CN104677627A - 电动式安全阀在线检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于安全阀性能检测技术领域，尤其涉及一种电动式安全阀在线检测系统，由机械夹具、电动式提升机构、电动机驱动控制单元、数据采集分析单元四部分组成。机械夹具用于连接安全阀并支撑电动式提升机构，直流电动机经减速器带动丝杠旋转，通过丝杠螺母实现安全阀杆提升，从而开启安全阀。数据采集分析系统测量开启过程的拉力及声音变化，并实时显示、存储数据，由软件根据声传感器的信号自动判定安全阀是否开启，记录开启拉力值，计算出安全阀的开启压力。系统通过交直流适配器，采用直流电源供电，配置充电电池，可应用于不能提供市电电源的工况环境。系统具有结构紧凑、重量轻、安装方便的特点。

Description

电动式安全阀在线检测系统

技术领域

本发明属于安全阀性能检测技术领域，尤其涉及一种电动式安全阀在线检测系统。

背景技术

安全阀是锅炉、管道、压力容器等承压类设备的重要安全附件，其作用是防止设备发生超压破坏，确保压力系统的安全运行。安全阀在运行过程中，受压力、温度及腐蚀等影响，整定压力和密封性能会发生改变，因此，国家标准及各行业标准均规定安全阀必须至少一年一检。

安全阀开启压力检测目前有离线检测和在线检测两种方式。离线检测是需要在设备停车的条件下将安全阀拆下并送到专门的检验台进行检测，这种方法费时费力，而且影响生产。在线检测不需要让设备停车即可对安全阀开启压力进行测量，其原理是通过设备本身升压或外部加压使安全阀起跳，从而确定安全阀整定压力的检测方法。其中，通过设备本身升压检测是由系统内部升压至安全阀开启压力，打开安全阀实现开启压力测量的方法，此方法对于大部分压力设备不能实施，而且会对安全阀造成不必要的损害。通过外部加压使安全阀起跳进行开启压力检测的方法目前在安全阀在线检测系统中广泛使用。目前使用的在线检测系统或仪器多采用液压系统作为开启机构，存在着机械结构复杂笨重，行程控制精度低的缺点，并且由于液压件易老化、泄漏等大大降低了产品寿命与可靠性。

发明内容

为了解决目前安全阀性能检测所存在的问题，提供一种安全可靠、结构紧凑，操作方便的安全阀性能检测系统，本发明提出了一种电动式安全阀在线检测系统，包括：

机械夹具、电动式提升机构、电动机驱动控制单元和数据采集分析单元；其中，机械夹具由夹紧组件，两根立柱和轴承架组成；电动式提升机构由直流电动机、减速器、丝杠螺母、卡盘、螺纹适配器、安全阀杆、丝杠和固定架组成；电动机驱动控制单元包括电动机驱动器、交直流适配器、充电电池；数据采集分析单元由拉力传感器、声音传感器、数据采集卡、笔记本电脑组成；

其中，夹紧组件固定在安全阀顶部，并夹紧安全阀，夹紧组件上固定两根立柱，两根立柱的上部与轴承架固定；轴承架上安装有直流电动机和减速器，直流电动机通过减速器与丝杠相连；固定架的两端与两根立柱接触并可上下移动，固定架的中间与丝杠螺母固定，用于防止丝杠螺母旋转；丝杠螺母通过拉力传感器与卡盘相连；螺纹适配器安装在安全阀杆上，卡盘通过提升螺纹适配器实现安全阀开启；

电动机驱动控制单元分别与数据采集分析单元和直流电动机相连；

声音传感器安装在卡盘上，拉力传感器、声音传感器通过数据采集卡和笔记本电脑相连。

所述交直流适配器与市电相连，交直流适配器分别与电动机驱动器和充电电池相连，电动机驱动器与直流电动机相连。

所述笔记本电脑与电动机驱动器相连，控制直流电动机正转带动安全阀杆提升，并实时测量、显示、存储拉力传感器和声音传感器数据，通过声音传感器信号自动判别安全阀起跳点，实现安全阀开启压力的自动准确识别，安全阀起跳后，自动控制电机反转，安全阀杆复位。

所述声音传感器监测高压气流通过安全阀微启时的缝隙产生的音频激荡，笔记本电脑里的数据分析软件根据声音传感器的信号判定安全阀是否开启，记录此时的拉力传感器的拉力值，并根据安全阀的参数和安全阀系统的当前工作压力，计算出安全阀的开启压力。

本发明与现有技术相比，其优点为：

1)采用直流电动机通过丝杠螺母机构实现安全阀的提升开启，结构简单、精度高、易于实现自动控制。与液压式仪器相比大大减少了在线检测系统的重量，便于现场的安装与拆卸。

2)系统通过交直流适配器，采用直流电源供电，配置充电电池，可应用于不能提供市电电源的工况环境。

3)系统实时测量、显示、存储传感器数据，系统通过声音传感器信号自动判别安全阀起跳点，实现安全阀开启压力的自动准确识别，起跳后，系统自动控制电机反转，阀杆复位。在完成机械夹具安装后，全部检测过程均为自动控制，提高了检测精度，避免了人为因素影响。

附图说明

图1为电动式安全阀在线检测系统结构示意图

其中，1-电动机及减速器、2-轴承架、3-丝杠、4-丝杠螺母、5-立柱、6-螺纹适配器、7-夹紧组件、8-卡盘、9-拉力传感器、10-声音传感器、11-固定架、12-安全阀杆。

具体实施方式

本发明提出了一种电动式安全阀在线检测系统。下面结合附图，对优选实施例作详细说明。

安装：机械夹具的水平夹紧组件7固定于安全阀顶部，并夹紧安全阀；连接螺纹适配器6与安全阀杆12；电动机及减速器1固定于轴承架2上，并与丝杠3相连接，丝杠螺母4、拉力传感器9、卡盘8通过丝杠螺母与丝杠连接；通过两根立柱5将以上部分安装于水平夹紧组件7。

拉力施加过程：启动电动机，通过减速器带动丝杠3做旋转运动，带动丝杠螺母4、拉力传感器9、卡盘8向上运动，卡盘8通过螺纹适配器6拉动安全阀杆12实现提升，并逐步开启安全阀。开启过程中，固定架11用于防止丝杠螺母旋转。

数据采集分析过程：拉力传感器9用于测量开启过程的拉力值，声音传感器10用于监测安全阀开启过程的声音变化。传感器信号通过数据采集卡传输到笔记本电脑，并实时显示、存储数据。当安全阀开启时，声音传感器监测到高压气流通过安全阀微启的缝隙产生的音频激荡，数据分析软件根据声音传感器的信号判定安全阀是否开启，记录此时的拉力值，并根据安全阀的参数和安全阀系统的当前工作压力，计算出安全阀的开启压力。安全阀开启后，软件控制电动机反转，实现安全阀关闭。数据分析软件根据计算出的安全阀开启压力值，判断安全阀开启压力是否满足要求。

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。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种电动式安全阀在线检测系统，其特征在于，包括：

机械夹具、电动式提升机构、电动机驱动控制单元和数据采集分析单元；其中，机械夹具由夹紧组件，两根立柱和轴承架组成；电动式提升机构由直流电动机、减速器、丝杠螺母、卡盘、螺纹适配器、安全阀杆、丝杠和固定架组成；电动机驱动控制单元包括电动机驱动器、交直流适配器、充电电池；数据采集分析单元由拉力传感器、声音传感器、数据采集卡、笔记本电脑组成；

其中，夹紧组件固定在安全阀顶部，并夹紧安全阀，夹紧组件上固定两根立柱，两根立柱的上部与轴承架固定；轴承架上安装有直流电动机和减速器，直流电动机通过减速器与丝杠相连；固定架的两端与两根立柱接触并可上下移动，固定架的中间与丝杠螺母固定，用于防止丝杠螺母旋转；丝杠螺母通过拉力传感器与卡盘相连；螺纹适配器安装在安全阀杆上，卡盘通过提升螺纹适配器实现安全阀开启；

电动机驱动控制单元分别与数据采集分析单元和直流电动机相连；

声音传感器安装在卡盘上，拉力传感器、声音传感器通过数据采集卡和笔记本电脑相连。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述交直流适配器与市电相连，交直流适配器分别与电动机驱动器和充电电池相连，电动机驱动器与直流电动机相连。

3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述笔记本电脑与电动机驱动器相连，控制直流电动机正转带动安全阀杆提升，并实时测量、显示、存储拉力传感器和声音传感器数据，通过声音传感器信号自动判别安全阀起跳点，实现安全阀开启压力的自动准确识别，安全阀起跳后，自动控制电机反转，安全阀杆复位。

4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述声音传感器监测高压气流通过安全阀微启时的缝隙产生的音频激荡，笔记本电脑里的数据分析软件根据声音传感器的信号判定安全阀是否开启，记录此时的拉力传感器的拉力值，并根据安全阀的参数和安全阀系统的当前工作压力，计算出安全阀的开启压力。