CN109000905A - 一种水力特性测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种水力特性测试装置，包括进水总管以及出水总管，进水总管上分别连接有用于抽取介质实现循环的离心泵与水泵电机、用于压力输出的稳压罐以及用于超压保护的旁通泄压阀，所述进水总管设置有温度传感器，所述进水总管、出水总管上均设置有微量排气阀，出水总管末端连接有一排水管，排水管上安装有电磁阀、排水端流量计、水流指示器以及排水端电动闸阀，进水总管与出水总管之间设置有复数条被测管道，被测管道上由进水端至出水端依次设置有进水端电动闸阀、进水端流量计、进水端压力传感器、被测阀安装位、出水端压力传感器以及电动调节阀。本发明应用于阀门生产试验，提供一种水力特性测试装置及测试方法。

Description

一种水力特性测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种水力特性测试装置及测试方法。

背景技术

如截止阀、球阀、闸阀、蝶阀等工业用阀门，必须在一定的压力、流量下正常工作。其性能的好坏直接影响到生产过程中阀门上、下游甚至整个管网的运行状况。

一般的阀门通常要求进行壳体压力试验、上密封性能试验及高低压密封试验等，这些试验可以采用盲板封闭阀门两端后采用电动试压泵加压或在简易的压力试验设备即可以完成检测。随着阀门技术的不断更新，新产品开始大量涌现，很多新产品要求的不仅仅是壳体、密封及动作指标，加入了很多新的指标，传统的测试设备及测试方法已经不能满足产品检测需求或不能满足大批量生产的需求。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提供一种适用于多尺寸阀门进行测试、具有多种测试功能、数据直观的水力特性测试装置及测试方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种水力特性测试装置，包括进水总管以及出水总管，所述进水总管上分别连接有用于抽取介质实现循环的离心泵与水泵电机、用于压力输出的稳压罐以及用于超压保护的旁通泄压阀，所述进水总管设置有温度传感器，所述进水总管、出水总管上均设置有微量排气阀，所述出水总管末端连接有一排水管，所述排水管上安装有电磁阀、排水端流量计、水流指示器以及排水端电动闸阀，所述进水总管与出水总管之间设置有复数条被测管道，所述被测管道上由进水端至出水端依次设置有进水端电动闸阀、进水端流量计、进水端压力传感器、被测阀安装位、出水端压力传感器以及电动调节阀。

优选的，所述稳压罐连接有一排气阀试验管，所述排气阀试验管上设有一压差流量计，并经由一气动蝶阀实现启闭，所述排气阀试验管末端为被测排气阀。

优选的，还包括一用于驱动、控制各控制元件、测量元件并分析计算显示的移动数据采集柜，所述移动数据采集柜均与温度传感器、电磁阀、排水端流量计、水流指示器以及排水端电动闸阀、进水端电动闸阀、进水端流量计、进水端压力传感器、出水端压力传感器、电动调节阀、压差流量计以及气动蝶阀电信号连接。

优选的，所述被测管道与出水总管的连接端端部设置有一管路伸缩机构，所述管路伸缩机构包括外管、密封穿设在所述外管内可伸缩的伸缩管，所述伸缩管的外部连接有用于驱动所述伸缩管运动的气缸。

优选的，位于所述进水端电动闸阀的出水端安装有无漩涡水泵控制阀。

优选的，所述离心泵与所述进水总管之间的设置两条以上不同压力的压力管道。

一种基于上述水力特性测试装置的测试方法，包括被测阀流量系数、流阻系数试验，根据被测阀的尺寸选择被测阀安装位，安装在相应被测管道上，启动水泵电机并开启对应口径被测管道上的进水端电动闸阀，所述进水总管与出水总管上的微量排气阀打开排气，待压力水充满整个被测管道，排水管上的电磁阀与排水端电动闸阀保持全开，通过被测阀后端的电动调节阀调节管道流量，取3-5次数据，该数据包括流量、被测阀前后压力和介质温度，数据取值时需保证被测阀前后压差不小与0.1MPa，取值完毕后，经后所述移动数据采集柜计算出阀门的流量系数和流阻系数并加以显示。

优选的，包括阀门寿命试验，根据被测阀的尺寸选择被测阀安装位，安装在相应被测管道上，启动水泵电机开启对应口径测试管道上的进水端电动闸阀，所述进水总管与出水总管上的微量排气阀打开排气，待压力水充满整个被测管道，被测阀处于打开状态，该被测管道上的电磁阀受移动数据采集柜控制实现通断从而使被测阀循环启闭，所述移动数据采集柜可设定通断频率，被测阀开启压力水经排水管流回水池，当压力水流经时，所述排水管上的水流指示器动作，被测阀关闭时水流指示器复位，此两个动作视为一次循环，移动数据采集柜内置系统软件计数一次，当水流指示器持续接通未复位时，所述移动数据采集柜内置嗡鸣器报警，表示试验结束，读取最终寿命试验的循环次数生成对应的测试数据。

优选的，包括减压阀压力特性和流量特征试验，根据被测阀的尺寸选择被测阀安装位，安装在相应被测管道上，启动水泵电机并开启对应口径被测管道上的进水端电动闸阀，所述进水总管与出水总管上的微量排气阀打开排气，待压力水充满整个被测管道，控制进水端压力传感器压力数值为为被测阀额定工作压力，排水管末端排水端电动闸阀微开，调节被测减压阀出口即出水端压力传感器的数值为调节范围内的最低压力，缓慢开启排水管上的排水端电动闸阀使测试管道的流量逐渐增加，观察被测阀后出水端压力传感器的压力数值，当出水端压力传感器的压力数值与起始设定压力偏差等于10％时采集数据，该数据包括流量、阀前后压力值；缓慢关闭排水管上排水端电动闸阀使被测管道上出水端压力传感器恢复起始设定压力，调节被测阀前的管道压力，使被测阀阀前进水端压力传感器的数值在80％-105％之间连续变化，所述移动数据采集柜的软件系统间歇性记录被测阀阀后出水端压力传感器的压力数值，并加以显示。

优选的，包括排气阀试验：所述稳压罐内充有一定压力的空气，开启所述气动蝶阀，带压气体通过所述压差流量计随管道从被测排气阀排出，所述移动数据采集柜的软件系统根据压降采集测试排气阀的排气量，每降0.01MPa记录一次压差流量计流量数据，而后绘制排气阀排气曲线图。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：采用设置多条尺寸结构不同的被测管道，可适用于多个尺寸结构的被测阀门进行测试试验，每条单独的被测管道都可以对于被测阀流量系数、流阻系数、寿命、压力特性和流量特征进行试验，也适用于装设在管路上的排气阀测试，功能多样，集成度高，实用性强，具有多尺寸、多种类、多项目的测试试验能力，为批量生产的前期试验工作提供极大的便利，可长久适用，节省新产品研发投入时的试验成本。

附图说明

图1为本发明实施例的整体安装结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视结构示意图；

图3为单个被测管道连接结构示意图；

图4为排气阀试验管的连接结构示意图(即图1中B向结构示意图)；

图5为图1中U处局部结构示意图(即管路伸缩机构结构示意图)；

图6为移动数据采集柜的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

实施例

参考图1、图2及图3，一种水力特性测试装置，包括进水总管1以及出水总管2，所述进水总管1上分别连接有用于抽取介质实现循环的离心泵3与水泵电机4、用于压力输出的稳压罐5以及用于超压保护的旁通泄压阀6，所述进水总管1设置有温度传感器11，所述进水总管1、出水总管2上均设置有微量排气阀12，所述出水总管2末端连接有一排水管4，所述排水管4上安装有电磁阀41、排水端流量计42、水流指示器(图中未示出)以及排水端电动闸阀43，所述进水总管1与出水总管2之间设置有七条被测管道7，所述被测管道7上由进水端至出水端依次设置有进水端电动闸阀71、进水端流量计72、进水端压力传感器73、被测阀安装位a、出水端压力传感器74以及电动调节阀75。

本实施例中，参考图4，所述稳压罐5连接有一排气阀试验管8，所述排气阀试验管8上设有一压差流量计81，并经由一气动蝶阀82实现启闭，所述排气阀试验管8末端为被测排气阀b。如图1所示，设置有一排气阀试验区，排气阀试验皆由所述排气阀试验管8进行。

又参考图5，本实施例中，所述被测管道7与出水总管2的连接端端部设置有一管路伸缩机构100，所述管路伸缩机构100包括外管101、密封穿设在所述外管101内可伸缩的伸缩管102，所述伸缩管102的外部连接有用于驱动所述伸缩管102运动的气缸103。其中，所述气缸103为两个，伸缩管102圆周外侧设置一套环104，所述气缸103与所述伸缩管102平行设置，气缸103上的活塞杆经推动所述套环104运动。在被测阀尺寸不同时，可通过该伸缩机构100进行被测管道7的长度调整，使本设备能够适用于不同长度尺寸的阀门进行试验。

同时参考图6，本实施例中，本装置还包括一用于驱动、控制各控制元件、测量元件并分析计算显示的移动数据采集柜9，所示移动数据采集柜9上设置有阀门控制开关91、状态指示灯92、显示器93以及通讯接口94等基础结构，内部设置打印设备、软件系统等，所述移动数据采集柜9均与温度传感器11、电磁阀41、排水端流量计42、水流指示器以及排水端电动闸阀43、进水端电动闸阀71、进水端流量计72、进水端压力传感器73、出水端压力传感器74、电动调节阀75、压差流量计81以及气动蝶阀82电信号连接。本实施例中所述移动数据采集柜9为本领域技术人员所熟知，在此不多做赘述。同时，各管道上还可设置用于控制通断的基础阀门，在此亦不做赘述。

本实施例中，位于所述进水端电动闸阀71的出水端安装有无漩涡水泵控制阀76。在安装时，所述进水端电动闸阀71与无漩涡水泵控制阀76之间经过一弹性球形接头77连接，所述无漩涡水泵控制阀76根据需求而设，特别是针对大管径尺寸的被测管道7，本实施例仅在尺寸最大的被测管道7上安装。

本实施例中，所述离心泵3与所述进水总管1之间的设置三条不同压力的压力管道31。在进行试验时，根据被测阀的尺寸不同选择不同的被测管道7后，也可根据需求选用适当的压力管道31进行试验，合理运用设备，不会出现被测管道7内的压力过大/过小，影响安全性或试验效率。

本装置整体在安装时，于装置的安装封板200下方设置水池201；各管道下端设有支撑墩202用以放置管道，安装封板200上开设排水槽203，排水槽203可直接向水池201排水，装置上方安装用行车轨道，用于安装、挪动管道以及相关设备。

同时为增加试验效率，本装置可增加水泵电机4、离心泵3以及稳压罐5的数目，不仅仅局限于一个或者两个。

本实施例所述的移动数据采集柜9还具有打印检测表单的功能。

本实施例所用电动闸阀与电磁阀都带有集中控制和阀位显示功能，各流量计为超声波流量计，带有信号输出功能。

本实施例还公开了本设备用于水力特性测试的测试方法，包括被测阀流量系数、流阻系数试验，根据被测阀的尺寸选择被测阀安装位，安装在相应被测管道上，启动水泵电机并开启对应口径被测管道上的进水端电动闸阀，所述进水总管与出水总管上的微量排气阀打开排气，待压力水充满整个被测管道，排水管上的电磁阀与排水端电动闸阀保持全开，通过被测阀后端的电动调节阀调节管道流量，取3-5次数据，该数据包括流量、被测阀前后压力和介质温度，数据取值时需保证被测阀前后压差不小与0.1MPa，取值完毕后，经后所述移动数据采集柜计算出阀门的流量系数和流阻系数并加以显示。

本实施例中，测试方法还包括阀门寿命试验，根据被测阀的尺寸选择被测阀安装位，安装在相应被测管道上，启动水泵电机开启对应口径测试管道上的进水端电动闸阀，所述进水总管与出水总管上的微量排气阀打开排气，待压力水充满整个被测管道，被测阀处于打开状态，该被测管道上的电磁阀受移动数据采集柜控制实现通断从而使被测阀循环启闭，所述移动数据采集柜可设定通断频率，被测阀开启压力水经排水管流回水池，当压力水流经时，所述排水管上的水流指示器动作，被测阀关闭时水流指示器复位，此两个动作视为一次循环，移动数据采集柜内置系统软件计数一次，当水流指示器持续接通未复位时，所述移动数据采集柜内置嗡鸣器报警，表示试验结束，读取最终寿命试验的循环次数生成对应的测试数据。

本实施例中，本装置也可以用于减压阀压力特性和流量特征试验，根据被测阀的尺寸选择被测阀安装位，安装在相应被测管道上，启动水泵电机并开启对应口径被测管道上的进水端电动闸阀，所述进水总管与出水总管上的微量排气阀打开排气，待压力水充满整个被测管道，控制进水端压力传感器压力数值为为被测阀额定工作压力，排水管末端排水端电动闸阀微开，调节被测减压阀出口即出水端压力传感器的数值为调节范围内的最低压力，缓慢开启排水管上的排水端电动闸阀使测试管道的流量逐渐增加，观察被测阀后出水端压力传感器的压力数值，当出水端压力传感器的压力数值与起始设定压力偏差等于10％时采集数据，该数据包括流量、阀前后压力值；缓慢关闭排水管上排水端电动闸阀使被测管道上出水端压力传感器恢复起始设定压力，调节被测阀前的管道压力，使被测阀阀前进水端压力传感器的数值在80％-105％之间连续变化，所述移动数据采集柜的软件系统间歇性记录被测阀阀后出水端压力传感器的压力数值，并加以显示。正常情况下，被测阀阀后出水端压力传感器的压力数值的波动不低于5％。

本实施例中，本装置也可以用于排气阀试验：所述稳压罐内充有一定压力的空气，开启所述气动蝶阀，带压气体通过所述压差流量计随管道从被测排气阀排出，所述移动数据采集柜的软件系统根据压降采集测试排气阀的排气量，每降0.01MPa记录一次压差流量计流量数据，而后绘制排气阀排气曲线图。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水力特性测试装置，其特征在于：包括进水总管以及出水总管，所述进水总管上分别连接有用于抽取介质实现循环的离心泵与水泵电机、用于压力输出的稳压罐以及用于超压保护的旁通泄压阀，所述进水总管设置有温度传感器，所述进水总管、出水总管上均设置有微量排气阀，所述出水总管末端连接有一排水管，所述排水管上安装有电磁阀、排水端流量计、水流指示器以及排水端电动闸阀，所述进水总管与出水总管之间设置有复数条被测管道，所述被测管道上由进水端至出水端依次设置有进水端电动闸阀、进水端流量计、进水端压力传感器、被测阀安装位、出水端压力传感器以及电动调节阀。

2.根据权利要求1所述的水力特性测试装置，其特征在于：所述稳压罐连接有一排气阀试验管，所述排气阀试验管上设有一压差流量计，并经由一气动蝶阀实现启闭，所述排气阀试验管末端为被测排气阀。

3.根据权利要求2所述的水力特性测试装置，其特征在于：还包括一用于驱动、控制各控制元件、测量元件并分析计算显示的移动数据采集柜，所述移动数据采集柜均与温度传感器、电磁阀、排水端流量计、水流指示器以及排水端电动闸阀、进水端电动闸阀、进水端流量计、进水端压力传感器、出水端压力传感器、电动调节阀、压差流量计以及气动蝶阀电信号连接。

4.根据权利要求3所述的水力特性测试装置，其特征在于：所述被测管道与出水总管的连接端端部设置有一管路伸缩机构，所述管路伸缩机构包括外管、密封穿设在所述外管内可伸缩的伸缩管，所述伸缩管的外部连接有用于驱动所述伸缩管运动的气缸。

5.根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的水力特性测试装置，其特征在于：位于所述进水端电动闸阀的出水端安装有无漩涡水泵控制阀。

6.根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的水力特性测试装置，其特征在于：所述离心泵与所述进水总管之间的设置两条以上不同压力的压力管道。

7.一种基于上述权利要求6所述水力特性测试装置的测试方法，其特征在于：包括被测阀流量系数、流阻系数试验，根据被测阀的尺寸选择被测阀安装位，安装在相应被测管道上，启动水泵电机并开启对应口径被测管道上的进水端电动闸阀，所述进水总管与出水总管上的微量排气阀打开排气，待压力水充满整个被测管道，排水管上的电磁阀与排水端电动闸阀保持全开，通过被测阀后端的电动调节阀调节管道流量，取3-5次数据，该数据包括流量、被测阀前后压力和介质温度，数据取值时需保证被测阀前后压差不小与0.1MPa，取值完毕后，经后所述移动数据采集柜计算出阀门的流量系数和流阻系数并加以显示。

8.根据权利要求7所述的水力特性测试装置的测试方法，其特征在于，包括阀门寿命试验：根据被测阀的尺寸选择被测阀安装位，安装在相应被测管道上，启动水泵电机开启对应口径测试管道上的进水端电动闸阀，所述进水总管与出水总管上的微量排气阀打开排气，待压力水充满整个被测管道，被测阀处于打开状态，该被测管道上的电磁阀受移动数据采集柜控制实现通断从而使被测阀循环启闭，所述移动数据采集柜可设定通断频率，被测阀开启压力水经排水管流回水池，当压力水流经时，所述排水管上的水流指示器动作，被测阀关闭时水流指示器复位，此两个动作视为一次循环，移动数据采集柜内置系统软件计数一次，当水流指示器持续接通未复位时，所述移动数据采集柜内置嗡鸣器报警，表示试验结束，读取最终寿命试验的循环次数生成对应的测试数据。

9.根据权利要求7所述的水力特性测试装置的测试方法，其特征在于，包括减压阀压力特性和流量特征试验：根据被测阀的尺寸选择被测阀安装位，安装在相应被测管道上，启动水泵电机并开启对应口径被测管道上的进水端电动闸阀，所述进水总管与出水总管上的微量排气阀打开排气，待压力水充满整个被测管道，控制进水端压力传感器压力数值为为被测阀额定工作压力，排水管末端排水端电动闸阀微开，调节被测减压阀出口即出水端压力传感器的数值为调节范围内的最低压力，缓慢开启排水管上的排水端电动闸阀使测试管道的流量逐渐增加，观察被测阀后出水端压力传感器的压力数值，当出水端压力传感器的压力数值与起始设定压力偏差等于10％时采集数据，该数据包括流量、阀前后压力值；缓慢关闭排水管上排水端电动闸阀使被测管道上出水端压力传感器恢复起始设定压力，调节被测阀前的管道压力，使被测阀阀前进水端压力传感器的数值在80％-105％之间连续变化，所述移动数据采集柜的软件系统间歇性记录被测阀阀后出水端压力传感器的压力数值，并加以显示。

10.根据权利要求7所述的水力特性测试装置的测试方法，其特征在于，包括排气阀试验：所述稳压罐内充有一定压力的空气，开启所述气动蝶阀，带压气体通过所述压差流量计随管道从被测排气阀排出，所述移动数据采集柜的软件系统根据压降采集测试排气阀的排气量，每降0.01MPa记录一次压差流量计流量数据，而后绘制排气阀排气曲线图。