CN101871826A - 阀门扭矩弯矩连续测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀门扭矩弯矩连续测试装置，所述的测试装置中设有阀门扭矩传感器和阀门弯矩传感器及操作控制台；操作控制台中设中央控制计算机；阀门扭矩传感器和阀门弯矩传感器分别通过扭矩信号线路、弯矩信号线路与中央控制计算机连接。另外，本发明还公开了所述测试装置采用的测试方法。采用上述技术方案，实现了在一台测试设备上对阀门的扭矩、弯矩的连续测试，还可以测试阀门的开度和密封压力状态，真实地、综合地反映阀门的工作状况、产品性能和质量；同时还可实时地通过显示设备、打印设备记录、反映上述数据，并能自动进行分析、判断，测试的自动化程度高，数据准确，操作方便，测试的时间缩短。

Description

阀门扭矩弯矩连续测试装置及其测试方法

技术领域

本发明属于阀门检验测试装备的技术领域，具体地说，本发明涉及一种阀门扭矩弯矩连续测试装置。另外，本发明还涉及所述的阀门扭矩弯矩连续测试装置的测试方法。

背景技术

英国标准(即欧洲标准)BS EN1074-1：2000(供水系统用阀门——适用性要求及验证实验，第一部分：一般要求)和BS EN1074-2：2000(供水系统用阀门——适用性要求及验证实验，第二部分：隔断阀)规定，要对阀门进行阀门操作载荷下的强度试验和最大操作扭矩和密封试验，其中涉及测定阀门扭矩及附加1500N.m弯矩。上述要求记载在：

BSEN1074-1：2000：5.1.4(阀门操作载荷下的强度)；5.2.3(最大操作扭矩和密封)；

BSEN1074-2：2000：5.1.4(阀门操作载荷下的强度)；5.2.3(最大操作扭矩和密封)。

现在国内出口香港及欧盟各国市场的阀门均按上述标准验收，但国内外均没有用于检测上述项目的设备，也没有相关的技术公开和使用过。

在此情况下，国内出口阀门检测时都用人工推杠杆的办法进行扭矩测定，一个操作扭矩为5000N.m的阀门要用3米长杠杆，10几个小伙子象推磨似的地推上几十圈，开关到位后，还要保持此扭矩10分钟不变；最后用一米长杠杆挂上150Kg法码测弯矩。

用上述办法检测耗时长、需要大量人力，且测得的数据不准确、测试精度低，满足不了大批量生产的数量和质量的要求。

发明内容

本发明所要解决的第一个问题是：提供一种阀门扭矩弯矩连续测试装置，其目的是在一台测试设备上实现对阀门的扭矩、弯矩的连续测试。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的这种阀门扭矩弯矩连续测试装置，用于对被测阀门进行扭矩和弯矩的测试，所述的测试装置设有试验台架，所述的被测阀门固定安装在试验台架上，所述的测试装置中设有阀门扭矩传感器和阀门弯矩传感器及操作控制台；所述的操作控制台中设中央控制计算机；所述的阀门扭矩传感器和阀门弯矩传感器分别通过扭矩信号线路、弯矩信号线路与所述的中央控制计算机连接。

所述的测试装置中设阀门驱动装置，所述的被测阀门由阀门驱动装置驱动，所述的阀门驱动装置通过阀门驱动电路与所述的中央控制计算机连接。

所述的试验台架包括试验台底座、试验台上座板及连接所述的试验台底座、试验台上座板的试验台支柱，所述的试验台底座、试验台上座板的平面水平设置，所述的试验台支柱为设置在所述的试验台底座与试验台上座板之间的竖直的杆件；所述的被测阀门通过阀门支架固定在所述的试验台底座上；所述的阀门驱动装置通过联接法兰及转矩臂固定在所述的试验台上座板上。

所述的测试装置中设阀门开度传感器，所述的阀门开度传感器通过阀门开度信号线路与所述的中央控制计算机连接。

所述的被测阀门的连接管路内设密封压力传感器，所述的密封压力传感器通过密封压力信号线路与所述的中央控制计算机连接。

所述的阀门扭矩传感器设在试验台上座板上，通过转矩臂一端凹口与所述的阀门驱动装置的联接法兰连接。

所述的阀门弯矩传感器的设置方式为：所述的被测阀门的阀杆通过中间传动轴、万向联轴节与所述的阀门驱动装置的输出轴连接，在所述的阀杆与万向联轴节连接的位置，设置弯矩盘，所述的弯矩盘为水平设置；在所述的试验台架上设弯矩推杆，所述的弯矩推杆为可伸缩的推杆结构，所述的阀门弯矩传感器设在所述的弯矩推杆的端部与弯矩盘之间。

所述的弯矩推杆为电力驱动的电动推杆；

或者所述的弯矩推杆为液压缸驱动的推杆；

或者所述的弯矩推杆为手轮驱动的手动推杆。

所述的操作控制台上设操作按钮、显示器和打印机。

本发明所要解决的第二个问题是：提供以上所述的阀门扭矩弯矩连续测的装置所采用的测试方法，其目的与上述技术方案是相同的。

所述的阀门扭矩弯矩连续测的装置的测试方法的技术方案为采用以下模式分别执行：

a)、扭矩试验模式：操作控制台上的开阀、关阀按钮，启动阀门驱动装置，通过中间传动轴、万向联轴节，将阀门驱动装置产生的扭矩传递给阀杆，使所述的被测阀门进行开关操作；操作过程中的扭矩值通过转矩臂及阀门扭矩传感器，将扭矩信号传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出被测阀门的扭矩值；或者通过打印机打印出所述扭矩值的数值或在连续测试条件下的所述扭矩值曲线；

b)、弯矩试验模式：操作控制台上的按钮，使弯矩推杆的头部向下运动，通过阀门弯矩传感器和弯矩盘，给被测阀门的阀杆的端部施加一个弯矩，通过阀门弯矩传感器将该弯矩值传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出阀杆的端部的弯矩值；或者通过打印机打印出所述弯矩值的数值或在连续测试条件下的所述弯矩值曲线；

c)、密封压力试验模式：操作控制台上的按钮，通过设在所述的被测阀门的连接管路内的密封压力传感器获得被测阀门内的介质压力，并将介质的密封压力信号传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出被测阀门的密封压力值；或者通过打印机打印出所述密封压力值的数值或在连续测试条件下的所述密封压力值曲线；

d)、上述a)模式、b)模式和c)模式中的两种模式同时执行；或上述a)模式、b)模式和c)模式中的三种模式同时执行；

e)、上述a)模式、b)模式、c)模式和d)模式分别结合阀门开度测试，所述的阀门开度测试的方法是操作控制台上的按钮，通过阀门开度传感器获得所述的被测阀门的开度值，并将所述的开度值信号传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出被测阀门的开度值以及与该开度值相关的扭矩、弯矩和密封压力的相关数值；或者通过打印机打印出在不同测试条件下的上述相关数值。

本发明采用上述的测试装置及其测试方式的技术方案，实现了在一台测试设备上对阀门的扭矩、弯矩的连续测试，结合弯矩和扭矩的测试，还可以测试阀门的开度和密封压力状态，真实地且综合地反映阀门的工作状况、产品性能和质量；同时还可实时地通过显示设备、打印设备记录、反映阀门的开度、密封压力的状况以及受力变形，并能自动进行分析、判断，在计算机控制系统的控制下，测试的自动化程度高，数据准确，操作方便，测试的时间缩短。所以，在目前的条件下，上述方案是阀门性能综合测试的最佳技术方案。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图；

图中标记为：

1、被测阀门，2、阀门进口，3、阀门出口，4、弯矩盘，5、阀门弯矩传感器，6、弯矩推杆，7、阀门扭矩传感器，8、万向联轴节，9、试验台架，10、阀门驱动装置，11、阀门开度传感器，12、操作控制台，13、试验台底座，14、试验台上座板，15、试验台支柱，16、阀门垫块，17、阀杆，18、联接法兰，19、阀门支架，20、阀门驱动电路，21、阀门开度信号线路，22、扭矩信号线路，23、弯矩信号线路，24、弯矩推杆驱动电路，25、转矩臂，26、中间传动轴。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1、图2所表达的本发明的结构，本发明为一种阀门扭矩弯矩连续测试装置，用于对被测阀门1进行扭矩和弯矩的测试，所述的测试装置设有试验台架9，所述的被测阀门1固定安装在试验台架9上。

阀门扭矩弯矩连续测试装置设操作控制台12，用于在试验时用按钮进行控制，并在操作控制台12上反映测试数据。

被测阀门1是由一对阀门支架19，再加上一对调整中心高的阀门垫块16固定在试验台底座13上。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现在一台测试设备上对阀门的扭矩、弯矩的进行连续测试的发明目的，本发明中对测试装置所采取的技术方案为：

在本发明所提供的这种阀门扭矩弯矩连续测试装置中设有阀门扭矩传感器7和阀门弯矩传感器5；所述的操作控制台12中设中央控制计算机；所述的阀门扭矩传感器7和阀门弯矩传感器5分别通过扭矩信号线路22、弯矩信号线路23与所述的中央控制计算机连接。

采用上述的测试装置及其测试方式的技术方案，实现了在一台测试设备上对阀门的扭矩、弯矩的连续、自动测试，真实反映阀门的工作状况、产品性能和质量；同时还可实时地通过显示设备、打印设备记录、反映阀门的开度、密封压力的状况以及受力变形，并能自动进行分析、判断，在计算机控制系统的控制下，测试的自动化程度高，数据准确，操作方便，测试的时间缩短。采用上述技术后，可以自动显示和记录。

中央控制计算机设有采用相应的硬件和软件，对所获得的所有信号进行处理、分析、判断，并按照选定的不同模式，发出相应的执行指令；将信息通过数据和图像的方式输出，供技术人员的分析、判断。

通过上述分析可以知道，在目前的条件下，上述方案是阀门性能综合测试的最佳技术方案。

下面是本发明提供的阀门扭矩弯矩连续测试装置的具体实施示例，供本领域的技术人员在实施本发明时参考和借鉴：

测试装置的实施例一：

本发明所述的测试装置中设阀门驱动装置10，所述的被测阀门1由阀门驱动装置10驱动，所述的阀门驱动装置10通过阀门驱动电路20与所述的中央控制计算机连接。

以上所述的阀门驱动装置10通过联接法兰18及转矩臂25固定在所述的试验台上座板14上。阀门驱动装置10通过其联接法兰18，用螺栓固定在转矩臂25上，转矩臂25的一端端部垂直方向作成凹口状。在凹口中间设置阀门扭矩传感器7，该阀门扭矩传感器7用螺栓固定在试验台上座板14上。

通过阀门驱动电路20，中央控制计算机向阀门驱动装置10发出启闭阀门的信号，且驱动阀门驱动装置10的输出轴，带动被测阀门1的阀杆17作启闭运行。

测试装置的实施例二：

本发明所述的试验台架9包括试验台底座13、试验台上座板14及连接所述的试验台底座13、试验台上座板14的试验台支柱15，所述的试验台底座13、试验台上座板14的平面为水平设置，所述的试验台支柱15为设置在所述的试验台底座13与试验台上座板14之间的竖直的杆件；所述的被测阀门1通过阀门支架19固定在所述的试验台底座13上。

如图中所示，试验台架9分为上、下两个主要结构，上部主要通过试验台上座板14安装与阀门驱动装置10的输出轴连接的中间传动轴26；下部主要通过试验台底座13安装被测阀门1。而试验台上座板14与试验台底座13之间，是通过试验台支柱15连接、紧固的，其数量根据需要确定。

测试装置的实施例三：

本发明所述的测试装置中设阀门开度传感器11，所述的阀门开度传感器11通过阀门开度信号线路21与所述的中央控制计算机连接。

阀门开度传感器11获得的被测阀门1的开度信号，通过阀门开度信号线路21传送给所述的中央控制计算机，结合弯矩和扭矩的信号，中央控制计算机进行被测阀门1的工作状态、质量和性能的分析。

测试装置的实施例四：

本发明所述的被测阀门1的连接管路内设密封压力传感器，所述的密封压力传感器通过密封压力信号线路与所述的中央控制计算机连接。

密封压力传感器获得的被测阀门1的密封压力信号，通过密封压力信号线路传送给所述的中央控制计算机，结合弯矩、扭矩及阀门开度的信号，中央控制计算机进行被测阀门1的工作状态、质量和性能的分析。

通过阀门进口2和阀门出口3上的压力试验，可以同时对被测阀进行密封压力试验。

测试装置的实施例五：

本发明所述的阀门弯矩传感器5的设置方式为：所述的被测阀门1的阀杆17通过万向联轴节8和中间传动轴26，与所述的阀门驱动装置10的扭矩输出轴连接，在所述的阀杆17与万向联轴节8连接的位置，设置弯矩盘4，所述的弯矩盘4为水平设置；在所述的试验台架9上设弯矩推杆6，所述的弯矩推杆6为可伸缩的推杆结构，所述的阀门弯矩传感器5设在所述的弯矩推杆6的端部与弯矩盘4之间。

万向联轴节8的下轴孔，与被测阀门1的阀杆17通过键连接；万向联轴节8的上轴孔，与中间传动轴26的下轴端通过键连接；中间传动轴26的上轴端与阀门驱动装置10的扭矩输出轴处，通过联轴器连接。

万向联轴节8的下轴外圆上固定安装着一个水平圆形的弯矩盘4，在试验台上座板14的一侧固定安装着一个弯矩推杆6，弯矩推杆6头部与弯矩盘4之间设置一个阀门弯矩传感器5。其作用是通过阀门弯矩传感器5向中央控制计算机输送被测阀门1的弯矩数值。

万向联轴节8的设置，主要目的是使被测阀门阀杆17可产生一定的弯曲空间，以实现弯矩的测试。

测试装置的实施例六：

本实施例实际上是弯矩推杆6的三个不同的实施例，可以择一应用：

1、本发明所述的弯矩推杆6为电力驱动的电动推杆；

2、或者所述的弯矩推杆6为液压缸驱动的推杆；

3、或者所述的弯矩推杆6为手轮驱动的手动推杆。

测试装置的实施例七：

本发明所述的操作控制台12上设操作按钮、显示器和打印机。

本发明可实时地通过显示设备、打印设备记录、反映阀门的开度、密封压力的状况以及受力变形，并能自动进行分析、判断，在计算机控制系统的控制下，测试的自动化程度高，数据准确，操作方便，测试的时间缩短。

本发明所要解决的第二个问题是：提供以上所述的阀门扭矩弯矩连续测的装置所采用的测试方法，其目的与上述技术方案是相同的。

所述的阀门扭矩弯矩连续测的装置的测试方法的技术方案是采用以下模式分别执行：

a)、扭矩试验模式：操作控制台12上的开阀、关阀按钮，启动阀门驱动装置10，通过万向联轴节8，将阀门驱动装置10产生的扭矩传递给阀杆17，使所述的被测阀门1进行开关操作；操作过程中的扭矩值通过转矩臂25及阀门扭矩传感器7，将扭矩信号传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出被测阀门1的扭矩值；或者通过打印机打印出所述扭矩值的数值或在连续测试条件下的所述扭矩值曲线；

b)、弯矩试验模式：操作控制台12上的按钮，使弯矩推杆6的头部向下运动，通过阀门弯矩传感器5和弯矩盘4，给被测阀门1的阀杆17的端部施加一个弯矩，通过阀门弯矩传感器5将该弯矩值传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出阀杆17的端部的弯矩值；或者通过打印机打印出所述弯矩值的数值或在连续测试条件下的所述弯矩值曲线；

c)、密封压力试验模式：操作控制台12上的按钮，通过设在所述的被测阀门1的连接管路内的密封压力传感器获得被测阀门1内的介质压力，并将介质的密封压力信号传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出被测阀门1的密封压力值；或者通过打印机打印出所述密封压力值的数值或在连续测试条件下的所述密封压力值曲线；

d)、上述a)模式、b)模式和c)模式中的两种模式同时执行；或上述a)模式、b)模式和c)模式中的三种模式同时执行；

e)、上述a)模式、b)模式、c)模式和d)模式分别结合阀门开度测试，所述的阀门开度测试的方法是操作控制台12上的按钮，通过阀门开度传感器11获得所述的被测阀门1的开度值，并将所述的开度值信号传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出被测阀门1的开度值以及与该开度值相关的扭矩、弯矩和密封压力的相关数值；或者通过打印机打印出在不同测试条件下的上述相关数值。

根据以上所述，可以获得以下的模式组合：

1、扭矩试验模式；

2、弯矩试验模式；

3、密封压力试验模式；

4、扭矩试验与弯矩试验模式；

5、扭矩试验与密封压力试验模式；

6、弯矩试验与密封压力试验模式；

7、扭矩试验、弯矩试验与密封压力试验模式；

8、～14、为上述7个模式分别结合阀门开度测试。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀门扭矩弯矩连续测试装置，用于对被测阀门(1)进行扭矩和弯矩的测试，所述的测试装置设有试验台架(9)，所述的被测阀门(1)固定安装在试验台架(9)上，其特征在于：所述的测试装置中设有阀门扭矩传感器(7)和阀门弯矩传感器(5)及操作控制台(12)；所述的操作控制台(12)中设中央控制计算机；所述的阀门扭矩传感器(7)和阀门弯矩传感器(5)分别通过扭矩信号线路(22)、弯矩信号线路(23)与所述的中央控制计算机连接。

2.如权利要求1所述的阀门扭矩弯矩连续测试装置，其特征在于：所述的测试装置中设阀门驱动装置(10)，所述的被测阀门(1)由阀门驱动装置(10)驱动，所述的阀门驱动装置(10)通过阀门驱动电路(20)与所述的中央控制计算机连接。

3.如权利要求2所述的阀门扭矩弯矩连续测试装置，其特征在于：所述的试验台架(9)包括试验台底座(13)、试验台上座板(14)及连接所述的试验台底座(13)、试验台上座板(14)的试验台支柱(15)，所述的试验台底座(13)、试验台上座板(14)的平面水平设置，所述的试验台支柱(15)为设置在所述的试验台底座(13)与试验台上座板(14)之间的竖直的杆件；所述的被测阀门(1)通过阀门支架(19)固定在所述的试验台底座(13)上；所述的阀门驱动装置(10)通过联接法兰(18)及转矩臂(25)固定在所述的试验台上座板(14)上。

4.如权利要求1或2或3所述的阀门扭矩弯矩连续测试装置，其特征在于：所述的测试装置中设阀门开度传感器(11)，所述的阀门开度传感器(11)通过阀门开度信号线路(21)与所述的中央控制计算机连接。

5.如权利要求1或2或3所述的阀门扭矩弯矩连续测试装置，其特征在于：所述的被测阀门(1)的连接管路内设密封压力传感器，所述的密封压力传感器通过密封压力信号线路与所述的中央控制计算机连接。

6.如权利要求3所述的阀门扭矩弯矩连续测试装置，其特征在于：所述的阀门扭矩传感器(7)设在试验台上座板(14)上，通过转矩臂(25)与所述的阀门驱动装置(10)的联接法兰(18)连接。

7.如权利要求3所述的阀门扭矩弯矩连续测试装置，其特征在于：所述的阀门弯矩传感器(5)的设置方式为：所述的被测阀门(1)的阀杆(17)通过万向联轴节(8)与所述的阀门驱动装置(10)的输出轴连接，在所述的阀杆(17)与万向联轴节(8)连接的位置，设置弯矩盘(4)，所述的弯矩盘(4)为水平设置；在所述的试验台架(9)上设弯矩推杆(6)，所述的弯矩推杆(6)为可伸缩的推杆结构，所述的阀门弯矩传感器(5)设在所述的弯矩推杆(6)的端部与弯矩盘(4)之间。

8.如权利要求7所述的阀门扭矩弯矩连续测试装置，其特征在于：所述的弯矩推杆(6)为电气驱动的推杆，或者所述的弯矩推杆(6)为液压缸驱动的推杆；或者所述的弯矩推杆(6)为手轮驱动的手动推杆。

9.如权利要求7所述的阀门扭矩弯矩连续测试装置，其特征在于：所述的操作控制台(12)上设操作按钮、显示器和打印机。

10.如权利要求3所述的阀门扭矩弯矩连续测试装置所采用的测试方法，其特征在于：所述的测试方法按以下模式分别执行：

a)、扭矩试验模式：操作控制台(12)上的开阀、关阀按钮，启动阀门驱动装置(10)，通过中间传动轴(26)、万向联轴节(8)，将阀门驱动装置(10)产生的扭矩传递给阀杆(17)，使所述的被测阀门(1)进行开关操作；操作过程中的扭矩值通过转矩臂(25)及阀门扭矩传感器(7)，将扭矩信号传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出被测阀门(1)的扭矩值；或者通过打印机打印出所述扭矩值的数值或在连续测试条件下的所述扭矩值曲线；

b)、弯矩试验模式：操作控制台(12)上的按钮，使弯矩推杆(6)的头部向下运动，通过阀门弯矩传感器(5)和弯矩盘(4)，给被测阀门(1)的阀杆(17)的端部施加一个弯矩，通过阀门弯矩传感器(5)将该弯矩值传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出阀杆(17)的端部的弯矩值；或者通过打印机打印出所述弯矩值的数值或在连续测试条件下的所述弯矩值曲线；

c)、密封压力试验模式：操作控制台(12)上的按钮，通过设在所述的被测阀门(1)的连接管路内的密封压力传感器获得被测阀门(1)内的介质压力，并将介质的密封压力信号传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出被测阀门(1)的密封压力值；或者通过打印机打印出所述密封压力值的数值或在连续测试条件下的所述密封压力值曲线；

d)、上述a)模式、b)模式和c)模式中的两种模式同时执行；或上述a)模式、b)模式和c)模式中的三种模式同时执行；

e)、上述a)模式、b)模式、c)模式和d)模式分别结合阀门开度测试，所述的阀门开度测试的方法是操作控制台(12)上的按钮，通过阀门开度传感器(11)获得所述的被测阀门(1)的开度值，并将所述的开度值信号传递给中央控制计算机，再通过显示器显示出被测阀门(1)的开度值以及与该开度值相关的扭矩、弯矩和密封压力的相关数值；或者通过打印机打印出在不同测试条件下的上述相关数值。

Images