CN106092561B - 一种多功能安全阀校验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能安全阀校验装置多功能安全阀校验装置，包括：安全阀校验试验单元、测控单元、安全防护单元；安全阀校验试验单元包括高压针阀、储气罐、手动调压阀、高压过滤器、比例减压阀、电气比例阀、第一电磁阀、第二电磁阀、常闭气控球阀、常开气控球阀，以及安全校验工位，安全校验工位用于安装待测安全阀；测控单元包括控制器、压力传感器、流量计、位移传感器；安全防护单元用于实验过程中自动泄压。本发明能够进行整定压力偏差试验、密封性试验、排放压力试验、启闭压差试验、开启高度试验和排量及排量系数试验等多项试验，自动化程度高，功能全面、安全可靠、维护方便、操作简单、测试计数准确。

Description

一种多功能安全阀校验装置

技术领域

本发明涉及阀门试验技术领域，具体涉及一种多功能安全阀校验装置。

背景技术

公称通径≤10mm的安全阀传统的校验试验参照安全阀国家标准(GB/T 12243-2005弹簧直接载荷式安全阀)进行，对于整定压力、密封性试验等需要将阀浸入水中操作和测试，极不方便，特别是开启高度试验需要使用极其复杂的工装进行测试，且安全风险较大。而据查询专利显示，目前半自动或自动的安全阀校验台基本只具备整定压力校验试验功能，功能单一。

发明内容

针对目前存在的问题或改进需求，本发明提供了一种多功能安全阀校验装置，适用于公称通径≤10mm的安全阀的整定压力偏差试验、密封性试验、排放压力试验、启闭压差试验、开启高度试验和排量及排量系数试验等多项试验测试。其优势在于，技术先进、功能全面、安全可靠、维护方便、操作简单、测试计数准确。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案包括：安全阀校验试验单元、测控单元、安全防护单元；

安全阀校验试验单元包括高压针阀、储气罐、手动调压阀、高压过滤器、比例减压阀、电气比例阀、第一电磁阀、第二电磁阀、常闭气控球阀、常开气控球阀，以及安全校验工位，安全校验工位用于安装待测安全阀；

测控单元包括控制器、压力传感器、流量计、位移传感器；

安全防护单元包括安全阀，安全阀连接储气罐，用于实验过程中储气罐超压时自动泄压；

高压针阀、储气罐、高压过滤器、比例减压阀、常闭气控球阀、流量计、安全校验工位通过管路依次连接构成主测管路；在流量计和安全校验工位之间的主测管路上设有压力传感器，且分出一个泄压管路，泄压管路上设有常开气控球阀；高压针阀和储气罐之间的主测管路上分出一条低压用气管路，低压用气管路上依次设有手动调压阀、电气比例阀，电气比例阀连接比例减压阀；第一电磁阀连接常闭气控球阀和低压用气管路，第一电磁阀与低压管路的连接点位于电气比例阀和手动调压阀之间；第二电磁阀连接常开气控球阀和低压用气管路，第二电磁阀与低压管路的连接点位于电气比例阀和手动调压阀之间；

测控单元用于控制安全阀校验试验单元的工作以及各仪表测试数据的记录与处理，其中，控制器分别连接电气比例阀、第一电磁阀、第二电磁阀、压力传感器以及位移传感器，位移传感器与待测安全阀的阀芯连接。

进一步地，安全防护单元还包括手动泄压阀，手动泄压阀与常开气控球阀并联，用于实验结束后手动泄压。

进一步地，安全阀与储气罐之间设有第一高压表，用于监测储气罐的压力并将检测数据反馈给控制器，控制器根据第一高压表的反馈结果控制安全阀的自动泄压动作。

进一步地，储气罐上设有排气阀，用于实验结束后对储气罐手动排气。

进一步地，低压用气管路上手动调压阀的输出端设有低压表，用于监测低压用气管路的气压。

进一步地，压力传感器连接有数显表，用于实时显示压力传感器的测试值。

进一步地，流量计和压力传感器之间的主测管路上设有第二高压表，用于监测主测管路的压力值。

进一步地，所述安全防护单元还包括急停控制按钮，当试验出现异常现象时，按下急停按钮，常闭气控球阀闭合，常开气控球阀打开进行泄压。

进一步地，还包括安装柜体，安装柜体包括控制柜、操作柜，控制单元集成于控制柜内，安全校验工位设于操作柜内，控制柜与操作柜之间用电缆进行通讯连接，操作柜设有对应安全校验工位的舱门以及对应安装各检测仪表的窗口，便于操作和观察。

进一步地，测控单元包括触控显示屏，用于显示各仪表检测数据以及向控制器发送指令。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明较现有设备技术先进，适用于公称通径≤10mm的安全阀的整定压力偏差试验、密封性试验、排放压力试验、启闭压差试验、开启高度试验和排量及排量系数试验等多项试验测试。自动化程度高，功能全面、安全可靠、维护方便、操作简单、测试计数准确。

附图说明

图1是本发明多功能安全阀校验装置原理图；

图2是本发明中安装柜体结构简图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：高压针阀1、安全阀2、第一高压表3、储气罐4、手动调压阀5、排气阀6、低压表7、高压过滤器8、比例减压阀9、电气比例阀10、第一电磁阀11、第二电磁阀12、常闭气控球阀13、常开气控球阀14、手动泄压阀15、流量计16、第二高压表17、压力传感器18、数显表19、微小机械式位移传感器20、测控单元21。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种多功能安全阀校验装置，参见图1，包括安全阀校验试验单元、测控单元21、安全防护单元及安装柜体。其中校验试验单元用于给待校验的安全阀提供压力稳定可控、洁净的压缩空气；沿管路设置高压针阀1，用于控制进气通断；高压针阀1出口连接6L的储气罐4，该储气罐4起缓冲稳压作用，利用布置在管路上的第一高压表3监测储气罐4压力值，储气罐4安装有排气阀6用于试验结束后的储气罐4手动排气；储气罐4与手动调压阀5连接，手动调压阀5出口压力范围为0～1MPa，作为比例减压阀9、常闭气控球阀13和常开气控球阀14控制用低压气；储气罐通过高压过滤器8、比例减压阀9、常闭气控球阀13、流量计16与安全阀校验工位相连；通过测控单元21控制电气比例阀10为比例减压阀9提供低压气，从而驱动比例减压阀9为校验系统提供准确的气压，第一电磁阀11和第二电磁阀12分别控制常闭气控球阀13和常开气控球阀14的通断；管路系统设置有第二高压表17、压力传感器18和数显表19等进行压力监测，还设置有常开气控球阀14，用于管路排放泄压；测控单元21为自动循环控制系统，操作液晶显示屏(未图示)选择相关试验项目，输入基础数据后可以自动开始试验并记录存盘，其中压力传感器18和流量计16采集信号，位移传感器20(本实施例采用微小机械式位移传感器)感应待校验的安全阀阀芯位移信号提供触发信号，控制器(未图示，本实施例采用PLC控制器)和电缆用于控制和通讯。安全防护单元保护系统安全，提高设备安全性，包括安全阀2、手动泄压阀15、急停控制按钮(未图示)等，当系统超压时，安全阀2进行排放；当试验完毕时，可以操作手动泄压阀15进行系统压力泄放；当试验出现异常现象时，按下急停按钮，系统泄压，系统处于安全保护状态。急停按钮的控制方案的一个实施方式为：正常实验进行过程中，常闭气控球阀13打开，常开气控球阀14关闭，操作者观察到第二高压表17的压力超标，按下急停按钮，常闭气控球阀13关闭，将主测管路前后截断，使整个系统处于临时保护状态，如果此时储气罐4压力过高，安全阀2也会自动泄压，常开气控球阀14打开，对主测管路后半部分泄压，安全校验工位停止工作，便于检查异常原因。

安装柜体(安装柜体结构简图见图2)用于安装阀门和管路，提供机械、电气接口和操作工位，包括控制柜、操作柜两部分，便于隔离操作，提高设备安全性，两者之间用电缆进行通讯连接；操作柜安装待校验的安全阀工位部分为带舱门结构，便于操作和观察。为绘图清楚简明，图中一些仪器、仪表、阀门等与控制器之间常规的线缆连接未图示。

通过选择测试界面简图上各项试验项目名称可以进行相应的试验测试，安全阀校验试验原理如下。

整定压力偏差试验：在工位上安装好待校验的安全阀，打开高压针阀1，校验试验单元进气，操作测试界面设定微小机械式位移传感器20零位、安全阀2开启高度0.05mm(达到整定压力待校验的安全阀微小泄漏，待校验的安全阀阀芯位移微小)和比例减压阀9的升压速率，点击开始试验按钮，测控单元21控制比例减压阀9工作给待校验的安全阀按设定速率供气，当待校验的安全阀阀芯微小动作即阀芯位移达到0.05mm，微小机械式位移传感器20发出信号，测控单元21控制比例减压阀9停止供气，测控单元21通过待校验的安全阀前得压力传感器18监测并记录当前压力值，当前压力值即待校验的安全阀的整定压力。

密封性试验：点击测试界面“密封性试验”按钮进行密封性试验，设定试验压力为90％整定压力，设定比例减压阀9的升压速率，点击开始试验按钮，测控单元21控制比例减压阀9工作给待校验的安全阀22按设定速率供气，当压力达到90％整定压力时，测控单元21控制比例减压阀9停止供气，测控单元21通过待校验的安全阀22前的压力传感器18监测当前压力值，时间为3min，一旦监测截面显示有压降，则判断该待校验的安全阀泄漏，试验压力没有下降则判断待校验的安全阀密封性合格，试验结束。

排放压力试验：点击测试界面“排放压力试验”按钮进行排放压力试验，设定比例减压阀9的升压速率，点击开始试验按钮，测控单元21控制比例减压阀9工作给待校验的安全阀按设定速率供气至待校验的安全阀开启，1min后测控单元21通过待校验的安全阀前得压力传感器18监测当前压力值并记录其中最大值，即排放压力。

启闭压差试验：点击测试界面“启闭压差试验”按钮进行启闭压差试验，设定比例减压阀9的升压速率，点击开始试验按钮，测控单元21控制比例减压阀9工作给待校验的安全阀按设定速率供气至待校验的安全阀开启，比例减压阀9停止供气，测控单元21通过待校验的安全阀前得压力传感器18监测当前压力值，如果当前压力值1min内无变化，则判断待校验的安全阀已经回座，测控单元21记录当前值并与整定压力计算差值即为启闭压差。

开启高度试验：点击测试界面“开启高度试验”按钮进行开启高度试验，设定微小机械式位移传感器20零位，设定压力为排放压力，设定比例减压阀9的升压速率，点击开始试验按钮，测控单元21控制比例减压阀9工作给待校验的安全阀按设定速率供气至待校验的安全阀开启，30s记录微小机械式位移传感器20监测位移值，与零位值计算差值即为开启高度值。

排量及排量系数试验：点击测试界面“开启高度试验”按钮进行开启高度试验，设定压力为排放压力，设定比例减压阀9的升压速率，点击开始试验按钮，测控单元21控制比例减压阀9工作给待校验的安全阀按设定速率供气至待校验的安全阀开启30s，流量计16记录当前排量即实际排量，实际排量与理论排量的比值即为排量系数。

由此可见，本多功能安全阀校验装置可以自动完成多项试验，且监测记录数据准确，设备安全性高，本发明较现有设备技术先进，自动化程度高，所以功能全面、安全可靠、维护方便、操作简单、测试计数准确。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能安全阀校验装置，其特征在于，包括：安全阀校验试验单元、测控单元、安全防护单元；

安全阀校验试验单元包括高压针阀(1)、储气罐(4)、手动调压阀(5)、高压过滤器(8)、比例减压阀(9)、电气比例阀(10)、第一电磁阀(11)、第二电磁阀(12)、常闭气控球阀(13)、常开气控球阀(14)，以及安全校验工位，安全校验工位用于安装待测安全阀(22)；

测控单元包括控制器、压力传感器(18)、流量计(16)、位移传感器(20)；

安全防护单元包括安全阀(2)，安全阀(2)连接储气罐(4)，用于实验过程中储气罐(4)超压时自动泄压；

高压针阀(1)、储气罐(4)、高压过滤器(8)、比例减压阀(9)、常闭气控球阀(13)、流量计(16)、安全校验工位通过管路依次连接构成主测管路；在流量计(16)和安全校验工位之间的主测管路上设有压力传感器(18)，且分出一个泄压管路，泄压管路上设有常开气控球阀(14)；高压针阀(1)和储气罐之间的主测管路上分出一条低压用气管路，低压用气管路上依次设有手动调压阀(5)、电气比例阀(10)，电气比例阀(10)连接比例减压阀(9)；第一电磁阀(11)连接常闭气控球阀(13)和低压用气管路，第一电磁阀(11)与低压管路的连接点位于电气比例阀(10)和手动调压阀(5)之间；第二电磁阀(12)连接常开气控球阀(14)和低压用气管路，第二电磁阀(12)与低压管路的连接点位于电气比例阀(10)和手动调压阀(5)之间；

测控单元用于控制安全阀校验试验单元的工作以及各仪表测试数据的记录与处理，其中，控制器分别连接电气比例阀(10)、第一电磁阀(11)、第二电磁阀(12)、压力传感器(18)以及位移传感器(20)，位移传感器(20)与待测安全阀(22)的阀芯连接；在进行整定压力偏差试验时，控制器控制安全阀(2)开启至待测安全阀(22)的微小泄漏高度，然后控制比例减压阀(9)按设定速率给待测安全阀(22)供气，当待测安全阀(22)达到微小泄漏高度，控制器接收到位移传感器(20)的信号，控制比例减压阀(9)停止供气，并通过压力传感器(18)获得待测安全阀(22)的整定压力。

2.根据权利要求1所述的一种多功能安全阀校验装置，其特征在于，安全防护单元还包括手动泄压阀(15)，手动泄压阀(15)与常开气控球阀(14)并联，用于实验结束后手动泄压。

3.根据权利要求1所述的一种多功能安全阀校验装置，其特征在于，安全阀(2)与储气罐(4)之间设有第一高压表(3)，用于监测储气罐(4)的压力并将检测数据反馈给控制器，控制器根据第一高压表(3)的反馈结果控制安全阀(2)的自动泄压动作。

4.根据权利要求3所述的一种多功能安全阀校验装置，其特征在于，储气罐(4)上设有排气阀(6)，用于实验结束后对储气罐(4)手动排气。

5.根据权利要求1所述的一种多功能安全阀校验装置，其特征在于，低压用气管路上手动调压阀(5)的输出端设有低压表(7)，用于监测低压用气管路的气压。

6.根据权利要求1所述的一种多功能安全阀校验装置，其特征在于，压力传感器(18)连接有数显表(19)，用于实时显示压力传感器(18)的测试值。

7.根据权利要求6所述的一种多功能安全阀校验装置，其特征在于，流量计(16)和压力传感器(18)之间的主测管路上设有第二高压表(17)，用于监测主测管路的压力值。

8.根据权利要求1所述的一种多功能安全阀校验装置，其特征在于，所述安全防护单元还包括急停控制按钮，当试验出现异常现象时，按下急停按钮，常闭气控球阀(13)闭合，常开气控球阀(14)打开进行泄压。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种多功能安全阀校验装置，其特征在于，还包括安装柜体，安装柜体包括控制柜、操作柜，控制单元集成于控制柜内，安全校验工位设于操作柜内，控制柜与操作柜之间用电缆进行通讯连接，操作柜设有对应安全校验工位的舱门以及对应安装各检测仪表的窗口，便于操作和观察。

10.根据权利要求9所述的一种多功能安全阀校验装置，其特征在于，测控单元包括触控显示屏，用于显示各仪表检测数据以及向控制器发送指令。