CN103091095A - 气动比例压力阀试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气动比例压力阀试验装置，包括试验台，试验台上设置有两个阀试验工装，阀试验工装上分别设置有多个传感器；试验台上还设置有显示器，显示器连接主机；主机上设置有数据采集卡，数据采集卡的输入端口通过信号线分别连接阀试验工装上的传感器；数据采集卡的输出端口通过信号线连接控制电路组件；控制电路组件通过信号线连接气路组件；气路组件连接负载气瓶。本发明能够进行比例压力阀的电流-压力特性试验、进口压力阶跃响应特性试验、压力-流量特性、寿命测试、密封性测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种试验设备，具体涉及一种气动比例压力阀试验装置。
背景技术
现有的试验设备无法通过单台设备对比例压力阀的多个试验项目进行专业、便捷的测试。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种气动比例压力阀试验装置，它可以对比例压力阀进行多种类型的测试。
为解决上述技术问题，本发明气动比例压力阀试验装置的技术解决方案为：
包括试验台，试验台上设置有两个阀试验工装2、3，阀试验工装2、3上分别设置有多个传感器，传感器用于采集比例压力阀的流量信号和压力信号；试验台上还设置有显示器1，显示器1通过电缆线连接主机6；主机6上设置有数据采集卡，数据采集卡的输入端口通过信号线分别连接阀试验工装2、3上的传感器；数据采集卡的输出端口通过信号线连接控制电路组件7；控制电路组件7通过信号线连接气路组件5；气路组件5连接负载气瓶8，负载气瓶8用于模拟负载；控制电路组件7设置有直流电源输出模块，用于提供比例压力阀的输入电流；控制电路组件7设置有电源开关4；设置于阀试验工装2、3上的传感器采集试验数据并传送至数据采集卡，数据采集卡通过输出端口输出信号对控制电路组件7的继电器开关和控制节流阀514进行控制；控制电路组件7的继电器开关控制电磁阀的开关，电磁阀控制气路组件5的截止阀的动作以及阀试验工装2、3的气缸203的动作；控制节流阀514接收数据采集卡的电信号控制阀口开闭大小。
所述阀试验工装2、3包括连接底板201，连接底板201通过支柱202连接工作台面206；支柱202穿过工作台面206后与顶板208连接；连接底板201上设置所述气缸203，气缸203的活动端连接气路块204；气路块204与工作台面206固定连接；工作台面206用于安装待测的比例压力阀207；气路块204上设置有排气孔212、出气孔213，比例压力阀207的工作口连接出气孔213，出气孔213通过管线连接负载气瓶8；比例压力阀207的排气口连接排气孔212；顶板208上设置有进气口214，进气口214通过过滤器与气源相连，为比例压力阀207提供稳定的压力源；工作时，进气口214连通比例压力阀207的进气孔；气路块204的两端分别设置有管接头211；负载气瓶8通过另一管线连接排气孔212，排气孔212经管线与管接头211相连，进行排气。
所述工作台面206的一端设置有定位安装块210；定位安装块210能够在气缸203动作之前根据比例压力阀的尺寸调节距离，确保比例压力阀的各气孔对准气路块204上的各气孔，以保证比例压力阀正常工作。
所述进气口214、排气孔212、出气孔213和管接头211处设置有密封圈防止泄露以保证密封。
所述气路组件5为两套，分别与两个阀试验工装2、3连接；每套气路组件5包括气源501，气源501经过滤器502连接上游管线，通过上游管线的第一截止阀503连接比例压力阀207；比例压力阀207的上游设置有入口压力传感器504；比例压力阀207的工作口通过试验台的出气孔213和下游管线连接控制节流阀514、流量传感器508、出口压力传感器507，下游管线上并联有消声器510、气罐512，消声器510所在支路上设置有第四截止阀509，气罐512所在支路上设置有第三截止阀511；比例压力阀207的排气口通过试验台的排气孔212与设置于下游管线上的消音器506连接；消音器506所在支路上设置有第二截止阀513。
所述控制电路组件7发送信号至气缸203，气缸203接收到信号后开始动作，气缸203带动气路块204上移，从而带动设置于工作台面206上的比例压力阀207动作，使比例压力阀207顶压在顶板208上，比例压力阀207的进气口即与试验台上的进气口214连通；来自气源501的气体经过滤器502的净化后为比例压力阀207提供干净稳定的气源；气路中的各截止阀503、509、511、513接收到控制电路组件7的继电器的电信号进行动作，控制节流阀514接收数据采集卡的电信号进行动作，流量传感器508、压力传感器504、507将采集到的数据分别传回给主机6。
所述气动比例压力阀试验装置测试比例压力阀的电流-压力特性的方法为：打开第一截止阀503、第二截止阀513、第三截止阀511，关闭第四截止阀509，将供气压力稳定在额定输入压力，并将控制节流阀514阀口完全开放；向比例压力阀207施加从零到最高的电流，记录出口压力传感器507的出口压力值；再将电流由最高减为零，记录出口压力传感器507的出口压力值，记录电流和压力值并绘制比例压力阀的电流-压力特性曲线。
所述气动比例压力阀试验装置测试输入阶跃响应特性的方法为：打开第一截止阀503、第三截止阀511，关闭第二截止阀513、第四截止阀509，通过入口压力传感器504读取进口压力数值；向比例压力阀207施加预定信号，当比例压力阀的阀口打开，气体经比例压力阀的工作口进入负载气瓶8；通过出口压力传感器507读取出口压力值，通过流量传感器508记录流过的流量；主机6记录压力、流量变化和比例压力阀的响应时间；试验结束后，先关闭第一截止阀503，切断气源，再打开第四截止阀509，使气罐512中的气体排到空气中，消声器510可以降低排气时的噪音；并同时打开第二截止阀513，将阀中多余气体的排入大气。
所述气动比例压力阀试验装置进行压力-流量特性试验的方法为：打开第一截止阀503、第二截止阀513、第四截止阀509，关闭第三截止阀511；将供气压力稳定在额定输入压力，为被测比例压力阀施加电流，稳定后记录比例压力阀的出口压力值；调节控制节流阀514，使流量从零增加到最大值，同时记录流量传感器508的流量值和比例压力阀的出口压力值；再将流量从最大值减小到零，同时记录流量值和比例压力阀的出口压力值，并绘制比例阀的压力-流量特性曲线。
所述气动比例压力阀试验装置进行耐久性试验的方法为：打开第一截止阀503、第二截止阀513，关闭第三截止阀511、第四截止阀509；将供气压力稳定在额定输入压力，并将控制节流阀514阀口完全开放；使被测比例压力阀的输入电流周期性变化，以使比例压力阀的阀口以设定的动作频率周期性地开闭；在测试过程中对比例压力阀的进出口压差进行周期性自检，当检测到压差出现异常或者完成设定的动作次数后停止测试，并对被测比例压力阀进行失效分析，记录比例压力阀的正常开闭次数，即为比例压力阀的寿命。
所述气动比例压力阀试验装置进行密封性试验的方法为：打开第一截止阀503、第二截止阀513，关闭第三截止阀511、第四截止阀509，将供气压力稳定在额定输入压力，并将控制节流阀514阀口完全开放；为被测比例压力阀施加电流，稳定后测得比例压力阀的出口压力值，经过保压预定时间后，再次读取比例压力阀的出口压力值，由于泄漏，两次压力值存在差值，根据此差值计算比例压力阀的泄漏量。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明为双工位试验设备，能够提高试验效率。
本发明能够自动进行比例压力阀的电流-压力特性试验、进口压力阶跃响应特性试验、压力-流量特性、寿命测试、密封性测试。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明气动比例压力阀试验装置的示意图；
图2是本发明的阀试验工装的示意图；
图3是本发明的阀试验工装的气路块的俯视图；
图4是本发明的气路示意图。
图中附图标记说明：
1为显示器， 2、3为阀试验工装，
4为电源开关，
5为气路组件， 6为主机，
7为控制电路组件， 8为负载气瓶，
201为连接底板， 202为支柱，
203为气缸， 204为气路块，
205为支架， 206为工作台面，
207为比例压力阀， 208为顶板，
209为组合密封圈， 210为定位安装块，
211为管接头， 212为排气孔，
213为出气孔， 214为进气口，
501为气源， 502为过滤器，
503为第一截止阀， 504为入口压力传感器，
506为消音器，
507为出口压力传感器， 508为流量传感器，
509为第四截止阀， 510为消声器，
511为第三截止阀， 512为气罐，
513为第二截止阀， 514为控制节流阀。
具体实施方式
如图1所示，本发明气动比例压力阀试验装置，包括试验台，试验台上设置有两个阀试验工装2、3，阀试验工装2、3上分别设置有多个传感器，传感器用于采集比例压力阀的流量信号和压力信号；试验台上还设置有显示器1，显示器1通过电缆线连接主机6；主机6上设置有数据采集卡，数据采集卡的输入端口通过信号线分别连接阀试验工装2、3上的传感器；
数据采集卡的输出端口通过信号线连接控制电路组件7；
控制电路组件7通过信号线分别连接气路组件5；气路组件5连接负载气瓶8，负载气瓶8用于模拟负载；
控制电路组件7设置有直流电源输出模块，用于提供比例压力阀的输入电流；控制电路组件7设置有电源开关4；
设置于阀试验工装2、3上的传感器采集试验数据并传送至数据采集卡，数据采集卡通过输出端口输出信号对控制电路组件7的继电器开关和控制节流阀514进行控制；控制电路组件7的继电器开关控制电磁阀的开关，电磁阀控制气路组件5的截止阀的动作以及阀试验工装2、3的气缸203的动作；控制节流阀514接收数据采集卡的电信号控制阀口开闭大小。
如图2所示，两个阀试验工装2、3的结构相同，包括连接底板201，连接底板201通过支柱202连接工作台面206；工作台面206的底部设置有支架205；支柱202穿过工作台面206后与顶板208连接；顶板208的底部设置有组合密封圈209；
连接底板201上设置有气缸203，气缸203的活动端连接气路块204；气路块204通过螺栓与工作台面206固定连接；工作台面206用于安装待测的比例压力阀207；
工作台面206上开有槽孔，该槽孔尺寸大于气路块而小于比例压力阀207，用于安装待测的比例压力阀207；试验时气路块204被气缸203上顶穿过该槽孔后把比例压力阀207压在顶板208上；
气路块204上设置有排气孔212、出气孔213，比例压力阀207的工作口通过密封圈连接出气孔213，出气孔213通过管线连接负载气瓶8；比例压力阀207的排气口连接排气孔212；顶板208上设置有进气口214，进气口214通过过滤器与气源相连，为比例压力阀207提供稳定的压力源；工作时，进气口214连通比例压力阀207的进气孔；
工作台面206的一端设置有定位安装块210；定位安装块210能够在气缸203动作之前根据比例压力阀的尺寸调节好左右距离，确保比例压力阀的各气孔对准工作台面206上的各气孔，以保证比例压力阀正常工作；
气路块204的两端分别设置有管接头211；
负载气瓶8通过另一管线连接排气孔212，排气孔212经管线与管接头211相连，进行排气；
各气孔214、212、213和管接头211处设置有密封圈防止泄露以保证密封。
如图4所示，气路组件5为两套，分别与两个阀试验工装2、3连接；每套气路组件5包括气源501，气源501经过滤器502连接上游管线，通过上游管线的第一截止阀503经进气口214连接比例压力阀207；比例压力阀207的上游设置有入口压力传感器504；
比例压力阀207的工作口通过试验台的出气孔213和下游管线连接控制节流阀514、流量传感器508、出口压力传感器507，下游管线上并联有消声器510、气罐512，消声器510所在支路上设置有第四截止阀509，气罐512所在支路上设置有第三截止阀511；
比例压力阀207的排气口通过试验台的排气孔212与设置于下游管线上的消音器506连接；消音器506所在支路上设置有第二截止阀513。
本发明的工作原理如下：
控制电路组件7发送信号至气缸203，气缸203接收到信号后开始动作，气缸203带动气路块204上移，从而带动设置于工作台面206上的比例压力阀207动作，使比例压力阀207顶压在顶板208上，比例压力阀207的进气口即与试验台上的进气口214连通；
来自气源501的气体经过滤器502的净化后通过进气口214为比例压力阀207提供干净稳定的气源；气路中的各截止阀503、509、511、513接收到控制电路组件7的继电器的电信号进行动作，控制节流阀514接收数据采集卡的电信号进行动作，流量传感器508、压力传感器504、507将采集到的数据分别传回给主机6。
本发明测试比例压力阀的电流-压力特性的方法如下：
打开第一截止阀503、第二截止阀513、第三截止阀511，关闭第四截止阀509，将供气压力稳定在额定输入压力，并将控制节流阀514阀口完全开放；向比例压力阀207施加从零到最高的电流，记录出口压力传感器507的出口压力值；再将电流由最高减为零，记录出口压力传感器507的出口压力值，记录电流和压力值并绘制比例压力阀的电流-压力特性曲线。
本发明测试比例压力阀输入阶跃响应特性的方法如下：
打开第一截止阀503、第三截止阀511，关闭第二截止阀513、第四截止阀509，通过入口压力传感器504读取进口压力数值；向比例压力阀207施加预定信号，当比例压力阀的阀口打开，气体经比例压力阀的工作口进入负载气瓶8；通过出口压力传感器507读取出口压力值，通过流量传感器508记录流过的流量；主机6记录压力、流量变化和比例压力阀的响应时间；试验结束后，先关闭第一截止阀503，切断气源，再打开第四截止阀509，使气罐512中的气体排到空气中，消声器510可以降低排气时的噪音；并同时打开第二截止阀513，将阀中多余气体的排入大气。
本发明进行压力-流量特性试验的方法如下：
打开第一截止阀503、第二截止阀513、第四截止阀509，关闭第三截止阀511；将供气压力稳定在额定输入压力，为被测比例压力阀施加电流，稳定后记录比例压力阀的出口压力值；调节控制节流阀514，使流量从零增加到最大值，同时记录流量传感器508的流量值和比例压力阀的出口压力值；再将流量从最大值减小到零，同时记录流量值和比例压力阀的出口压力值，并绘制比例阀的压力-流量特性曲线。
本发明进行比例压力阀耐久性试验的方法如下：
打开第一截止阀503、第二截止阀513，关闭第三截止阀511、第四截止阀509；将供气压力稳定在额定输入压力，并将控制节流阀514阀口完全开放；使被测比例压力阀的输入电流周期性变化，以使比例压力阀的阀口以设定的动作频率周期性地开闭；在测试过程中对比例压力阀的进出口压差进行周期性自检，当检测到压差出现异常或者完成设定的动作次数后停止测试，并对被测比例压力阀进行失效分析，记录比例压力阀的正常开闭次数，即为比例压力阀的寿命。
本发明进行比例压力阀密封性试验的方法如下：
打开第一截止阀503、第二截止阀513，关闭第三截止阀511、第四截止阀509，将供气压力稳定在额定输入压力，并将控制节流阀514阀口完全开放；为被测比例压力阀施加一定的电流，稳定后测得比例压力阀的出口压力值，经过保压预定时间后，再次读取比例压力阀的出口压力值，由于泄漏，两次压力值存在差值，根据此差值计算出比例压力阀的泄漏量。
Claims (11)
1.一种气动比例压力阀试验装置，其特征在于：包括试验台，试验台上设置有两个阀试验工装（2、3），阀试验工装（2、3）上分别设置有多个传感器，传感器用于采集比例压力阀的流量信号和压力信号；试验台上还设置有显示器（1），显示器（1）通过电缆线连接主机（6）；主机（6）上设置有数据采集卡，数据采集卡的输入端口通过信号线分别连接阀试验工装（2、3）上的传感器；
数据采集卡的输出端口通过信号线连接控制电路组件（7）；
控制电路组件（7）通过信号线连接气路组件（5）；气路组件（5）连接负载气瓶（8），负载气瓶（8）用于模拟负载；
控制电路组件（7）设置有直流电源输出模块，用于提供比例压力阀的输入电流；控制电路组件（7）设置有电源开关（4）；
设置于阀试验工装（2、3）上的传感器采集试验数据并传送至数据采集卡，数据采集卡通过输出端口输出信号对控制电路组件（7）的继电器开关和控制节流阀（514）进行控制；控制电路组件（7）的继电器开关控制电磁阀的开关，电磁阀控制气路组件（5）的截止阀的动作以及阀试验工装（2、3）的气缸（203）的动作；控制节流阀（514）接收数据采集卡的电信号控制阀口开闭大小。
2.根据权利要求1所述的气动比例压力阀试验装置，其特征在于：所述阀试验工装（2、3）包括连接底板（201），连接底板（201）通过支柱（202）连接工作台面（206）；支柱（202）穿过工作台面（206）后与顶板（208）连接；
连接底板（201）上设置所述气缸（203），气缸（203）的活动端连接气路块（204）；气路块（204）与工作台面（206）固定连接；工作台面（206）用于安装待测的比例压力阀（207）；
气路块（204）上设置有排气孔（212）、出气孔（213），比例压力阀（207）的工作口连接出气孔（213），出气孔（213）通过管线连接负载气瓶（8）；比例压力阀（207）的排气口连接排气孔（212）；顶板（208）上设置有进气口（214），进气口（214）通过过滤器与气源相连，为比例压力阀（207）提供稳定的压力源；工作时，进气口（214）连通比例压力阀（207）的进气孔；
气路块（204）的两端分别设置有管接头（211）；
负载气瓶（8）通过另一管线连接排气孔（212），排气孔（212）经管线与管接头（211）相连，进行排气。
3.根据权利要求2所述的气动比例压力阀试验装置，其特征在于：所述工作台面（206）的一端设置有定位安装块（210）；定位安装块（210）能够在气缸（203）动作之前根据比例压力阀的尺寸调节距离，确保比例压力阀的各气孔对准气路块（204）上的各气孔，以保证比例压力阀正常工作。
4.根据权利要求2所述的气动比例压力阀试验装置，其特征在于：所述进气口（214）、排气孔（212）、出气孔（213）和管接头（211）处设置有密封圈防止泄露以保证密封。
5.根据权利要求1或2所述的气动比例压力阀试验装置，其特征在于：所述气路组件（5）为两套，分别与两个阀试验工装（2、3）连接；每套气路组件（5）包括气源（501），气源（501）经过滤器（502）连接上游管线，通过上游管线的第一截止阀（503）连接比例压力阀（207）；比例压力阀（207）的上游设置有入口压力传感器（504）；
比例压力阀（207）的工作口通过试验台的出气孔（213）和下游管线连接控制节流阀（514）、流量传感器（508）、出口压力传感器（507），下游管线上并联有消声器（510）、气罐（512），消声器（510）所在支路上设置有第四截止阀（509），气罐（512）所在支路上设置有第三截止阀（511）；
比例压力阀（207）的排气口通过试验台的排气孔（212）与设置于下游管线上的消音器（506）连接；消音器（506）所在支路上设置有第二截止阀（513）。
6.根据权利要求5所述的气动比例压力阀试验装置，其特征在于：所述控制电路组件（7）发送信号至气缸（203），气缸（203）接收到信号后开始动作，气缸（203）带动气路块（204）上移，从而带动设置于工作台面（206）上的比例压力阀（207）动作，使比例压力阀（207）顶压在顶板（208）上，比例压力阀（207）的进气口即与试验台上的进气口（214）连通；来自气源（501）的气体经过滤器（502）的净化后为比例压力阀（207）提供干净稳定的气源；气路中的各截止阀（503、509、511、513）接收到控制电路组件（7）的继电器的电信号进行动作，控制节流阀（514）接收数据采集卡的电信号进行动作，流量传感器（508）、压力传感器（504、507）将采集到的数据分别传回给主机（6）。
7.根据权利要求5所述的气动比例压力阀试验装置，其特征在于：所述气动比例压力阀试验装置测试比例压力阀的电流-压力特性的方法为：
打开第一截止阀（503）、第二截止阀（513）、第三截止阀（511），关闭第四截止阀（509），将供气压力稳定在额定输入压力，并将控制节流阀（514）阀口完全开放；向比例压力阀（207）施加从零到最高的电流，记录出口压力传感器（507）的出口压力值；再将电流由最高减为零，记录出口压力传感器（507）的出口压力值，记录电流和压力值并绘制比例压力阀的电流-压力特性曲线。
8.根据权利要求5所述的气动比例压力阀试验装置，其特征在于：所述气动比例压力阀试验装置测试输入阶跃响应特性的方法为：
打开第一截止阀（503）、第三截止阀（511），关闭第二截止阀（513）、第四截止阀（509），通过入口压力传感器（504）读取进口压力数值；向比例压力阀（207）施加预定信号，当比例压力阀的阀口打开，气体经比例压力阀的工作口进入负载气瓶（8）；通过出口压力传感器（507）读取出口压力值，通过流量传感器（508）记录流过的流量；主机（6）记录压力、流量变化和比例压力阀的响应时间；试验结束后，先关闭第一截止阀（503），切断气源，再打开第四截止阀（509），使气罐（512）中的气体排到空气中，消声器（510）可以降低排气时的噪音；并同时打开第二截止阀（513），将阀中多余气体的排入大气。
9.根据权利要求5所述的气动比例压力阀试验装置，其特征在于：所述气动比例压力阀试验装置进行压力-流量特性试验的方法为：
打开第一截止阀（503）、第二截止阀（513）、第四截止阀（509），关闭第三截止阀（511）；将供气压力稳定在额定输入压力，为被测比例压力阀施加电流，稳定后记录比例压力阀的出口压力值；调节控制节流阀（514），使流量从零增加到最大值，同时记录流量传感器（508）的流量值和比例压力阀的出口压力值；再将流量从最大值减小到零，同时记录流量值和比例压力阀的出口压力值，并绘制比例阀的压力-流量特性曲线。
10.根据权利要求5所述的气动比例压力阀试验装置，其特征在于：所述气动比例压力阀试验装置进行耐久性试验的方法为：
打开第一截止阀（503）、第二截止阀（513），关闭第三截止阀（511）、第四截止阀（509）；将供气压力稳定在额定输入压力，并将控制节流阀（514）阀口完全开放；使被测比例压力阀的输入电流周期性变化，以使比例压力阀的阀口以设定的动作频率周期性地开闭；在测试过程中对比例压力阀的进出口压差进行周期性自检，当检测到压差出现异常或者完成设定的动作次数后停止测试，并对被测比例压力阀进行失效分析，记录比例压力阀的正常开闭次数，即为比例压力阀的寿命。
11.根据权利要求5所述的气动比例压力阀试验装置，其特征在于：所述气动比例压力阀试验装置进行密封性试验的方法为：
打开第一截止阀（503）、第二截止阀（513），关闭第三截止阀（511）、第四截止阀（509），将供气压力稳定在额定输入压力，并将控制节流阀（514）阀口完全开放；为被测比例压力阀施加电流，稳定后测得比例压力阀的出口压力值，经过保压预定时间后，再次读取比例压力阀的出口压力值，由于泄漏，两次压力值存在差值，根据此差值计算比例压力阀的泄漏量。
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