆螺母之间配合是梯形螺纹连接，阀杆与楔式闸板之间配合是T形头和T形槽过盈装配，楔式闸板此时相当于压紧固定于两个阀座之间，阀杆螺母旋转，阀杆T形头被固定的T形槽卡住，以至于带动阀杆进行上升动作；因此正常开启操作工况中，阀杆是先产生了扭矩，再通过梯形螺母的传动，斜度方向产生了拉力，而且随着拉力的逐渐升高，扭矩值也逐渐变大。T形头和T形槽之间、阀杆本身、阀杆和阀杆螺母之间应承受着垂直方向的拉力值和以阀杆为中心的扭矩值。因此在设计人员在设计T形头和T形槽、阀杆、阀杆螺母不单单进行拉力的结构设计，同时应考虑到扭矩值。而且阀杆工矿情况下所承受的拉力值比单纯拉伸阀杆所承受的拉力值要小。而且阀杆螺母受到手轮(或电装)驱动旋转，以至于阀杆螺母的支撑面受力，同时阀杆螺母本身受到手轮(或电装)施加的扭矩值。此扭矩值对于阀杆螺母手轮(或电装)驱动受力部位(不包括支撑部位)的设计有一定的要求，而GB/T12234-2007没有对此部位试验做要求，此部位的强度可能会小于螺纹根部的强度。在过程后期，阀杆拉伸失效后，由于阀杆受到很大拉力作用，阀杆直径及梯形螺纹直径会变细，进一步引起梯形螺距变大，因此阀杆螺母和阀杆上的梯形螺纹会进入咬合状态，螺纹传动失效，无法旋转传动。以至于过程后期不是进行拉伸试验，而是进行扭矩试验，而国内外闸阀标准的试验方法都只进行关闭件轴向拉伸试验，与实际工况也不相符。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术对目前楔式闸阀的关闭件组合强度试验方法进行了改进，采用扭矩加载方式，进行扭矩和拉伸载荷下的关闭件组合强度试验分析，更加真实模拟闸阀工况下的开启运作方式进行试验，各项性能参数的试验数据也更加精准。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种闸阀关闭件强度试验方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将带有T形头的阀杆和带有T形槽的楔式闸板组合，T形头与T形槽过盈装配，将楔式闸板端固定；步骤2、阀杆背向楔式闸板的一端与阀杆螺母螺纹连接形成完整的关闭件，阀杆螺母限位在阀杆上，使得阀杆螺母相对阀杆无法上下位移；步骤3、给予阀杆螺母一个扭转驱动力，驱动阀杆螺母具有转动趋势；步骤4、记录阀杆或楔式闸板或者阀杆螺母在发生破损时相对步骤3中阀杆螺母与阀杆之间产生的扭矩，并记录阀杆螺母与阀杆产生扭矩的同时沿阀杆运动方向上的拉伸力。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤2中，阀杆螺母在沿阀杆方向上具有两个端面，在其中一个端面上设置一个固定不动的限位板，在另一个端面上设置有一第一固定件，通过第一固定件和限位板将阀杆螺母夹持，并且第一固定件与阀杆螺母固定连接，在第一固定件上设置一驱动第一固定件转动的扭转驱动装置，并且在扭转驱动装置上设置一输出扭转驱动装置扭矩的扭矩传感器。作为本专利技术的进一步改进，步骤4中的拉伸力通过力值传感器检测记录，通过在限位板下端设置一支撑板，所述力值传感器安装在支撑板上位于支撑板与限位板之间，所述力值传感器的检测端与支撑板相接触。作为本专利技术的进一步改进，所述限位板上设置一平面轴承，平面轴承的外环与限位板固定连接，阀杆螺母与平面轴承的内环相互抵触。作为本专利技术的进一步改进，步骤1中楔式闸板通过一第二固定件夹持固定，所述第二固定件包括第一夹板和第二夹板，该第一夹板以及第二夹板的内壁与楔形闸板相匹配，第一夹板与第二夹板与楔式闸板相互抵触，作为本专利技术的进一步改进，第一夹板和第二夹板均设置一调节其夹持紧度的第一调节驱动装置，通过驱动第一调节驱动装置带动第一夹板和第二夹板向楔形闸板靠近夹持。作为本专利技术的进一步改进，所述第一固定件为包括卡接头，该卡接头内壁与阀杆螺母外壁相互匹配啮合，在安装时第一固定件从阀杆螺母上端下降与其啮合，所述卡接头下端设置有夹持调节组件，所述卡接头周壁上开有对称的螺孔，所述夹持调节组件包括两个螺杆，两个螺杆与螺孔螺纹连接，所述螺杆朝向卡接头内壁侧设置有与阀杆螺母外侧壁吻合的抵触板，该抵触板朝向阀杆螺母一侧设置有防滑垫，在安装时卡接头与阀杆螺母相互定位后，调节螺杆使得防滑垫与阀杆螺母外周壁相互抵触紧固。作为本专利技术的进一步改进，步骤2中通过第二调节升降装置调节支撑板的高度，带动限位板上升使得平面轴承内环面与阀杆螺母相互抵触。作为本专利技术的进一步改进，所述扭转驱动装置设置一第一调节升降装置，步骤3中通过第一调节升降装置调节扭转驱动装置的高度后，使得第一固定件夹持固定阀杆螺母。本专利技术的有益效果为：闸板、阀杆、阀杆螺母形成组合件，分别固定阀杆螺母和闸板，扭转驱动装置驱动阀杆螺母相对阀杆转动，由于阀杆螺杆与阀杆螺纹连接，有通过将阀杆螺杆与阀杆相对限位，阀杆在与阀杆螺母产生扭矩的同时产生拉伸力，在扭转驱动装置带动阀杆螺母转动扭矩不断加强时，其拉伸力过大时导致阀杆螺母与阀杆螺纹连接处的螺纹损坏或者闸板阀杆T形槽与阀杆在拉伸作用力下发生破裂又或者阀杆本身自身强度不够时发生断裂，记载其闸阀组合件破坏时，其受到的扭矩最大值和拉伸力最大值来计算其闸阀组合件性能强度，本专利技术的组合强度试验装置高度模拟闸阀在工作时的受力情况，其检测的数字更加精确。附图说明图1为本专利技术方法示意图；图2为本专利技术结构示意图；图3为本专利技术的剖视图；图4为第二固定件和阀杆螺母安装结构示意图；图5为闸阀组合件的侧视图；图6为闸阀组合件的主视图。1、安装座；2、第一固定件；3、第二固定件；4、扭转驱动装置；5、扭矩传感器；6、通道；7、限位板；8、支撑板；9、力值传感器；10、第一夹板；11、第二夹板；12、第一调节驱动装置；13、闸板；14、卡接头；15、夹持调节组件；16、螺孔；17、螺杆；18、抵触板；19、防滑垫；20、第一调节升降装置；21、第一安装板；22、第三固定座；23、第二调节升降装置；24、平面轴承；25、支撑柱；26、阀杆螺母；27、阀杆；28、第一固定座；29、第二固定座。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闸阀关闭件强度试验方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将带有T形头的阀杆和带有T形槽的楔式闸板组合，T形头与T形槽过盈装配，将楔式闸板端固定；步骤2、阀杆背向楔式闸板的一端与阀杆螺母螺纹连接形成完整的关闭件，阀杆螺母限位在阀杆上，使得阀杆螺母相对阀杆无法上下位移；步骤3、给予阀杆螺母一个扭转驱动力，驱动阀杆螺母具有转动趋势；步骤4、记录阀杆或楔式闸板或者阀杆螺母在发生破损时相对步骤3中阀杆螺母与阀杆之间产生的扭矩，并记录阀杆螺母与阀杆产生扭矩的同时沿阀杆运动方向上的拉伸力。

【技术特征摘要】
1.一种闸阀关闭件强度试验方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将带有T形头的阀杆和带有T形槽的楔式闸板组合，T形头与T形槽过盈装配，将楔式闸板端固定；步骤2、阀杆背向楔式闸板的一端与阀杆螺母螺纹连接形成完整的关闭件，阀杆螺母限位在阀杆上，使得阀杆螺母相对阀杆无法上下位移；步骤3、给予阀杆螺母一个扭转驱动力，驱动阀杆螺母具有转动趋势；步骤4、记录阀杆或楔式闸板或者阀杆螺母在发生破损时相对步骤3中阀杆螺母与阀杆之间产生的扭矩，并记录阀杆螺母与阀杆产生扭矩的同时沿阀杆运动方向上的拉伸力。2.根据权利要求1所述的一种闸阀关闭件强度试验方法，其特征在于：所述步骤2中，阀杆螺母在沿阀杆方向上具有两个端面，在其中一个端面上设置一个固定不动的限位板，在另一个端面上设置有一第一固定件，通过第一固定件和限位板将阀杆螺母夹持，并且第一固定件与阀杆螺母固定连接，在第一固定件上设置一驱动第一固定件转动的扭转驱动装置，并且在扭转驱动装置上设置一输出扭转驱动装置扭矩的扭矩传感器。3.根据权利要求2所述的一种闸阀关闭件强度试验方法，其特征在于：步骤4中的拉伸力通过力值传感器检测记录，通过在限位板下端设置一支撑板，所述力值传感器安装在支撑板上位于支撑板与限位板之间，所述力值传感器的检测端与支撑板相接触。4.根据权利要求3所述的一种闸阀关闭件强度试验方法，其特征在于：所述限位板上设置一平面轴承，平面轴承的外环与限位板固定连接，阀杆螺母与平面轴承的内环相互抵触。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一翔，陈敬秒，黄靖添，刘强，
申请(专利权)人：王一翔，
类型：发明
国别省市：浙江,33