CN106885694B - 一种空气阀性能测试装置及空气阀性能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于阀门性能测试技术领域，具体涉及一种空气阀性能测试装置，包括鼓风机、被测阀安装座一、流量计，鼓风机和流量计管道连接形成气流回路，被测阀安装座一设在鼓风机与流量计间，鼓风机吸风口设三通管；被测阀安装座一与鼓风机间设排气口，排气口与被测阀安装座一间设换向阀一；三通管与流量计间设有被测阀安装座二，被测阀安装座二与鼓风机间设换向阀二；被测阀安装座一、被测阀安装座二与气流管道间分别设有换向阀三与换向阀四；被测阀安装座一、被测阀安装座二上分别设有压力变送器一和压力变送器二。本装置采用稳态气源进行测试，颠覆常规瞬态气源测试理念，且在一套装置中进行吸、排气测试，降低装置制作成本，能提供精确评估结果。

Description

一种空气阀性能测试装置及空气阀性能测试方法

技术领域

本发明涉及阀门性能测试技术领域，具体地，涉及一种采用稳态气源对空气阀进行吸气性能测试和排气性能测试的测试装置，本发明同时还涉及使用所述测试装置对空气阀性能进行测试的测试方法。

背景技术

空气阀是一种在管道空管充水时实现快速排气且在管道内产生负压时又能快速进气的阀门装置，它同时具备大、小进排气孔，在工作压力下可排出管道中集结的微量空气，主要用于缓解或消除长距离输水工程因负压而造成的断流弥合水锤，已成为长距离输水工程中的重要设备。

在泵站的压力水箱高点及各输水管道上的安装空气阀，用于输水管道初期充水、管路定期检修后充水时将输水管道内的空气往外排出，避免压力波动；在输水管道产生水锤出现负压时，空气阀开启，令管道外空气进入管道，以免在管道内产生较大的负压，起到保护作用；管道系统运行时，当管道内因压力或温度变化而使溶于水中的空气被释放出来时，空气阀将其及时排出，防止管道中形成气囊而影响管道系统的运行。

空气阀在出厂时需要经过多道检验工序以保证其合格性，《中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T 217-2005》及《给水管道复合式高速进排气阀CJ/T 217-2013》均对空气阀的出厂检验制定了相应标准，其中重点强调了空气阀的吸气性能和排气性能，现有技术中，空气阀的吸排气性能测试均采用瞬态气流进行，

气体在阀门内的流动状态可分为稳态和瞬态两类，稳态流动是阀门气流流动的基本状态，瞬态流动则是稳态气流流动受到破坏引起的，如阀的开闭等原因而发生瞬变。

然而，对空气阀进行瞬态气源的性能测试，是在采用纯水进行测试时，往管道里突然充入一股气流，来模拟实际工况，该股气流的压力大小是可变的，不可能一直维持在一个压力值，因此该瞬态气源条件下得到的各种物理参数是瞬时的，而得不到空气阀的整个工作过程中的工作性能参数，无法得到衡量空气阀真实性能的指标，阀门试验时，且由于阀门结构及开度不同，将导致阀门上下游管道内流场的不均匀，阀门上下游必须有足够长的管道确保气流在管道内逐渐恢复稳定，管道内气流稳定位置处布置压力测点才能获得准确的测试结果。

此外，现有技术中空气阀的吸气和排气性能测试采用两套设备进行，无法实现在一套设备上实现较精确的、吸气和排气性能测试一体化的功能，因此本发明根据空气阀的工程运用需求，设计了一种利用稳态气源对空气阀进行测试的吸排气性能测试装置。

发明内容

本发明解决的技术问题在于针对现有技术的缺陷，提供一种可靠性高、结构简单、易于操作的且全程采用稳态气源进行性能测试的空气阀性能测试装置。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种操作简单方便、能精确测试空气阀的吸、排气性能的测试方法。

本发明的技术方案如下：

一种空气阀性能测试装置，包括鼓风机、被测阀安装座一、流量计，所述鼓风机和流量计通过管道连接形成气流回路，所述被测阀安装座一设置在鼓风机出风口与流量计之间，所述鼓风机吸风口连接有三通管；所述被测阀安装座一与鼓风机之间具有排气口，所述排气口与被测阀安装座一之间设置换向阀一。

还包括设置在所述三通管与流量计之间的被测阀安装座二，所述被测阀安装座二与鼓风机之间具有换向阀二；所述被测阀安装座一、被测阀安装座二与气流回路管道之间分别设有换向阀三与换向阀四；所述被测阀安装座一、被测阀安装座二上分别设有压力变送器一和压力变送器二用于测量被测阀入口压力。

所述三通管具有与外界连通的出口，出口设有可开闭结构。

所述排气口上具有可开闭结构。

所述装置设置两个被测阀安装座，根据空气阀性能试验需求选取安装位置，当需测试空气阀吸气性能试验时，空气阀安装在被测阀安装座一上，当需做排气性能试验时，空气阀安装在被测阀安装座二上；空气阀安装到位后，通过对相关换向阀进行开闭操作，使所述装置形成一条吸气管路或排气管路，通过调整鼓风机的流量，得到被测阀入口处不同的压力值，在不同压力值条件下读取流量计的流量值即可对空气阀进行相关吸排气性能分析。

进一步地，所述被测阀安装座一包括法兰变径管一和法兰直管一，所述被测阀安装座二包括法兰变径管二和法兰直管二，所述法兰直管一和法兰直管二一端用于安装被测阀，所述法兰变径管一、法兰变径管二的小端分别与法兰直管一和法兰直管二连接，所述法兰变径管一和法兰变径管二与气流管道相接。

法兰变径管一和法兰变径管二的设置一方面是因为被测阀口径较小，而气流管道的管径大；另一方面在做排气性能测试时，流向被测阀的气流经由法兰变径管二变径，到达被测阀入口的压力将处于稳流状态。

更进一步地，所述法兰变径管一和法兰变径管二的锥度小于或等于15°，在该角度范围内所述测试装置能最大限度地控制汽蚀，优选地，该锥度为15°。

具体地，所述法兰直管一和法兰直管二上均设置有取压口，所述压力变送器一和压力变送器二通过取压口分别设置在法兰直管一和法兰直管二上，在取压口的位置周围还焊接有锁固压力变送器一和压力变送器二的凸台，优选地，为保证压力变送器一和压力变送器二与取压口的连接稳固性，所述压力变送器一和压力变送器二分别垂直于法兰直管一和法兰直管二设置。

具体地，所述三通管的设置使得所述鼓风机可以在吸气测试和排气测试中对气流的吸入方向进行任意切换，吸气试验时，三通管上的可开闭结构关闭，鼓风机从气流管道中吸气，排气试验时，三通管上的可开闭结构打开，鼓风机从外界吸气。

进一步地，所述鼓风机为罗茨鼓风机，罗茨鼓风机在很宽的压力范围内，具有稳定的大抽速，能迅速排出体内气体；且罗茨鼓风机设计先进，结构合理，转子间及转子与泵体间均有间隙，互不接触，不用润滑，摩擦损失小，可用较低的动力获得较大的抽速，有显著的节能效果。

进一步地，所述鼓风机由变频器进行驱动，变频器置于变频器控制柜内。

进一步地，所述换向阀一、换向阀二、换向阀三和换向阀四采用蜗轮法兰式蝶阀。

进一步地，所述可开闭结构可为法兰盖或换向阀，优先选用换向阀，所述可开闭结构为蜗轮法兰式蝶阀，可实现对三通管出口或排气口进行高效地、精确地开闭操作。

进一步地，为辅助所述鼓风机的流量调节，使被测阀入口处的压力得到更好地控制，所述换向阀一与被测阀安装座一之间设有调节装置。

具体地，所述调节装置为设于气流管道上的节流支路一，所述节流支路一与外界连通，所述节流支路一上设有节流元件一，通过调节节流元件一可使进入流量计的气流流量变化。

更进一步地，所述节流支路一上还设有节流支路二，所述节流支路二上具有节流元件二，所述节流支路二连通所述节流元件一两端的管道。

具体地，将所述节流支路一设置为粗调节流支路，所述节流支路二为微调节流支路，以便对气流进行精确控制。

更具体地，所述节流元件一起粗调作用，所述节流元件二起微调作用，优选地，所述节流元件一采用球阀，所述节流元件二采用针阀。

进一步地，为使空气阀的吸排气性能得到精确的分析判断，在所述装置对空气阀进行性能测试前需对流量计进行校准，为达到流量计的校准目的，在所述流量计两侧设置差压变送器，在所述被测阀安装座一与流量计之间设有温度传感器。

具体地，两个所述差压变送器用于测得流量计两侧的压降值以及流量计与被测阀之间的压差值；所述温度传感器用于监测流入流量计的气流的温度值。

更具体地，根据得到的压降值、压差值、温度值结合被测阀入口处的压力值，代入流量计流量标准计算公式得出流量计在该状态下的理论流量值，将记录的流量值与计算得出的理论流量值进行比对，当偏差不超过5%时，流量计即达到校准状态，可开始进行空气阀性能测试。

进一步地，所述被测阀安装座一与流量计之间还设有整流栅，所述整流栅用于对流向流量计的气流进行稳流，在试验过程中，要求气流尽可能平衡，以减少所述测试装置中零部件的振动和管道内的压力，尤其需要避免进入流量计的气流冲击较大。

具体地，所述整流栅由多根小直径的钢管均匀排列焊接在大直径钢管中，所述大直径钢管两端大小与气流管道适配。

进一步地，所述鼓风机与排气口之间设置泄压阀，用于保证所述鼓风机的安全运行，通过设定鼓风机的额定升压值，当气流管道中压力超过该额定升压值时，鼓风机即停机，泄压阀的阀瓣即充分打开及时泄压。

进一步地，所述鼓风机与气流管道的连接处采用弹性接头连接，鼓风机出风口处压力较大，使用弹性接头可起到耐压高、弹性好、降噪减震等作用，且弹性接头安装方便，使用灵活，便于拆换维修。

进一步地，为避免鼓风机出风口处因流量大等原因导致在气流管道中产生蜂鸣等噪声，可在靠近鼓风机出风口的气流管道上设置消声装置，具体地，所述消声装置的覆盖范围延伸至泄压阀连接处。

具体地，所述消声装置为包覆在所述气流管道外表面的消声材料，所述消声材料可为吸音海绵、泡沫塑料、玻璃纤维棉或工业毛毡等，优选地选用吸音海绵，可具有吸音、保温、隔热等作用。

进一步地，所述装置可使用普通的孔板流量计，优选的采用一体式孔板流量计，一体式孔板流量计具有结构简单,维修方便,性能稳定,使用可靠等优点，可为空气阀的吸、排气性能提供更加精确的参数信息。

进一步地，所述装置还包括分别与流量计、温度传感器、压力变送器一、压力变送器二和差压变送器等电连接的数据采集分析模块，所述数据采集分析模块全程参与空气阀的性能测试过程，对采集的信息及时进行分析处理，为操作者提供操作依据并最终提供精确的空气阀吸、排气性能分析报告。

进一步地，所述气流管道根据所述装置的实际布置来选择直管或弯管连接而成。

具体地，气流管道的连接在任意两根相互连接的管道直径不同时，采用变径管连接。

具体地，空气阀在做性能测试时，一般将空气阀布置为竖直方向，因此被测阀安装座一和/或被测阀安装座二中的管道可根据需要选择弯管。

所述测试装置用于做吸气性能测试时，装置内气流流向为：被测阀→被测阀安装座一→整流栅→流量计→三通管→鼓风机→泄压阀→排气口。

所述测试装置用于做排气性能测试时，装置内气流流向为：三通管→鼓风机→泄压阀→整流栅→被测阀安装座二→被测阀。

本发明同时提供一种利用所述空气阀性能测试装置对空气阀性能进行测试的测试方法，采用稳态气源进行测试，包括吸气性能测试和排气性能测试，操作步骤如下：

a.吸气性能测试

aS1.对流量计进行校准：检查各装置部件及各测量仪表是否安装到位，将被测阀安装至被测阀安装座二上，按顺序开启三通管上的可开闭结构、换向阀一、换向阀四，关闭换向阀三、换向阀二和排气口处的可开闭结构，将节流元件一和节流元件二置于调节状态，开启鼓风机，调节节流元件一和节流元件二，通过数据采集分析模块对温度传感器测得的温度值、流量计测得的流量值、差压变送器测得的流量计前后压降值、被测阀入口处的压力值以及流量计与被测阀之间的压差值进行计算得出孔板流量计在该状态下的理论流量值，并将流量计的实际流量值与理论流量值进行比对，当偏差不超过5%时，流量计为校准状态，可开始进行吸气测试，否则需调试流量计；

aS2.对空气阀进行测试：关闭换向阀四，将被测阀安装至被测阀安装座一上，按顺序开启排气口处的可开闭结构，关闭换向阀一、换向阀四以及节流元件一和节流元件二，开启换向阀三和换向阀二，关闭三通管上的可开闭结构；调节变频器，逐步增大鼓风机流量，观察被测阀处的压力变送器一测得的压力值，同时注意流量计测得的流量值，当流量值增大到趋于平稳，而压力变送器一压力值剧烈波动或突然下降，则被测阀达最大吸气量，数据采集分析模块将对相应的压力值—流量值进行记录和分析；

aS3.使aS2测试过程中被测阀入口处的压力变化，得到至少3组不同压力值下的压力值—流量值，并进行记录和分析。

aS4.测试结束，关闭鼓风机；

b.排气性能测试

bS1.对流量计进行校准：检查各装置部件及各测量仪表是否安装到位，将被测阀安装至被测阀安装座二上，按顺序开启三通管上的可开闭结构、换向阀一、换向阀四，关闭换向阀三、换向阀二和排气口处的可开闭结构，将节流元件一和节流元件二置于调节状态，开启鼓风机，调节节流元件一和节流元件二，通过数据采集分析模块对温度传感器测得的温度值、流量计测得的流量值、差压变送器测得的流量计前后压降值、被测阀入口处的压力值以及流量计与被测阀之间的压差值进行计算得出孔板流量计在该状态下的理论流量值，并将流量计的实际流量值与理论流量值进行比对，当偏差不超过5%时，流量计为校准状态，可开始进行吸气测试，否则需调试流量计；

bS2.对空气阀进行测试：调节变频器，调节鼓风机流量或通过调节节流元件一和节流元件二来调节气流流量，观察被测阀入口处的压力值变化，同时注意流量计测得的流量值，当被测阀入口处的压力值剧烈波动，而流量值趋于平稳，或者被测阀节流塞被吹起时，则被测阀达最大排气量，数据采集分析模块将对相应的压力值—流量值进行记录和分析；

bS3.空气阀微排过程记录：当达最大排气量后，被测阀开始进行节流排气，此时流量值相应减小，但压力值还在缓慢增大，数据采集分析模块将对微排结束时相应的压力值—流量值进行记录和分析；

bS4.使bS2测试过程中被测阀入口处的压力变化，得到至少3组不同压力值下的压力值—流量值，并进行记录和分析，同时对应记录bS3过程中的压力值—流量值并进行分析。

bS5.测试结束，关闭鼓风机。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述的空气阀性能测试装置，打破了现有技术关于空气阀吸、排气性能测试装置中采用瞬态气源进行测试的技术定势，利用稳态气源的平缓和小冲击性能，设计出一种利用鼓风机输出稳态气源进行测试的空气阀吸排气性能测试装置，稳态气源测试具有气源压力恒定、对测试设备无冲击等优点，本发明中采用鼓风机提供稳定气源，可保证测试过程中持续不变的压力，实现整个测试过程的稳定性以及测试结果的精确性等优点。

本发明所述测试装置多功能化，可在一套装置中对空气阀进行吸气性能测试和排气性能测试，而不需对流量计等零部件进行多次拆卸安装，克服了现有技术中吸气性能测试和排气性能测试为两套不同的测试装置的缺点，从两套装置到一套装置的集成，一方面节约了装置成本，例如鼓风机和流量计均只需一个便可达到要求，另一方面节约了整个装置的占地面积，再者其合理的零件布置方便操作者进行相关操作。

本发明还提供了一种利用所述测试装置对空气阀进行吸、排气性能测试的测试方法，其充分利用了所述装置中稳态气源测试的优点，从而得到可靠地、精确地测试结果，能客观地、准确地反映被测空气阀的吸气性能和排气性能的各项指标。

附图说明

图1为所述空气阀性能测试装置的主视图；

图2为所述空气阀性能测试装置的俯视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1～2所示，提供一种空气阀性能测试装置，包括鼓风机1、被测阀安装座一2、流量计4，鼓风机1和流量计4通过管道连接形成气流回路，被测阀安装座一2设置在鼓风机1出风口与流量计4之间，鼓风机1吸风口连接有三通管5；被测阀安装座一2与鼓风机1之间具有排气口6，排气口6与被测阀安装座一2之间设置换向阀一71。

还包括设置在三通管5与流量计4之间的被测阀安装座二3，被测阀安装座二3与鼓风机1之间具有换向阀二72；被测阀安装座一2、被测阀安装座二3与气流回路管道之间分别设有换向阀三73与换向阀四74；被测阀安装座一1、被测阀安装座二2上分别设有压力变送器一21和压力变送器二31用于测量被测阀100入口压力。

三通管5具有与外界连通的出口，出口设有可开闭结构51。

排气口6上具有可开闭结构61。

本测试装置设置两个被测阀安装座，根据空气阀性能试验需求选取安装位置，当需测试空气阀吸气性能试验时，被测阀100安装在被测阀安装座一2上，当需做排气性能试验时，被测阀100安装在被测阀安装座二3上；被测阀100安装到位后，通过对相关换向阀进行开闭操作，使测试装置形成一条吸气管路或排气管路，通过调整鼓风机1的流量，得到被测阀100入口处不同的压力值，在不同压力值条件下读取流量计4的流量值即可对空气阀进行相关吸排气性能分析。

本发明所述的空气阀性能测试装置，打破了现有技术关于空气阀吸、排气性能测试装置中采用瞬态气源进行测试的技术定势，利用鼓风机输出平缓和小冲击的稳态气源对空气阀进行吸排气性能测试，稳态气源测试具有气源压力恒定、对测试设备无冲击等优点，鼓风机提供的稳定气源，可保证测试过程中持续不变的压力，实现整个测试过程的稳定性以及测试结果的精确性等优点。

被测阀安装座一2包括法兰变径管一22和法兰直管一23，被测阀安装座二3包括法兰变径管二32和法兰直管二33，法兰直管一23和法兰直管二33一端用于安装被测阀100，法兰变径管一22、法兰变径管二32的小端分别与法兰直管一23和法兰直管二33连接，法兰变径管一22和法兰变径管二32与气流管道相接。

法兰变径管一22和法兰变径管二32的设置一方面是因为被测阀100口径较小，而气流管道的管径大；另一方面在做排气性能测试时，流向被测阀100的气流经由法兰变径管二32变径，到达被测阀入口的压力将处于稳流状态。

法兰变径管一22和法兰变径管二32的锥度设置为小于或等于15°，在该角度范围内本测试装置能最大限度地控制汽蚀，优选地，该锥度为15°。

法兰直管一23和法兰直管二33上均设置有取压口（未示出），压力变送器一21和压力变送器二31通过取压口分别垂直设置在法兰直管一23和法兰直管二33上，在取压口的位置周围还焊接有锁固压力变送器一和压力变送器二的凸台（未示出）。

具体地，三通管5的设置使得鼓风机1可以在吸气测试和排气测试中对气流的吸入方向进行任意切换，吸气试验时，三通管上的可开闭结构51关闭，鼓风机1从气流管道中吸气，排气试验时，三通管上的可开闭结构51打开，鼓风机1从外界吸气。

本实施例中鼓风机1为罗茨鼓风机，罗茨鼓风机在很宽的压力范围内，具有稳定的大抽速，能迅速排出体内气体；且罗茨鼓风机设计先进，结构合理，转子间及转子与泵体间均有间隙，互不接触，不用润滑，摩擦损失小，可用较低的动力获得较大的抽速，有显著的节能效果。

具体地选用RRF-290型罗茨鼓风机，罗茨鼓风机由变频器进行驱动，变频器置于变频器控制柜内。

换向阀一71、换向阀二72、换向阀三73和换向阀四74采用蜗轮法兰式蝶阀。

本实施例针对口径为DN50-DN300的空气阀进行测试，鼓风机1吸风口和出风口的口径为DN300，因此与鼓风机1连接的管道为DN300口径管道，其余管道均采用DN350口径管道，即三通管5口径和与鼓风机出风口连接端的管道口径为DN300。

三通管5上的可开闭结构51为蜗轮法兰式蝶阀，可实现对三通管出口或排气口进行高效地、精确地开闭操作，具体地，选用300D341X-10型的蜗轮法兰式蝶阀。

根据气流管道的口径设置，换向阀71、换向阀二72、换向阀三73和换向阀四74均选用350D341X-10型的蜗轮法兰式蝶阀。

排气口6的可开闭结构61采用350D341X-10型的蜗轮法兰式蝶阀。

为辅助鼓风机1的流量调节，使被测阀100入口处的压力得到更好地控制，在换向阀一71与被测阀安装座一2之间设有调节装置8。

具体地，调节装置8为设于气流管道上的节流支路一，节流支路一具有与外界连通的端部，节流支路一上设有节流元件一81，通过调节节流元件一81可使进入流量计4的气流流量变化。

同时，节流支路一上还设有节流支路二，节流支路二上具有节流元件二82，节流支路二连通节流元件一81两端的管道。

本实施例中将节流支路一设置为粗调节流支路，将节流支路二为微调节流支路，以便对气流进行精确控制，此时节流元件一81起粗调作用，节流元件二82起微调作用，优选地，节流元件一81采用球阀，节流元件二82采用针阀。

具体地，节流元件一81为150Q341X-10型球阀，节流元件二82为50J61W-63型型针阀。

为使被测阀100的吸排气性能得到精确的分析判断，在采用本测试装置对空气阀进行性能测试前需对流量计4进行校准，为达到流量计的校准目的，在流量计4两侧设置差压变送器41，在被测阀安装座一2与流量计4之间设有温度传感器9。

具体地，两个差压变送器41用于测得流量计4两侧的压降值hn以及流量计4与被测阀100之间的压差值h；温度传感器9用于监测流入流量计4的气流的温度值T。

根据得到的压降值hn、压差值h、温度值T结合被测阀100入口处的压力值hv，代入流量计流量标准计算公式得出流量计在该状态下的理论流量值Q_l，将记录的流量值Q与计算得出的理论流量值Q_l进行比对，当偏差不超过5%时，流量计即达到校准状态，可开始进行空气阀性能测试。

具体地，本实施例中差压变送器采用CECC-630-G22M1B3D1iJ型号，温度传感器型号选用OPTITEMP TRA-C30型。

本测试装置还包括分别与流量计4、温度传感器9、压力变送器一21、压力变送器二31和差压变送器41等电连接的数据采集分析模块（未示出），数据采集分析模块全程参与空气阀的性能测试过程，对采集的信息及时进行分析处理，为操作者提供操作依据并最终提供精确的空气阀吸、排气性能分析报告。

数据采集分析模块具体为数据采集分析仪，优选YSV8016网络型数据采集分析仪，其具有24位A/D精度，可选16路同步采集，采样频率60KHz/CH。以太网接口可以和计算机通信、传送数据，并通过配套软件实现对设备的控制和数据采集、信号分析等功能。适用于振动噪声、冲击、流量、压力、电压、电流等各种物理量信号采集。

被测阀安装座一2与流量计4之间还设有用于对流向流量计的气流进行稳流的整流栅110，因为在试验过程中，要求气流尽可能平衡，以减少测试装置中零部件的振动和管道内的压力，尤其需要避免进入流量计的气流冲击较大。

整流栅110由多根小直径的钢管均匀排列焊接在大直径钢管中，大直径钢管两端大小与气流管道适配。

鼓风机1与排气口6之间设置泄压阀120用于保证鼓风机1的安全运行，通过设定鼓风机1的额定升压值，当气流管道中压力超过该额定升压值时，鼓风机即停机，泄压阀120的阀瓣即充分打开及时泄压。

鼓风机1出风口与气流管道的连接处采用弹性接头130连接，鼓风机出风口处压力较大，使用弹性接头可起到耐压高、弹性好、降噪减震等作用，且弹性接头安装方便，使用灵活，便于拆换维修。

为避免鼓风机1出风口处因流量大等原因导致在气流管道中产生蜂鸣等噪声，可在靠近鼓风机出风口的气流管道上设置消声装置140，具体地，消声装置的覆盖范围延伸至泄压阀120连接处。

本实施例中消声装置为包覆在气流管道外表面的吸音海绵，其具有吸音、保温、隔热等作用。

本测试装置的流量计4采用一体式孔板流量计，一体式孔板流量计具有结构简单,维修方便,性能稳定,使用可靠等优点，可为空气阀的吸、排气性能提供更加精确的参数信息。

具体地选用德国科隆流量计，具体型号为KDP-O-35-0G0FB-C2D3G2的一体式孔板流量计。

气流管道根据测试装置的实际布置来选择直管或弯管连接而成。

气流管道的连接在任意两根相互连接的管道直径不同时，采用变径管连接。

具体地，空气阀在做性能测试时，一般将空气阀布置为竖直方向，因此被测阀安装座一2和/或被测阀安装座二3中的管道可根据需要选择弯管。

本测试装置多功能化，可在一套装置中对空气阀进行吸气性能测试和排气性能测试，而不需对流量计等零部件进行多次拆卸安装，克服了现有技术中吸气性能测试和排气性能测试为两套不同的测试装置的缺点，从两套装置到一套装置的集成，一方面节约了装置成本，例如鼓风机和流量计均只需一个便可达到要求，另一方面节约了整个装置的占地面积，再者其合理的零件布置方便操作者进行相关操作。

本测试装置用于做吸气性能测试时，装置内气流流向为：被测阀100→被测阀安装座一2→整流栅110→流量计4→三通管5→鼓风机1→泄压阀120→排气口6。

本测试装置用于做排气性能测试时，装置内气流流向为：三通管5→鼓风机1→泄压阀120→整流栅110→被测阀安装座二3→被测阀100。

实施例2

如图1～2所示，本实施例提供一种利用实施例1所述测试装置对空气阀进行性能测试的方法，采用稳态气源进行测试，包括吸气性能测试和排气性能测试，测试时，鼓风机1的测试电压为380V，流量为95.7m3/min，转速为730r/min，变频信号为50HZ，操作步骤如下：

a.吸气性能测试

aS1.对流量计4进行校准：检查各装置部件及各测量仪表是否安装到位，将被测阀100安装至被测阀安装座二的法兰直管二33上，按顺序开启三通管上的可开闭结构51、换向阀一71、换向阀四74，关闭换向阀三73、换向阀二72和排气口处的可开闭结构61，将节流元件一81和节流元件二82置于调节状态，开启鼓风机1，调节节流元件一81和节流元件二82，通过数据采集分析模块对温度传感器9测得的温度值T、流量计4测得的流量值Q、差压变送器41测得的流量计4前后压降值hn、被测阀100入口处的压力值hv以及流量计4与被测阀100之间的压差值h进行计算得出孔板流量计4在该状态下的理论流量值Q_l，并将流量计的实际流量值Q与理论流量值Q_l进行比对，当偏差不超过5%时，流量计为校准状态，可开始进行吸气测试，否则需调试流量计4；

aS2.对空气阀进行测试：关闭换向阀四74，将被测阀100安装至被测阀安装座一的法兰直管一23上，按顺序开启排气口处的可开闭结构61，关闭换向阀一71、换向阀四74以及节流元件一81和节流元件二82，开启换向阀三73和换向阀二72，关闭三通管上的可开闭结构51；调节变频器，逐步增大鼓风机流量，观察被测阀100处的压力变送器一21测得的压力值hv，同时注意流量计4测得的流量值Q，通过数据采集分析模块记录压力值分别为-5kPa、-10 kPa、-15 kPa、-20 kPa等数值下的流量值Q，当流量值Q增大到趋于平稳，而压力变送器一21压力值hv剧烈波动或突然下降，则被测阀100达最大吸气量，数据采集分析模块将对相应的压力值—流量值进行记录和分析,；

aS3.测试结束，关闭鼓风机；

b.排气性能测试

bS1.对流量计4进行校准：检查各装置部件及各测量仪表是否安装到位，将被测阀100安装至被测阀安装座二的法兰直管二33上，按顺序开启三通管上的可开闭结构51、换向阀一71、换向阀四74，关闭换向阀三73、换向阀二72和排气口处的可开闭结构61，将节流元件一81和节流元件二82置于调节状态，开启鼓风机1，调节节流元件一81和节流元件二82，通过数据采集分析模块对温度传感器9测得的温度值T、流量计4测得的流量值Q、差压变送器41测得的流量计4前后压降值hn、被测阀100入口处的压力值hv以及流量计4与被测阀100之间的压差值h进行计算得出孔板流量计4在该状态下的理论流量值Q_l，并将流量计的实际流量值Q与理论流量值Q_l进行比对，当偏差不超过5%时，流量计为校准状态，可开始进行吸气测试，否则需调试流量计4；

bS2.对空气阀进行测试：调节变频器，调节鼓风机流量或通过调节节流元件一81和节流元件二82来调节气流流量，观察被测阀100入口处的压力值hv变化，同时注意流量计4测得的流量值Q，通过数据采集分析模块记录压力值分别为5 kPa、10 kPa、15 kPa、20kPa、25 kPa、30 kPa等数值下的流量值Q，当被测阀100入口处的压力值hv剧烈波动，而流量值Q趋于平稳，或者被测阀100节流塞被吹起时，则被测阀达最大排气量，数据采集分析模块将对相应的压力值—流量值进行记录和分析；

bS3.空气阀微排过程记录：当达最大排气量后，被测阀100开始进行节流排气，此时流量值Q相应减小，但压力值hv还在缓慢增大，通过数据采集分析模块记录压力值分别为2kPa、4 kPa、6 kPa等数值下的流量值Q，直至微排结束，数据采集分析模块将对微排结束时相应的压力值—流量值进行记录和分析；

bS4.测试结束，关闭鼓风机。

本测试方法充分利用了所述装置中稳态气源测试的优点，从而得到可靠地、精确地测试结果，能客观地、准确地反映被测空气阀的吸气性能和排气性能的各项指标。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空气阀性能测试装置，其特征在于，包括鼓风机(1)、被测阀安装座一(2)、流量计(4)，所述鼓风机(1)和流量计(4)通过管道连接形成气流回路，所述被测阀安装座一(2)设置在鼓风机(1)出风口与流量计(4)之间，所述鼓风机(1)吸风口连接有三通管(5)；所述被测阀安装座一(2)与鼓风机(1)之间具有排气口(6)，所述排气口(6)与被测阀安装座一(2)之间设置换向阀一(71)；

还包括设置在所述三通管(5)与流量计(4)之间的被测阀安装座二(3)，所述被测阀安装座二(3)与鼓风机(1)之间具有换向阀二(72)；所述被测阀安装座一(2)、被测阀安装座二(3)与气流回路管道之间分别设有换向阀三(73)与换向阀四(74)；所述被测阀安装座一(2)、被测阀安装座二(3)上分别设有压力变送器一(21)和压力变送器二(31)用于测量被测阀(100)入口压力；

所述三通管(5)具有与外界连通的出口，出口设有可开闭结构；

所述排气口(6)上具有可开闭结构。

2.根据权利要求1所述空气阀性能测试装置，其特征在于，所述换向阀一(71)与被测阀安装座一(2)之间设有调节装置(8)，所述调节装置为设于管道上的节流支路一，所述节流支路一与外界连通，所述节流支路一上设有节流元件一(81)。

3.根据权利要求2所述空气阀性能测试装置，其特征在于，所述节流支路一上还设有节流支路二，所述节流支路二上具有节流元件二(82)，所述节流支路二连通所述节流元件一两端的管道。

4.根据权利要求3所述空气阀性能测试装置，其特征在于，在所述流量计(4)两侧设置差压变送器(41)，所述被测阀安装座一(2)与流量计(4)之间设有温度传感器(9)。

5.根据权利要求4所述空气阀性能测试装置，其特征在于，所述被测阀安装座一(2)与流量计(4)之间还设有整流栅(110)。

6.根据权利要求4所述空气阀性能测试装置，其特征在于，所述鼓风机(1)与排气口(6)之间设置泄压阀(120)。

7.根据权利要求4所述空气阀性能测试装置，其特征在于，所述流量计(4)为一体式孔板流量计。

8.根据权利要求4所述空气阀性能测试装置，其特征在于，还包括分别与流量计(4)、温度传感器(9)、压力变送器一(21)、压力变送器二(31)和差压变送器(41)电连接的数据采集分析模块。

9.根据权利要求4～8任意一项所述测试装置对空气阀进行性能测试的方法，包括吸气性能测试方法和排气性能测试方法，包括如下步骤：

a.吸气性能测试

aS1.对流量计(4)进行校准：检查各装置部件及各测量仪表是否安装到位，将被测阀(100)安装至被测阀安装座二(3)上，按顺序开启三通管(5)上的可开闭结构、换向阀一(71)、换向阀四(74)，关闭换向阀三(73)、换向阀二(72)和排气口(6)处的可开闭结构，将节流元件一(81)和节流元件二(82)置于调节状态，开启鼓风机(1)，调节节流元件一(81)和节流元件二(82)，通过数据采集分析模块对温度传感器(9)测得的温度值、流量计(4)测得的流量值、差压变送器(41)测得的流量计前后压降值、被测阀(100)入口处的压力值以及流量计(4)与被测阀(100)之间的压差值进行计算得出流量计在该状态下的理论流量值，并将流量计的实际流量值与理论流量值进行比对，当偏差不超过5％时，流量计为校准状态，开始进行吸气测试，否则需调试流量计；

aS2.对空气阀进行测试：关闭换向阀四(74)，将被测阀(100)安装至被测阀安装座一(2)上，按顺序开启排气口(6)处的可开闭结构，关闭换向阀一(71)、换向阀四(74)以及节流元件一(81)和节流元件二(82)，开启换向阀三(73)和换向阀二(72)，关闭三通管(5)上的可开闭结构；逐步增大鼓风机流量，观察被测阀(100)处的压力变送器一(21)测得的压力值，同时注意流量计(4)测得的流量值，当流量值增大到趋于平稳，而压力变送器一压力值剧烈波动或突然下降，则被测阀达最大吸气量，数据采集分析模块将对相应的压力值—流量值进行记录和分析；

aS3.测试结束，关闭鼓风机；

b.排气性能测试

bS1.对流量计(4)进行校准：检查各装置部件及各测量仪表是否安装到位，将被测阀(100)安装至被测阀安装座二(3)上，按顺序开启三通管(5)上的可开闭结构、换向阀一(71)、换向阀四(74)，关闭换向阀三(73)、换向阀二(72)和排气口(6)处的可开闭结构，将节流元件一(81)和节流元件二(82)置于调节状态，开启鼓风机(1)，调节节流元件一(81)和节流元件二(82)，通过数据采集分析模块对温度传感器(9)测得的温度值、流量计(4)测得的流量值、差压变送器(41)测得的流量计前后压降值、被测阀(100)入口处的压力值以及流量计(4)与被测阀(100)之间的压差值进行计算得出流量计在该状态下的理论流量值，并将流量计的实际流量值与理论流量值进行比对，当偏差不超过5％时，流量计为校准状态，开始进行吸气测试，否则需调试流量计；

bS2.对空气阀进行测试：调节鼓风机流量或通过调节节流元件一(81)和节流元件二(82)来调节气流流量，观察被测阀(100)入口处的压力值变化，同时注意流量计(4)测得的流量值，当被测阀入口处的压力值剧烈波动，而流量值趋于平稳，或者被测阀节流塞被吹起时，则被测阀达最大排气量，数据采集分析模块将对相应的压力值—流量值进行记录和分析；

bS3.空气阀微排过程记录：当达最大排气量后，被测阀(100)开始进行节流排气，此时流量值相应减小，但压力值还在缓慢增大，数据采集分析模块将对微排结束时相应的压力值—流量值进行记录和分析；

bS4.测试结束，关闭鼓风机。

10.根据权利要求9所述对空气阀进行性能测试的方法，其特征在于，需至少对3组不同压力值下的压力值—流量值进行记录和分析。

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