CN109253938B - 一种球阀汽蚀闪蒸试验装置 - Google Patents

一种球阀汽蚀闪蒸试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种球阀汽蚀闪蒸试验装置，包括压力容器、通气口、测试组件和回收组件；所述压力容器侧壁上设置有进液口；所述测试组件包括有循环管路、用于放置被测试球阀的球阀架和用于控制被测试球阀的电气温度控制柜；流体通过进液口进入到压力容器内，压缩空气从通气口进入到压力容器内；在压缩空气作用下，流体从压力容器压入循环管路内，被测试球阀被调节至实验所需开度，由于压力释放，流体通过被测试球阀时发生汽蚀闪蒸现象，回收组件就会将液态流体重新回收至压力容器内，此为一循环，进行若干次循环，试验结束后，取下被测试球阀，然后先观察球体表面硬化层脱落情况，再检测该球阀的性能变化，从而确定该球阀的抗汽蚀闪蒸性能。

Description

一种球阀汽蚀闪蒸试验装置
技术领域
本发明涉及能源化工技术领域，更具体的说是涉及一种球阀汽蚀闪蒸试验装置。
背景技术
硬密封高压球阀因其具有启闭迅速、流阻小，高可靠性的特点，所以在化工中有着广泛的应用；但在实际使用中，由于在小开度下，流体流速极快，易发生汽蚀闪蒸现象，从而容易造成球体表面硬化层脱落及其阀体冲透现象；为了保证流体输送的安全性，需要对球阀进行抗汽蚀闪蒸试验；但目前还没有出现一种装置可以测试球阀的抗汽蚀闪蒸性能，这使得流体输送的安全性无法保证，存在安全隐患。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种球阀汽蚀闪蒸试验装置，该装置能够较准确得测试出球阀的抗汽蚀闪蒸性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种球阀汽蚀闪蒸试验装置，包括用于放置流体的压力容器、用于导入压缩空气的通气口、测试组件和回收组件；所述通气口与压力容器相连通；所述测试组件一端与压力容器相连通，另一端与回收组件相连通；所述回收组件与压力容器相连通；所述压力容器侧壁上设置有用于流体进入的进液口；所述测试组件包括有循环管路、用于放置被测试球阀的球阀架和用于控制被测试球阀的电气温度控制柜；所述循环管路一端与压力容器相连通，另一端与被测试球阀相连通；被测试球阀另一端与回收组件相连通；回收组件回收通过被测试球阀的流体，将流体重新返回至压力容器内。
作为本发明的进一步改进，所述通气口包括低压入口和高压入口，低压入口用于在低压状态时将压缩空气通入，高压入口用于在高压状态时将压缩空气通入；所述压力容器上设置有SV101阀，所述SV101阀一端与低压入口相连通，另一端与压力容器相连通；所述高压入口与压力容器相连通。
作为本发明的进一步改进，所述回收组件包括闪蒸罐、SV103阀和SV104阀；所述SV103阀一端与闪蒸罐相连通，另一端与低压入口相连通；所述SV104阀一端与闪蒸罐相连通，另一端与压力容器相连通；所述闪蒸罐设置有SV105阀，所述SV105阀一端与被测试球阀相连通，另一端与闪蒸罐相连通。
作为本发明的进一步改进，所述循环管路内设置有用于加热流体的加热组件，所述加热组件包括有加热件和保温层，所述加热件套设在用于运输流体的管道上，所述加热件由电气温度控制柜所控制，所述保温层位于循环管路内壁上。
作为本发明的进一步改进，所述循环管路上设置有用于测量管道压力的压力表和用于测量管道内流体温度的温度表。
作为本发明的进一步改进，所述被测试球阀一端设置有用于观察流体流动现象的高压视镜。
作为本发明的进一步改进，还包括有用于去除压力容器内空气的排气组件，所述排气组件包括有SV102阀和排气阀，所述SV102阀一端与压力容器相连通，另一端与排气阀相连通。
作为本发明的进一步改进，还包括有保证测试安全的安全组件，所述安全组件包括有SV108阀和SV109阀，所述SV108阀与压力容器相连通，所述SV109阀与被测试球阀相连通。
作为本发明的进一步改进，一种球阀汽蚀闪蒸试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：流体通过进液口进入到压力容器内；然后打开SV102阀和排气阀进行排气，排完气后再关闭SV102阀和排气阀；
步骤二：在低压状态时，打开SV101阀，将压缩空气通过低压入口，再通过SV101阀进入到压力容器内；在高压状态时，将压缩空气通过高压入口进入到压力容器内；
步骤三：以压缩空气为动力源，将流体压入循环管路内，然后在电气温度柜的控制下，将循环管路内的流体温度调节至一定温度，接着将被测试球阀调节至实验开度；打开SV105阀；随着压力释放，循环管路内的流体通过被测试球阀时发生汽蚀闪蒸现象，其中一部分液态流体变成气态流体；此时用高压视镜观察到该汽蚀闪蒸现象；
步骤四：液态流体和气态流体通过SV105阀，进入到闪蒸罐内；关闭SV105阀，打开SV103阀和SV104阀，气态流体通过SV103阀，再通过低压入口；液态流体通过SV104阀进入到压力容器内，此为一个循环；
步骤五：经过若干个循环后，将被测试球阀取下，并观察其球体表面硬化层脱落情况，从而确定被测试球阀的抗汽蚀闪蒸性能。
本发明的有益效果：通过先将流体通过进液口进入到压力容器内，压缩空气在通气口的作用下进入到压力容器内；以压缩空气为动力源，将流体从压力容器压入循环管路内；在电气温度控制柜上设置有电气温度控制台，通过人为的设定数值，将被测试球阀的开度调节至实验所需开度；调节好后，位于循环管路内中的压力就会释放，此时当流体通过被测试球阀时，由于压力的突然下降，就会发生汽蚀闪蒸现象，使得一部分液态流体变成气态流体；在发生汽蚀闪蒸现象时，可能会对被测试球阀造成一定的伤害；当液态流体和气态流体通过被测试球阀后，就会通过回收组件，回收组件就会将液态流体重新回收至压力容器内，此为一循环；根据实际需求，进行若干次循环，试验结束后，取下被测试球阀，然后先观察球体表面硬化层脱落情况，然后再用仪器检测该球阀的一些性能变化，从而确定该球阀的抗汽蚀闪蒸性能。该装置能够较准确的测试出球阀的抗汽蚀闪蒸性能，保证了流体输送的安全性，避免了安全隐患。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的局部放大图；
附图标记：1、压力容器；11、进液口；2、通气口；21、低压入口；22、高压入口；23、SV101阀；3、测试组件；31、循环管路；32、球阀架；33、电气温度控制柜；34、高压视镜；4、回收组件；41、闪蒸罐；42、SV103阀；43、SV104阀；44、SV105阀；5、加热组件；51、加热件；52、保温层；53、管道；54、压力表；55、温度表；6、排气组件；61、SV102阀；62、排气阀；7、安全组件；71、SV108阀；72、SV109阀；8、被测试球阀；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
参照图1至2所示，本实施例的一种球阀汽蚀闪蒸试验装置，包括用于放置流体的压力容器1、用于导入压缩空气的通气口2、测试组件3和回收组件4；所述通气口2与压力容器1相连通；所述测试组件3一端与压力容器1相连通，另一端与回收组件4相连通；所述回收组件4与压力容器1相连通；所述压力容器1侧壁上设置有用于流体进入的进液口11；所述测试组件3包括有循环管路31、用于放置被测试球阀8的球阀架32和用于控制被测试球阀8的电气温度控制柜33；所述循环管路31一端与压力容器1相连通，另一端与被测试球阀8相连通；被测试球阀8另一端与回收组件4相连通；回收组件4回收通过被测试球阀8的流体，将流体重新返回至压力容器1内。
通过上述技术方案：本发明中所使用的流体主要指水，但不仅仅包括水。流体通过进液口11进入到压力容器1内，压缩空气在通气口2的作用下进入到压力容器1内；以压缩空气为动力源，将流体从压力容器1压入循环管路31内；在电气温度控制柜33上设置有电气温度控制台，通过人为的设定数值，将被测试球阀8的开度调节至实验所需开度；调节好后，位于循环管路31内中的压力就会释放，当流体通过被测试球阀8时，由于压力的突然下降，就会发生汽蚀闪蒸现象，使得一部分液态流体变成气态流体；在发生汽蚀闪蒸现象时，可能会对被测试球阀8造成一定的伤害；当液态流体和气态流体通过被测试球阀8后，就会通过回收组件4，回收组件4就会将液态流体重新回收至压力容器1内，此为一循环；根据实际需求，进行若干次循环，试验结束后，取下被测试球阀8，然后先观察球体表面硬化层脱落情况，然后再用仪器检测该球阀的一些性能变化，从而确定该球阀的抗汽蚀闪蒸性能。该装置能够较准确的测试出球阀的抗汽蚀闪蒸性能，保证了流体输送的安全性，避免了安全隐患。
作为改进的一种具体实施方式，所述通气口2包括低压入口21和高压入口22，低压入口21用于在低压状态时将压缩空气通入，高压入口22用于在高压状态时将压缩空气通入；所述压力容器1上设置有SV101阀23，所述SV101阀23一端与低压入口21相连通，另一端与压力容器1相连通；所述高压入口22与压力容器1相连通。
通过上述技术方案：本发明中低压是指压强小于0.8MPa为低压，压强大于0.8MPa为高压。在低压状态时，压缩空气会从低压入口21进入到压力容器1内；在高压状态时，压缩空气就会从高压入口22进入到压力容器1；根据不同的压强情况下，压缩空气进入压力容器1的方式也有所不同，从而保证在各种压强情况下，压缩空气都能进入压力容器1内，提高了试验操作的可行性和科学性。同时通过在低压入口21和压力容器1之间设置SV101阀23，进一步保证了试验的安全性。
作为改进的一种具体实施方式，所述回收组件4包括闪蒸罐41、SV103阀42和SV104阀43；所述SV103阀42一端与闪蒸罐41相连通，另一端与低压入口21相连通；所述SV104阀43一端与闪蒸罐41相连通，另一端与压力容器1相连通；所述闪蒸罐41设置有SV105阀44，所述SV105阀44一端与被测试球阀8相连通，另一端与闪蒸罐41相连通。
通过上述技术方案：打开SV105阀44，液态流体和气态流体就会进入到闪蒸罐41；接着关闭SV105阀44，开启SV103阀42和SV104阀43，位于闪蒸罐41内的气态流体就会通过SV103阀42，再通过低压入口21排放到外界；而液态流体就会通过SV104阀43，进入到压力容器1内，下次循环继续使用。该回收组件4方便实用，尽可能的回收了大部分资源，减少了测试成本，提高了经济效益。
作为改进的一种具体实施方式，所述循环管路31内设置有用于加热流体的加热组件5，所述加热组件5包括有加热件51和保温层52，所述加热件51套设在用于运输流体的管道53上，所述加热件51由电气温度控制柜33所控制，所述保温层52位于循环管路31内壁上。
通过上述技术方案：通过设置加热件51，在加热件51的加热作用下，位于管道53的流体温度也会发生一定变化，保证了在压强发生变化后，流体通过被测试球阀8时必然会发生汽蚀闪蒸现象，保证试验的准确性，利于准确测试出被测试球阀8的抗汽蚀闪蒸性能；加热件51为电热丝；通过设置有保温层52，本发明中的保温层52为硅酸铝保温材料制成，具有很强的保温性，这样加热件51产生的热量就不会散发到外界，减少热量的损耗，从而减少资源的浪费，提高经济效益。
作为改进的一种具体实施方式，所述循环管路31上设置有用于测量管道53压力的压力表54和用于测量管道53内流体温度的温度表55。
通过上述技术方案：通过设置有压力表54和温度表55，就可以及时的检测出位于循环管路31内的流体的温度和管道53内的压强，这样就可以随时调整实验参数，保证试验的的准确性和安全性，减少意外的发生。
作为改进的一种具体实施方式，所述被测试球阀8一端设置有用于观察流体流动现象的高压视镜34。
通过上述技术方案：通过设置有高压视镜34，测试人员通过高压视镜34能够观测到流体通过球阀时是否发生汽蚀闪蒸现象以及汽蚀闪蒸现象发生时的具体场景，第一是保证了试验得可行性和准确性；第二是通过观侧汽蚀闪蒸发生时的具体场景，利于研究人员研究出高抗汽蚀闪蒸的球阀，保证了流体输送的安全性。
作为改进的一种具体实施方式，还包括有用于去除压力容器1内空气的排气组件6，所述排气组件6包括有SV102阀61和排气阀62，所述SV102阀61一端与压力容器1相连通，另一端与排气阀62相连通。
通过上述技术方案：排气阀62一端与SV102阀61相连通，另一端与外界大气或者贮存气体的容器相连接；当流体通过进液口11进入到压力容器1时，此时打开SV102阀61和排气阀62，这样位于压力容器1内的气体就会通过SV102阀61和排气阀62散发到外界或者相应容器内，这样流体就可以完全充满压力容器1，便于等下压缩空气将流体压入循环管路31内，提高试验的可行性。排完气后，再关闭SV102阀61和排气阀62，进行后续操作。
作为改进的一种具体实施方式，还包括有保证测试安全的安全组件7，所述安全组件7包括有SV108阀71和SV109阀72，所述SV108阀71与压力容器1相连通，所述SV109阀72与被测试球阀8相连通。
通过上述技术方案：通过设置有SV108阀71和SV109阀72，当在测试过程中，如果发生通入压缩空气过多等其他意外事故时，可以通过打开SV108阀71和SV109阀72，将多余的压缩空气排放到外界或者相应容器内，从而保证试验的安全性和流畅性，避免造成人员伤亡和经济损失。
作为改进的一种具体实施方式，一种球阀汽蚀闪蒸试验方法，包括以下步骤：
步骤一：流体通过进液口11进入到压力容器1内；然后打开SV102阀61和排气阀62进行排气，排完气后再关闭SV102阀61和排气阀62；
步骤二：在低压状态时，打开SV101阀23，将压缩空气通过低压入口21，再通过SV101阀23进入到压力容器1内；在高压状态时，将压缩空气通过高压入口22进入到压力容器1内；
步骤三：以压缩空气为动力源，将流体压入循环管路31内，然后在电气温度柜的控制下，将循环管路31内的流体温度调节至一定温度，接着将被测试球阀8调节至实验开度；打开SV105阀44；随着压力释放，循环管路31内的流体通过被测试球阀8时发生汽蚀闪蒸现象，其中一部分液态流体变成气态流体；此时用高压视镜34观察到该汽蚀闪蒸现象；
步骤四：液态流体和气态流体通过SV105阀44，进入到闪蒸罐41内；关闭SV105阀44，打开SV103阀42和SV104阀43，气态流体通过SV103阀42，再通过低压入口21；液态流体通过SV104阀43进入到压力容器1内，此为一个循环；
步骤五：经过若干个循环后，将被测试球阀8取下，并观察其球体表面硬化层脱落情况，从而确定被测试球阀8的抗汽蚀闪蒸性能。
通过上述技术方案：该试验方法简单有效，能够较准确的测试出被测试球阀8的抗汽蚀闪蒸性能，同时又十分安全可靠，制得推广与应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种球阀汽蚀闪蒸试验装置，其特征在于：包括用于放置流体的压力容器(1)、用于导入压缩空气的通气口(2)、测试组件(3)和回收组件(4)；所述通气口(2)与压力容器(1)相连通；所述测试组件(3)一端与压力容器(1)相连通，另一端与回收组件(4)相连通；所述回收组件(4)与压力容器(1)相连通；所述压力容器(1)侧壁上设置有用于流体进入的进液口(11)；所述测试组件(3)包括有循环管路(31)、用于放置被测试球阀(8)的球阀架(32)和用于控制被测试球阀(8)的电气温度控制柜(33)；所述循环管路(31)一端与压力容器(1)相连通，另一端与被测试球阀(8)相连通；被测试球阀(8)另一端与回收组件(4)相连通；回收组件(4)回收通过被测试球阀(8)的流体，将流体重新返回至压力容器(1)内；
所述通气口(2)包括低压入口(21)和高压入口(22)，低压入口(21)用于在低压状态时将压缩空气通入，高压入口(22)用于在高压状态时将压缩空气通入；所述压力容器(1)上设置有SV101阀(23)，所述SV101阀(23)一端与低压入口(21)相连通，另一端与压力容器(1)相连通；所述高压入口(22)与压力容器(1)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种球阀汽蚀闪蒸试验装置，其特征在于：所述回收组件(4)包括闪蒸罐(41)、SV103阀(42)和SV104阀(43)；所述SV103阀(42)一端与闪蒸罐(41)相连通，另一端与低压入口(21)相连通；所述SV104阀(43)一端与闪蒸罐(41)相连通，另一端与压力容器(1)相连通；所述闪蒸罐(41)设置有SV105阀(44)，所述SV105阀(44)一端与被测试球阀(8)相连通，另一端与闪蒸罐(41)相连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种球阀汽蚀闪蒸试验装置，其特征在于：所述循环管路(31)内设置有用于加热流体的加热组件(5)，所述加热组件(5)包括有加热件(51)和保温层(52)，所述加热件(51)套设在用于运输流体的管道(53)上，所述加热件(51)由电气温度控制柜(33)所控制，所述保温层(52)位于循环管路(31)内壁上。
4.根据权利要求3所述的一种球阀汽蚀闪蒸试验装置，其特征在于：所述循环管路(31)上设置有用于测量管道(53)压力的压力表(54)和用于测量管道(53)内流体温度的温度表(55)。
5.根据权利要求2所述的一种球阀汽蚀闪蒸试验装置，其特征在于：所述被测试球阀(8)一端设置有用于观察流体流动现象的高压视镜(34)。
6.根据权利要求5所述的一种球阀汽蚀闪蒸试验装置，其特征在于：还包括有用于去除压力容器(1)内空气的排气组件(6)，所述排气组件(6)包括有SV102阀(61)和排气阀(62)，所述SV102阀(61)一端与压力容器(1)相连通，另一端与排气阀(62)相连通。
7.根据权利要求6所述的一种球阀汽蚀闪蒸试验装置，其特征在于：还包括有保证测试安全的安全组件(7)，所述安全组件(7)包括有SV108阀(71)和SV109阀(72)，所述SV108阀(71)与压力容器(1)相连通，所述SV109阀(72)与被测试球阀(8)相连通。
8.一种球阀汽蚀闪蒸试验方法，应用于如权利要求6或7所述的球阀汽蚀闪蒸试验装置；
其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：流体通过进液口(11)进入到压力容器(1)内；然后打开SV102阀(61)和排气阀(62)进行排气，排完气后再关闭SV102阀(61)和排气阀(62)；
步骤二：在低压状态时，打开SV101阀(23)，将压缩空气通过低压入口(21)，再通过SV101阀(23)进入到压力容器(1)内；在高压状态时，将压缩空气通过高压入口(22)进入到压力容器(1)内；
步骤三：以压缩空气为动力源，将流体压入循环管路(31)内，然后在电气温度柜的控制下，将循环管路(31)内的流体温度调节至一定温度，接着将被测试球阀(8)调节至实验开度；打开SV105阀(44)；随着压力释放，循环管路(31)内的流体通过被测试球阀(8)时发生汽蚀闪蒸现象，其中一部分液态流体变成气态流体；此时用高压视镜(34)观察到该汽蚀闪蒸现象；
步骤四：液态流体和气态流体通过SV105阀(44)，进入到闪蒸罐(41)内；关闭SV105阀(44)，打开SV103阀(42)和SV104阀(43)，气态流体通过SV103阀(42)，再通过低压入口(21)；液态流体通过SV104阀(43)进入到压力容器(1)内，此为一个循环；
步骤五：经过若干个循环后，将被测试球阀(8)取下，并观察其球体表面硬化层脱落情况，从而确定被测试球阀(8)的抗汽蚀闪蒸性能。
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