一种用于弹簧式安全阀动态特性的测试装置及测试方法，属于阀门测试技术领域，主要是用来测试安全阀开启、排放和回座特性。整个测试装置包括供气装置、稳压装置、快速启停装置、管道气压检测装置、管道气体质量流量检测装置、安全阀阀杆位移检测装置、安全阀系统、试验台、管道支架和采集系统。稳压装置用于稳定调节压力容器内的气压，快速启停装置用于控制压力容器的开启和关闭，管道气体质量流量检测装置用于管道内的气体的质量流量的检测，安全阀阀杆位移检测装置用于检测安全阀阀杆的位移变化，采集系统用于实验数据的采集、处理和保存。本发明专利技术装置结构简单、精度高，为安全阀动态特性的测试提供了保障。
【技术实现步骤摘要】
一种用于弹簧式安全阀动态特性的测试装置及测试方法
本专利技术属于阀门测试
，涉及一种用于弹簧式安全阀动态特性的测试装置及测试方法。
技术介绍
安全阀在锅炉、核电、化工等过程工业领域中是必不可少的泄压装备，作为承压系统的最后一道屏障，一但承压系统出现超压问题，安全阀将能够准确的开启，稳定的排放出承压系统内多余的压力，又可以通过及时的回座来避免承压系统内压力的过度泄放。最常用的安全阀是弹簧式安全阀，弹簧式安全阀利用弹簧压缩产生的力来平衡作用在阀瓣上的压力并使阀瓣与阀座接触面密封。当安全阀的入口压力小于安全阀的整定压力时，安全阀处于关闭阶段；随着安全阀的入口压力逐渐增大高于安全阀的整定压力时，弹簧力不足以抵抗入口压力，阀瓣开始离开阀座，安全阀迅速开启并处于排放阶段；随着安全阀的不断泄压，安全阀的入口压力逐渐减小，当入口压力小于弹簧力时，阀瓣开始回座，从而使承压系统中的压力维持在一定范围内。安全阀的准确开启、稳定排放和迅速回座对安全阀的性能有很大的影响，研究安全阀的动态特性具有十分重要的意义。因此，需要专利技术一种用于弹簧式安全阀动态特性的测试装置及测试方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种结构简单、测试精度高、测试功能丰富的用于弹簧式安全阀动态特性的测试装置及测试方法。本专利技术通过对安全阀的入口压力、安全阀阀杆的位移、压力容器内的压力和管道内气体的质量流量进行监测，可以很好地实现安全阀动态特性的测试。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种用于弹簧式安全阀动态特性的测试装置，包括供气装置、稳压装置、快速启停装置、管道气压检测装置、管道气体质量流量检测装置、安全阀阀杆位移检测装置、安全阀系统10、试验台13、管道支架12和采集系统51。所述的供气装置包括双缸空气压缩机18、连接管A1、储气罐2和球阀17。所述的双缸空气压缩机18与储气罐2之间通过连接管A1连接，储气罐2与球阀17之间通过螺纹连接。所述的稳压装置包括连接管B19、电动阀3、连接管C16、压力容器15、气压传感器A4、泄压阀5和压力表6。连接管B19左端与球阀17右端通过螺纹连接，电动阀3左端与连接管B19右端通过法兰连接，电动阀3右端与连接管C16左端通过法兰连接，所有法兰连接处均用螺栓紧固并用密封圈密封，连接管C16右端与压力容器15左端通过螺纹连接，泄压阀5与气压传感器A4之间通过螺纹连接，气压传感器A4与压力容器15顶端通过螺纹连接，压力表6与压力容器15之间通过螺纹连接，电动阀3用于调节压力容器15内的气压，通过气压传感器A4反馈压力容器15内的气压，当压力容器15内的气压远低于设定的压力时，控制电动阀3转动较大的角度，使压力容器15内的气压快速增加，当气压传感器A4内的气压达到设定的压力的80％时，控制电动阀3转动较小的角度，使压力容器15内的气压缓慢增加，这样不会使压力容器15内的压力出现较大的波动，从而达到稳压的目的，避免安全阀40动态特性测试过程中出现震颤。所述的快速启停装置为电磁阀14，设置在压力容器15的右端，用于控制压力容器15内的气体流出。具体为：电磁阀14左端与压力容器15右端为螺纹连接，电磁阀14右端与连接管D23左端通过螺纹连接，当测试安全阀40开启和排放特性时，PLC系统53发出控制信号让电磁阀14工作，压力容器15内的气体被快速放出。当测试安全阀40回座特性时，PLC系统53停止发出控制信号，让电磁阀14停止工作，从而使压力容器15内的气体停止放出。用电磁阀14代替传统的手工开启球阀，整个过程更加智能化，此外，使用电磁阀14可以使开启和关闭的时间更短，更能准确地测试安全阀40开启和回座的特性。所述的管道气压检测装置为气压传感器B7和气压传感器C11，用于实时监测压力容器15出口处的气压变化和安全阀系统10入口处的气压变化。具体为：气压传感器B7左端与连接管D23右端通过螺钉连接，气压传感器B7右端与连接管E20左端为螺钉连接，气压传感器C11左端与连接管F21右端为螺钉连接，气压传感器C11右端与连接管G22左端通过螺钉连接，当压力容器15出口和安全阀40入口处的压力发生变化时，气压传感器B7和气压传感器C11可以实时监测两处气压的变化。所述的管道气体质量流量检测装置为气体质量流量传感器8，用于实时监测管道内的气体的质量流量的变化。具体为：气体质量流量传感器8左端与连接管E20右端通过法兰连接，气体质量流量传感器8右端与连接管F21左端也通过法兰连接，当管道内的气体的质量流量发生变化时，气体质量流量传感器8可以实时监测管道内气体的质量流量的变化。所述的安全阀阀杆位移检测装置为激光位移传感器9，用于实时监测安全阀阀杆41位移的变化。具体为：激光位移传感器9通过十字头紧固螺栓A46和十字头紧固螺栓B48固定在激光位移传感器固定支架31上，激光位移传感器固定支架31通过十字头紧定螺钉C47固定在安全阀支架调节板49上，在安全阀泄压过程中，安全阀阀杆41会上下移动，激光位移传感器9可以实时监测安全阀阀杆41的位移变化。所述的安全阀系统10包括安全阀40、内六角螺栓A39、内六角螺栓B43、连接板34、左支架24和右支架38，安全阀40通过内六角螺栓A39和内六角螺栓B43与连接板34连接，安全阀左支架24和右支架38通过地脚螺栓与试验台13连接，安全阀40下端通过螺纹与连接管G22连接；所述的激光位移传感器支架包括十字头紧固螺栓A46、十字头紧固螺栓B48、激光位移传感器固定支架31、十字头紧定螺钉C47、激光位移传感器支架调节板49、十字头紧定螺钉B32和横梁28。具体为：激光位移传感器9通过十字头紧固螺栓A46和十字头紧固螺栓B48固定在激光位移传感器固定支架31上，激光位移传感器固定支架31通过十字头紧定螺钉C47固定在激光位移传感器支架调节板49上，激光位移传感器固定支架31上有槽型孔，可以使激光位移传感器固定支架31左右移动，激光位移传感器支架调节板49通过十字头紧定螺钉B32固定在横梁28上，其中横梁28上设有槽型孔50，可以使激光位移传感器支架调节板49前后移动。所述的采集系统51与管道气压检测装置、管道气体质量流量检测装置以及安全阀阀杆位移检测装置连接。所述的采集系统51包括电源模块52、PLC系统53和上位机54，电源模块52将220V电压转换成24V电压，用于给气压传感器A4、气压传感器B7、气压传感器C11、气体质量流量传感器8和激光位移传感器9供电，PLC系统53主要是用来采集激光位移传感器9、气体质量流量传感器8、气压传感器A4、气压传感器B7和气压传感器C11的信号，PLC系统53与上位机54通过RS485进行数据传输，PLC系统53除了可以控制数据的采集，还可以控制电动阀3的开度和电磁阀14的启停。一种用于弹簧式安全阀动态特性的测试方法，包括以下步骤：第一步、使压力容器15内的压力达到设定压力：启动系统，设定要进行试验的安全阀40的入口压力，然后双缸空气压缩机2进行充气，PLC系统53发出控制信号使电动阀3的开度达到最大，快速充气，通过气压传感器A4判断压力容器15内的气体压力，当压力容器15内的压力达到试验设定压力的80％时，PLC系统53发出控制信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于弹簧式安全阀动态特性的测试装置，其特征在于，所述的测试装置包括供气装置、稳压装置、快速启停装置、管道气压检测装置、管道气体质量流量检测装置、安全阀阀杆位移检测装置、安全阀系统(10)、试验台(13)、管道支架(12)和采集系统(51)；所述的供气装置中的储气罐(2)与球阀(17)、双缸空气压缩机(18)连接；所述的稳压装置包括连接管B(19)、电动阀(3)、连接管C(16)、压力容器(15)、气压传感器A(4)、泄压阀(5)和压力表(6)；所述的连接管B(19)一端与球阀(17)连接，另一端通过电动阀(3)与连接管C(16)连接，连接管C(16)连接压力容器(15)的一端，压力容器(15)上方安装压力表(6)、气压传感器A(4)，气压传感器A(4)上方安装泄压阀(5)；气压传感器A(4)反馈压力容器(15)内的气压，并通过电动阀(3)调节压力容器(15)内的气压，达到稳压的目的；所述的快速启停装置为电磁阀(14)，设置在压力容器(15)的另一端，用于控制压力容器(15)内的气体流出，可以准确地测试安全阀(40)开启和回座的特性；所述的管道气压检测装置为气压传感器B(7)和气压传感器C(11)，气压传感器B(7)通过连接管D(23)与电磁阀(14)连接，气压传感器C(11)通过连接管G(22)与安全阀(40)连接，二者用于实时监测压力容器(15)出口处的气压变化和安全阀系统(10)入口处的气压变化；且两个气压传感器之间通过管路连接，二者之间的管路上设有管道气体质量流量检测装置气体质量流量传感器(8)，用于实时监测管道内的气体的质量流量的变化；所述的安全阀阀杆位移检测装置为激光位移传感器(9)，通过激光位移传感器固定支架(31)固定在激光位移传感器支架调节板(49)上；在安全阀(40)泄压过程中，安全阀阀杆(41)上下移动，激光位移传感器(9)可以实时监测安全阀阀杆(41)的位移变化；所述的安全阀系统(10)包括安全阀(40)、连接板(34)、左支架(24)和右支架(38)；安全阀(40)与连接板(34)连接，安全阀左支架(24)和右支架(38)通过地脚螺栓与试验台(13)连接，安全阀(40)下端通过螺纹与连接管G(22)连接；所述的激光位移传感器支架包括十字头紧固螺栓A(46)、十字头紧固螺栓B(48)、激光位移传感器固定支架(31)、激光位移传感器支架调节板(49)和横梁(28)；所述的激光位移传感器(9)通过激光位移传感器固定支架(31)固定在激光位移传感器支架调节板(49)上；激光位移传感器固定支架(31)上设有槽型孔，可以使激光位移传感器固定支架(31)左右移动；激光位移传感器支架调节板(49)固定在横梁(28)上，横梁(28)上设有槽型孔(50)，可以使激光位移传感器支架调节板(49)前后移动；所述的采集系统(51)与管道气压检测装置、管道气体质量流量检测装置以及安全阀阀杆位移检测装置连接，包括电源模块(52)、PLC系统(53)和上位机(54)；所述的电源模块(52)用于给气压传感器A(4)、气压传感器B(7)、气压传感器C(11)、气体质量流量传感器(8)和激光位移传感器(9)供电；所述的PLC系统(53)用来采集激光位移传感器(9)、气体质量流量传感器(8)、气压传感器A(4)、气压传感器B(7)和气压传感器C(11)的信号，并将信息传输至上位机(54)，另外，PLC系统(53)还可以控制电动阀(3)的开度和电磁阀(14)的启停。...
【技术特征摘要】
1.一种用于弹簧式安全阀动态特性的测试装置，其特征在于，所述的测试装置包括供气装置、稳压装置、快速启停装置、管道气压检测装置、管道气体质量流量检测装置、安全阀阀杆位移检测装置、安全阀系统(10)、试验台(13)、管道支架(12)和采集系统(51)；所述的供气装置中的储气罐(2)与球阀(17)、双缸空气压缩机(18)连接；所述的稳压装置包括连接管B(19)、电动阀(3)、连接管C(16)、压力容器(15)、气压传感器A(4)、泄压阀(5)和压力表(6)；所述的连接管B(19)一端与球阀(17)连接，另一端通过电动阀(3)与连接管C(16)连接，连接管C(16)连接压力容器(15)的一端，压力容器(15)上方安装压力表(6)、气压传感器A(4)，气压传感器A(4)上方安装泄压阀(5)；气压传感器A(4)反馈压力容器(15)内的气压，并通过电动阀(3)调节压力容器(15)内的气压，达到稳压的目的；所述的快速启停装置为电磁阀(14)，设置在压力容器(15)的另一端，用于控制压力容器(15)内的气体流出，可以准确地测试安全阀(40)开启和回座的特性；所述的管道气压检测装置为气压传感器B(7)和气压传感器C(11)，气压传感器B(7)通过连接管D(23)与电磁阀(14)连接，气压传感器C(11)通过连接管G(22)与安全阀(40)连接，二者用于实时监测压力容器(15)出口处的气压变化和安全阀系统(10)入口处的气压变化；且两个气压传感器之间通过管路连接，二者之间的管路上设有管道气体质量流量检测装置气体质量流量传感器(8)，用于实时监测管道内的气体的质量流量的变化；所述的安全阀阀杆位移检测装置为激光位移传感器(9)，通过激光位移传感器固定支架(31)固定在激光位移传感器支架调节板(49)上；在安全阀(40)泄压过程中，安全阀阀杆(41)上下移动，激光位移传感器(9)可以实时监测安全阀阀杆(41)的位移变化；所述的安全阀系统(10)包括安全阀(40)、连接板(34)、左支架(24)和右支架(38)；安全阀(40)与连接板(34)连接，安全阀左支架(24)和右支架(38)通过地脚螺栓与试验台(13)连接，安全阀(40)下端通过螺纹与连接管G(22)连接；所述的激光位移传感器支架包括十字头紧固螺栓A(46)、十字头紧固螺栓B(48)、激光位移传感器固定支架(31)、激光位移传感器支架调节板(49)和横梁(28)；所述的激光位移传感器(9)通过激光位移传感器固定支架(31)固定在激光位移传感器支架调节板(49)上；激光位移传感器固定支架(31)上设有槽型孔，可以使激光位移传感器固定支架(31)左右移动；激光位移传感器支架调节板(49)固定在横梁(28)上，横梁(28)上设有槽型孔(50)，可以使激光位移传感器支架调节板(49)前后移动；所述的采集系统(51)与管道气压检测装置、管道气体质量流量检测装置以及安全阀阀杆位移检测装置连接，包括电源模块(52)、PLC系统(53)和上位机(54)；所述的电源模块(52)用于给气压传感器A(4)、气压传感器B(7)、气压传感器C(11)、气体质量流量传感器(8)和激光位移传感器(9)供电；所述的PLC系统(53)用来采集激光位移传感器(9)、气体质量流量传感器(8)、气压传感器A(4)、气压传感器B(7)和气压传感器C(11)的信号，并将信息传输至上位机(54)，另外，PLC系统(53)还可以控制电动阀(3)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋学官，项晓敏，王荣誉，宗超勇，郑凤杰，李昆鹏，孙伟，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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