CN101526441B - 一种大流量安全阀测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种大流量安全阀测试系统，包括大流量控制阀组、蓄能器液压源、附有行程传感器的增压缸、电控测试系统等，大流量控制阀组与蓄能器液压源、增压缸相连，由电控测试系统控制，增压缸的增压腔与被测安全阀相连，被测安全阀接口处连接压力传感器，压力传感器和行程传感器与电控测试系统连接。大流量控制阀组由电磁先导阀和液控换向阀组组成，液控换向阀组有多个阀芯，通过对电磁先导阀的控制实现液控换向阀组阀芯的通断。该系统大流量控制阀组采用同一电信号控制实现多阀芯动作的同步性，满足了测试系统快速响应性能要求，解决了传统安全阀测试系统受控制阀通流能力和响应速度限制的矛盾，特别适用于500升以上大流量安全阀的动态测试。该测试系统结构简单，占用空间体积小，测试结果可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种大流量液压阀测试系统，尤其涉及一种液压支架大流量安全阀测试系统。
背景技术
目前国内没有成熟的流量超过500L/min的大流量安全阀的测试系统，随着综采技术的不断发展，大采高的液压支架逐步推广应用，与之相应的是安全阀的流量逐渐增大。现在大采高支架应用的大流量安全阀多是进口产品，而国内大流量的安全阀从近两年才开始进行研发应用，测试技术手段不足。大流量测试系统的难点是大流量情况下的动态性能测试，如何能够提供一个大流量和高压来模拟煤矿井下顶板快速下沉造成的能量释放，这就要求测试系统具有大流量、高压、快速响应等试验条件，为了满足大流量安全阀的大流量试验条件，主要有三个途径，一是使用多台高压泵并联来实现；另一个是通过并联安装多个蓄能器来解决；这两方法不论是蓄能器还是高压泵都存在一个问题，就是泵或蓄能器所使用的公称压力达不到安全阀开启压力要求，为了达到安全阀开启压力的要求一般还需同时配备增压器来满足高压的条件。第三个测试方法是通过压力机用一个加载油缸获得被压油缸受压腔的高压和大流量同时释放。所有的测试系统都存在大流量工作介质的控制问题，要求介质控制阀通液阻力小、开启动态响应快等特点；考虑测试安全阀的流量为500L/min、1000L/min、1500L/min等，要满足安全阀的测试需要，考虑增压比为3∶1，要求流量控制阀的过液能力在1500L/min、3000L/min、4500L/min，并且要求流量控制阀开启动态响应很好，给设计和加工带来了很大难度，中小流量安全阀还可以勉强使用，对于大流量安全阀的流量控制阀均不能满足上述要求，且即使针对某个流量设计了一个大流量控制阀也不能满足安全阀进一步流量上升的新要求，还需新开发更大流量的流量控制阀。
发明内容
本发明的目的是解决大流量安全阀试验中大流量介质控制的问题，提供一种大流量安全阀测试系统。
为解决所述问题，本发明采用以下技术方案：
一种大流量安全阀测试系统，包括大流量控制阀组、蓄能器液压源、附有行程传感器的增压缸、电控测试系统，所述大流量控制阀组与蓄能器液压源、附有行程传感器的增压缸相连，所述大流量控制阀组由电控测试系统控制，所述增压缸的增压腔与被测安全阀相连，被测安全阀接口处连接压力传感器，压力传感器和行程传感器与电控测试系统连接。大流量安全阀测试系统中的大流量控制阀组由电磁先导阀和液控换向阀组组成，液控换向阀组由多个阀芯组成，通过对电磁先导阀的控制实现液控换向阀组阀芯的通断。
本发明可以进一步采用以下技术手段来实现，所述大流量控制阀组的电磁先导阀的工作口与液控换向阀组的控制口相通，通过控制电磁先导阀实现液控换向阀组阀芯的通断。大流量控制阀组的电磁先导阀的工作口与液控换向阀组的一个或多个阀芯的控制口相通，电磁先导阀可以控制液控换向阀组的多个主阀阀芯，通过液压响应同步性实现多个阀芯并联动作的同步性。根据不同需求，电磁先导阀可以实现同时控制液控换向阀组的多个阀芯同时通断。电控测试系统可以通过多个电信号分别触发多个电磁先导阀，也可以通过同一电信号触发多个电磁先导阀，从而可以控制更多的阀芯同时通断，满足流量要求。大流量控制阀组的液控换向阀组具有1个或多个进液口；根据液压系统的不同，电磁先导阀和液控换向阀组的供液系统可以是相互独立的，也可以是共用的。大流量控制阀组的液控换向阀组由蓄能器液压源供液，蓄能器液压源由一个或多个蓄能器组成。大流量控制阀组的液控换向阀组的供液口与增压缸相连，提供液压源向安全阀供液。
本发明利用所述的大流量控制阀组由电磁先导阀与液控换向阀组组成，电磁先导阀与液控换向阀组可以分别单独供液，也可以共用一路供液。根据被试阀的流量调节蓄能器的供液压力及应用数量，确定液控换向阀的出液阀芯数目后统一连接到增压缸的活塞腔口。用电控操作控制，通过同时选用不同数目的阀芯同时动作来实现大流量测试系统介质通断控制，这样大流量控制阀组的过流能力就不再受阀芯过液通径的限制，可以通过选用不同数目的阀芯同时工作来满足供液流量的需要，同时大流量控制阀组可以通过电控和液控来实现多个阀芯动作的同步性，从而满足安全阀大流量动态测试的试验需要。
本发明解决了多个阀芯同时开启的同步性问题，使整个大流量控制阀的动态响应特性和流量能满足安全阀测试要求。
本发明解决大流量安全阀测试中大流量介质的控制阀问题，在不更换大流量控制阀的情况下可以根据被试安全阀的流量调节控制液压源的供液量，满足多级大流量测试的需要。
附图说明
图1为一种大流量安全阀测试系统的液压系统原理图；
图2为大流量控制阀组的系统原理图之一；
图3为大流量控制阀组的系统原理图之二；
图4为大流量控制阀组的系统原理图之三；
图5为大流量控制阀组的系统原理图之四；
图6为大流量控制阀组的系统原理图之五；
图7为大流量控制阀组的系统原理图之六；
图8为大流量控制阀组的系统原理图之七；
图9为大流量控制阀组的系统原理图之八。
图中，1-电磁先导阀、2-液控换向阀、3-增压缸、4-电控测试系统、5-蓄能器、6-球阀、7-被试阀、8-2功能电液控换向阀、9-泵源、10-卸荷阀、11-球阀、12-压力传感器、13-单向阀、14-过滤器、15-单向阀、16-行程传感器。
具体实施方式
一种大流量安全阀测试系统，包括大流量控制阀组、蓄能器液压源5、附有行程传感器16的增压缸3、电控测试系统4，所述大流量控制阀组与蓄能器液压源5、增压缸3相连，所述大流量控制阀组由电控测试系统4控制，所述增压缸3的增压腔与被测安全阀7相连，被测安全阀7接口处连接压力传感器12，压力传感器12和行程传感器16与电控测试系统4连接，所述大流量控制阀组由电磁先导阀1和液控换向阀组2组成，所述液控换向阀组2有多个阀芯，通过对电磁先导阀1的控制实现液控换向阀组2阀芯的通断。大流量控制阀组的电磁先导阀1的工作口与液控换向阀组2的一个或多个阀芯的控制口相通，控制液控换向阀组2阀芯的通断。大流量控制阀组的液控换向阀组2具有1个或多个进液口，并由蓄能器液压源5供液，蓄能器液压源5由一个或多个蓄能器组成。电控测试系统4通过同一电信号触发多个电磁先导阀1。大流量控制阀组的电磁先导阀1和液控换向阀组2的供液系统可以是相互独立的，也可以是共用的。
图1所示实施例的大流量控制阀为同一信号控制多个电磁先导阀1，电磁先导阀1与液控换向阀组2采用分别单路供液，液控换向阀组有两个进液口。首先根据被试安全阀7的流量级确定参与工作的蓄能器5与液控换向阀组2的阀芯数量。由泵源9向液压系统供液，利用2功能电液控换向阀组8通过单向阀13向蓄能器5供液，达到预定压力后停止供液，单向阀13关闭。利用2功能电液控换向阀组8将增压缸3的活塞杆收回，停止供液后单向阀15关闭。利用电控测试系统4控制电磁先导阀供液，液控换向阀组2相对应的阀芯开启，蓄能器5内的高压液通过液控换向阀组2进入增压缸3的活塞腔，推动活塞杆伸出，实现环行腔的增压，被试安全阀7开启，同时电控测试系统4通过压力传感器12与行程传感器16记录被试安全阀7前的压力变化及相对应的增压缸的行程变化，输入增压缸3的相关参数，选取不同的阶段可以计算出瞬时流量及不同行程阶段的平均流量。在蓄能器释放高压液时因单向阀13、15处于关闭状态，开启瞬间的液压力冲击不会对泵源9造成破坏。
大流量控制阀组的液压控制方式可以根据需要进行不同的组合，图2～图9为其中的几个组合方式。
图2为大流量控制阀组使用同一泵源、同一信号控制多个电磁先导阀的系统原理图，电磁先导阀和液控换向阀组共用一个液压源，液控换向阀组有两个进液口，通过共用电信号实现同时对多个电磁先导阀的控制，从而实现对多个阀芯的控制；图3为大流量控制阀组使用两路泵源、同一信号控制多个电磁先导阀的系统原理图其控制方式与图2所述相同，不同的是将电磁先导阀供液和液控换向阀组供液分开。
图4为大流量控制阀组使用同一泵源，电磁先导阀控制多个液控换向阀组阀芯的系统原理图，液控换向阀组有两个进液口，图5为大流量控制阀组使用两路泵源，电磁先导阀控制多个液控换向阀组阀芯的系统原理图。这两种方式均使用一个电磁先导阀来控制多个液控换向阀组的阀芯，这样通过液压响应同步性实现多个阀芯并联动作的同步性，不同的是电磁先导阀和液控换向阀组的阀芯供液是否分开。
图6为大流量控制阀组使用同一泵源，多组电磁先导阀并联同时电磁先导阀控制多个液控换向阀组阀芯的系统原理图，液控换向阀组有两个进液口，图7为大流量控制阀组使用两路泵源，多组电磁先导阀并联同时电磁先导阀控制多个液控换向阀组阀芯的系统原理图，既包括一个电磁先导阀控制多个阀芯，又存在多个电磁先导阀并联的控制方式。
图8为大流量控制阀组使用同一泵源，在电磁先导阀后加液控单向阀，实现控制多个阀芯的系统原理图，液控换向阀组有两个进液口，图9为大流量控制阀组使用两路泵源，在电磁先导阀后加液控单向阀，实现控制多个阀芯的系统原理图，在电磁先导阀后面加装一个液控换向阀组，然后控制多个液控换向阀组的阀芯，通过液压响应同步性实现多个阀芯并联动作的同步性。
本发明通过利用多个阀芯并联作为大流量安全阀测试系统控制阀的解决方法，有效地解决了大流量安全阀测试系统控制阀的设计加工难题，使得大流量安全阀测试系统流量不再受控制阀过液能力限制，通过电磁控制和液压联动解决了多个阀芯动作不同步的问题，保证了大流量安全阀测试系统开启的动态响应要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种大流量安全阀测试系统，包括大流量控制阀组、蓄能器液压源(5)、附有行程传感器(16)的增压缸(3)、电控测试系统(4)，其特征在于：所述大流量控制阀组与蓄能器液压源(5)、附有行程传感器的增压缸(3)相连，所述大流量控制阀组由电控测试系统(4)控制，所述增压缸(3)的增压腔与被测安全阀(7)相连，被测安全阀(7)接口处连接压力传感器(12)，压力传感器(12)和行程传感器(16)与电控测试系统(4)连接，所述大流量控制阀组由电磁先导阀(1)和液控换向阀组(2)组成，所述液控换向阀组(2)由多个阀芯组成，大流量控制阀组的电磁先导阀(1)的工作口与液控换向阀组(2)阀芯的控制口相通，通过对电磁先导阀(1)的控制实现液控换向阀组(2)阀芯的通断。
2.根据权利要求1所述的大流量安全阀测试系统，其特征在于：大流量控制阀组的电磁先导阀(1)的工作口与液控换向阀组(2)的一个或多个阀芯的控制口相通。
3.根据权利要求1所述的大流量安全阀测试系统，其特征在于：电控测试系统(4)通过同一电信号触发多个电磁先导阀(1)。
4.根据权利要求1所述的大流量安全阀测试系统，其特征在于：大流量控制阀组的液控换向阀组(2)具有1个或多个进液口。
5.根据权利要求1至4任一项所述的大流量安全阀测试系统，其特征在于：所述大流量控制阀组的液控换向阀组(2)由蓄能器液压源(5)供液，蓄能器液压源(5)由一个或多个蓄能器组成。
6.根据权利要求5所述的大流量安全阀测试系统，其特征在于：大流量控制阀组的电磁先导阀(1)和液控换向阀组(2)的供液系统是相互独立的。
7.根据权利要求5所述的大流量安全阀测试系统，其特征在于：大流量控制阀组的电磁先导阀(1)和液控换向阀组(2)的供液系统是共用的。
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