CN109737236A

CN109737236A - 调节阀检测装置

Info

Publication number: CN109737236A
Application number: CN201910155696.8A
Authority: CN
Inventors: 程路
Original assignee: Xuzhou Chemical Machinery Co Ltd
Current assignee: Xuzhou Chemical Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-03-01
Filing date: 2019-03-01
Publication date: 2019-05-10
Anticipated expiration: 2039-03-01
Also published as: CN109737236B

Abstract

本发明公布一种调节阀检测装置，调节阀连接有执行机构，执行机构上安装有定位器；所述执行机构的控制杆的外端连接有连接杆；所述连接杆轴心开有通孔，连接杆外端通过两通连接有膜室压力传感器和动态推力应变传感器；连接杆上还安装有位移传感器；所述执行机构的进气管路连接有气源压力传感器；所述定位器中安装有用于监测定位器的输入信号的输入信号采集器。本发明可监测调节阀的实际运行状况，检测调节阀所控制的管道的工艺参数的变化，实现调节阀的预测性维护；具有多种传感器，可配置于多种执行机构和调节阀，应用广泛，能高效地实现从故障分析到制定维修方案及现场维修服务，让用户放心使用。

Description

调节阀检测装置

技术领域

本发明涉及调节阀的特性参数检测技术领域，具体是一种调节阀检测装置。

背景技术

针对调节阀行业的故障诊断，现大多靠停车检修来实现，这样会造成不必要的检修或遗漏有故障隐患的调节阀。目前调节阀故障诊断功能模块均是基于智能阀门定位器或执行机构，因此调节阀故障诊断装置无法适用于多种品牌、多种规格、多种参数的调节阀。

目前调节阀的现场故障诊断装置无法实现对有故障调节阀进行针对性的检测及分析，且不能将检测数据及时传递到调节阀制造工厂进行及时的故障分析，无法实现在线、及时、有效掌握及分析调节阀的运行信息。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种调节阀检测装置。

本发明通过以下技术方案实现：一种调节阀检测装置，调节阀连接有执行机构，执行机构上安装有定位器；

所述执行机构的控制杆的外端连接有连接杆；所述连接杆轴心开有通孔，连接杆外端通过两通连接有膜室压力传感器和动态推力应变传感器；连接杆上还安装有位移传感器；

所述执行机构的进气管路连接有气源压力传感器；

所述定位器中安装有用于监测定位器的输入信号的输入信号采集器。

其进一步是：所述连接杆通过推杆与所述执行机构的控制杆连接；所述推杆是一根阶梯轴，且推杆两端开有螺纹，推杆的一端与执行机构的控制杆通过螺纹连接，另一端与连接杆通过螺纹连接，且在螺纹连接处涂有螺纹密封胶；所述推杆、执行机构的控制杆、连接杆轴心是贯通的通孔。

所述执行机构的上膜盖上固定有连接下垫，连接下垫上端连接有连接上垫；所述连接下垫、连接上垫呈圆盘形，连接下垫、连接上垫中间开有通孔，在连接下垫、连接上垫通孔中套装有轴套；所述连接杆穿过轴套，在连接杆与轴套之间设置有滑动轴承和密封件；在所述轴套、连接下垫、执行机构上膜盖之间放置有O型圈；所述连接上垫外径小于连接下垫，连接上垫外圆加工有螺纹；外壳下端内部开有内螺纹，外壳旋紧固定在连接上垫的螺纹上，在外壳和连接上垫之间放置有垫片。

所述连接下垫的上下端面有开有螺纹孔，在执行机构上膜盖上开有与连接下垫下端的螺纹孔相对应的通孔，连接下垫与执行机构上膜盖之间通过螺钉Ⅰ紧固连接；所述连接上垫上开有通孔，连接上垫上侧设有活动连接支架；所述活动连接支架上开有两个U型长槽，通过六角螺栓将活动连接支架和连接上垫与连接垫上端的螺纹孔紧固连接。

所述活动连接支架上侧固定有支架，支架上开有通孔；在所述支架通孔中套装有连接轴，连接轴上穿有扭簧、传感器支撑板；所述连接轴一端通过挡圈Ⅱ固定在支架上，连接轴另一端固定有挡圈Ⅲ，挡圈Ⅲ将扭簧固定在连接轴上；所述传感器支撑板上端开有通孔，所述位移传感器的轴穿过传感器支撑板上端的通孔，挡圈Ⅰ将支撑板固定在位移传感器的轴上；

所述位移传感器的轴的端部通过锁定螺钉固定安装有齿轮；在所述连接杆一侧通过螺钉Ⅱ固定有齿条，所述齿轮与齿条啮合。

在所述连接上垫上侧固定有电池、电路板系统；所述位移传感器、膜室压力传感器、动态推力传感器、输入信号采集器、气源压力传感器通过线缆连接到所述电路板系统，电路板系统连接有液晶显示屏。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可监测调节阀的实际运行状况，检测调节阀所控制的管道的工艺参数的变化，实现调节阀的预测性维护；具有多种传感器，可配置于多种执行机构和调节阀，应用广泛，能高效地实现从故障分析到制定维修方案及现场维修服务，让用户放心使用。

附图说明

图1是本发明工作装配图；

图2是本发明主视剖视图；

图3是本发明左视剖视图；

图4是本发明俯视剖视图；

图5是本发明俯视图；

图6是故障诊断器电路连接示意图；

图中：1、调节阀检测装置；2、调节阀；3、定位器；3-1、定位器输入信号传输线缆；4、减压阀；5、气源压力传感器；5-1、气源压力信号传输线缆；6、三通；7、膜室压力传感器；8、位移传感器；9、动态推力应变式传感器；10、连接杆；11、挡圈Ⅰ；12、传感器支撑板；13、扭簧；14、螺钉Ⅱ；15、齿条；16、齿轮；17、锁紧螺钉；18、挡圈Ⅱ；19、两通；20、外壳；21、电池；22、电路板系统；23、密封件；24、垫片；25、滑动轴承；26、O型圈；27、线缆通道；28、螺钉Ⅰ；29、开口挡圈；30、连接轴；31、连接上垫；32、连接下垫；33、推杆；34、活动连接架；35、六角螺栓；36、液晶显示器；37、轴套；38、支架；39、挡圈Ⅲ。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种调节阀检测装置，调节阀2连接有执行机构，执行机构上安装有定位器3；执行机构的进气管路设有三通6和减压阀4。三通6一端连接气源压力传感器5。定位器3中安装有用于监测定位器3的输入信号的输入信号采集器。

再结合图2至图5所示，

连接杆10通过推杆33与执行机构的控制杆连接。推杆33是一根阶梯轴，且推杆33两端开有螺纹，推杆33的一端与执行机构的控制杆通过螺纹连接，另一端与连接杆10通过螺纹连接，且在螺纹连接处涂有螺纹密封胶。推杆33、执行机构的控制杆、连接杆10轴心是贯通的通孔，连接杆10外端通孔处通过两通19连接膜室压力传感器7和动态推力应变传感器9。通过这种结构，可将执行机构膜室内的压力引出到膜室压力传感器7，且将执行机构推杆的推力传递到动态推力应变传感器9。

连接下垫32呈圆盘形，连接下垫32的上下端面有开有螺纹孔，在执行机构上膜盖上开有与连接下垫32下端的螺纹孔相对应的通孔，连接下垫32与执行机构上膜盖之间通过螺钉Ⅰ28紧固连接。连接上垫31呈圆盘形，连接上垫31上开有通孔，连接上垫31上侧设有活动连接支架34。活动连接支架34上开有两个U型长槽，通过六角螺栓35将活动连接支架34和连接上垫31与连接垫32上端的螺纹孔紧固连接。连接上垫31外径小于连接下垫32，连接上垫31外圆加工有螺纹；外壳20下端内部开有内螺纹，外壳20旋紧固定在连接上垫31的螺纹上，在外壳20和连接上垫之间31放置有垫片24。连接下垫32、连接上垫31中间开有通孔，在连接下垫32、连接上垫31通孔中套装有轴套37。连接杆10穿过轴套37，在连接杆10与轴套37之间设置有滑动轴承25和密封件23。在轴套37、连接下垫32、执行机构上膜盖之间放置有O型圈26。

活动连接支架34上侧焊接固定有支架38，支架38上开有通孔。在支架38通孔中套装有连接轴30，连接轴30上穿有扭簧13、传感器支撑板12。连接轴30一端通过挡圈Ⅱ18固定在支架38上，连接轴30另一端固定有挡圈Ⅲ39，挡圈Ⅲ39将扭簧13固定在连接轴30上。传感器支撑板12上端开有通孔，位移传感器8的轴穿过传感器支撑板12上端的通孔，挡圈Ⅰ11将支撑板12固定在位移传感器8的轴上。位移传感器8的轴的端部通过锁定螺钉17固定安装有齿轮16；在连接杆10一侧通过螺钉Ⅱ14固定有齿条15，齿轮16与齿条15啮合。

在连接上垫31上侧固定有电池21和电路板系统22，电池21用于向装置供电。位移传感器8、膜室压力传感器7、动态推力传感器9通过线缆连接到电路板系统22，电路板系统22连接有液晶显示屏36。输入信号采集器通过定位器输入信号传输线缆3-1将信号传给电路板系统22，气源压力传感器5通过气源压力信号传输线缆5-1将信号传给电路板系统22。

在实际使用时，

膜室压力传感器7通过两通19和连接杆10的中心通孔，进而与执行机构膜室连通，膜室压力传感器7可随时反馈膜室压力的变化，并经过线缆将检测数据传递到电路板系统的检测数据存储器；

执行机构控制杆产生上下位移时，带动连接杆10移动，固定在连接杆10上的齿条15也产生位移，与齿条15啮合的齿轮16发生转动，与齿轮16同轴的位移传感器8同时发生转动，进而检测到执行机构推杆的位移变化，并经过线缆将检测数据传递到电路板系统系统的检测数据存储器；

同时动态推力应变式传感器9产生相应移动，动态推力应变式传感器9检测到执行机构控制杆的动态加速度，通过执行机构控制杆的质量转换成执行机构的推力数值，并经过线缆将检测数据传递到电路板系统的检测数据存储器；

输入信号采集器安装于定位器内输入信号的接线端，可随时监测输入信号的变化，并经过输入信号反馈线缆将检测数据传递到电路板系统系统的检测数据存储器；

气源经过三通6流过减压阀，进入执行机构；气源压力传感器5安装在三通6上，可随时监测气源压力的变化，将气源压力的检测数据经过气源压力信号反馈线缆传递到电路板系统系统的检测数据存储器；

当调节阀控制的是管道介质的下游压力时，调节阀的出口压力与调节阀的开度具有一定的对应关系；当调节阀控制的是管道介质的流量时，流经调节阀的介质流量与调节阀的开度具有一定的对应关系；当调节阀控制的是管道介质的温度时，介质的温度与调节阀的开度具有一定的对应关系；因此位移传感器获取阀杆的位移变化，可得到调节阀的开度，根据已存的调节阀开度与下游压力、调节阀开度与介质流量、调节阀开度与介质温度的对应关系，可利用开度值换算出管道介质的下游压力、流量或温度参数值。

上述实施例可以看出，本发明可监测调节阀的实际运行状况，检测调节阀所控制的管道的工艺参数的变化，实现调节阀的预测性维护；具有多种传感器，可配置于多种执行机构和调节阀，应用广泛，能高效地实现从故障分析到制定维修方案及现场维修服务，让用户放心使用。

实施例二

在上述实施例一的基础上；

结合图6所示，电路板系统包括故障诊断器和一个检测数据分析软件，故障诊断器的微处理器为STM32F407，外设主要有ADC，PWM，WIFI，USB，RS232和触摸屏，触摸屏即为上述实施例一的液晶显示屏36。

当要对阀门进行故障诊断时，操作人员通过触摸屏对调节阀诊断系统发送诊断指令。微处理器接收到指令后通过生成PWM以输出4-20mA电流。定位器接收到电流信号后，控制阀门开合。此时膜室压力传感器7、动态推力应变传感器9、位移传感器8、和气源压力传感器5采集阀门数据，并将数据通过ADC通道传递给STM32F407微处理器进行分析处理，此时微处理器也将记录采集的时间和输出的电流信号；

采集数据完毕后，故障诊断器对阀门进行故障判断。将输入信号、膜室压力、位移、气源压力、时间数据、执行机构输出扭矩或输出力、操作温度、应力值进行处理，并与调节阀的原始数据（基本误差、回差、死区、始终点偏差、额定行程偏差、滞后时间、动作速度、气源压力、执行机构理论输出扭矩或输出力、设计温度、材料许用应力等）进行比较，就可判断调节阀运行的状况和故障类型。

此外故障诊断器可将检测数据发送到检测数据分析软件，检测数据分析软件对检测数据进行智能分析，并生成七条性能波形曲线，根据性能波形曲线判断故障类型。检测数据分析软件分析的内容：

a调节阀精度分析：⑴基本误差 ⑵回差 ⑶死区 ⑷始终点偏差 ⑸额定行程偏差。

b调节阀膜室密封性、调节阀执行机构刚度的变化（膜室漏气、弹簧断裂或失效）。

c调节阀摩擦力分析（静摩擦力、动摩擦力）及填料失效性分析。

d调节阀密封力变化及泄漏量的分析。

e调节阀运行的平稳性、滞后性及振动性变化（阀门打哽、卡顿、过冲、振动）。

f调节阀附件（定位器、减压阀）的性能分析。

g调节阀在线工作开度分析。

h执行机构输出力或力矩分析。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种调节阀检测装置，调节阀（2）连接有执行机构，执行机构上安装有定位器（3）；

其特征在于：

所述执行机构的控制杆的外端连接有连接杆（10）；所述连接杆（10）轴心开有通孔，连接杆（10）外端通过两通（19）连接有膜室压力传感器（7）和动态推力应变传感器（9）；连接杆（10）上还安装有位移传感器（8）；

所述执行机构的进气管路连接有气源压力传感器（5）；

所述定位器（3）中安装有用于监测定位器（3）的输入信号的输入信号采集器。

2.根据权利要求1所述的调节阀检测装置，其特征在于：所述连接杆（10）通过推杆（33）与所述执行机构的控制杆连接；所述推杆（33）是一根阶梯轴，且推杆（33）两端开有螺纹，推杆（33）的一端与执行机构的控制杆通过螺纹连接，另一端与连接杆（10）通过螺纹连接，且在螺纹连接处涂有螺纹密封胶；所述推杆（33）、执行机构的控制杆、连接杆（10）轴心是贯通的通孔。

3.根据权利要求1所述的调节阀检测装置，其特征在于：所述执行机构的上膜盖上固定有连接下垫（32），连接下垫（32）上端连接有连接上垫（31）；所述连接下垫（32）、连接上垫（31）呈圆盘形，连接下垫（32）、连接上垫（31）中间开有通孔，在连接下垫（32）、连接上垫（31）通孔中套装有轴套（37）；所述连接杆（10）穿过轴套（37），在连接杆（10）与轴套（37）之间设置有滑动轴承（25）和密封件（23）；在所述轴套（37）、连接下垫（32）、执行机构上膜盖之间放置有O型圈（26）；所述连接上垫（31）外径小于连接下垫（32），连接上垫（31）外圆加工有螺纹；外壳（20）下端内部开有内螺纹，外壳（20）旋紧固定在连接上垫（31）的螺纹上，在外壳（20）和连接上垫之间（31）放置有垫片（24）。

4.根据权利要求3所述的调节阀检测装置，其特征在于：所述连接下垫（32）的上下端面有开有螺纹孔，在执行机构上膜盖上开有与连接下垫（32）下端的螺纹孔相对应的通孔，连接下垫（32）与执行机构上膜盖之间通过螺钉Ⅰ（28）紧固连接；所述连接上垫（31）上开有通孔，连接上垫（31）上侧设有活动连接支架（34）；所述活动连接支架（34）上开有两个U型长槽，通过六角螺栓（35）将活动连接支架（34）和连接上垫（31）与连接垫（32）上端的螺纹孔紧固连接。

5.根据权利要求4所述的调节阀检测装置，其特征在于：所述活动连接支架（34）上侧固定有支架（38），支架（38）上开有通孔；在所述支架（38）通孔中套装有连接轴（30），连接轴（30）上穿有扭簧（13）、传感器支撑板（12）；所述连接轴（30）一端通过挡圈Ⅱ（18）固定在支架（38）上，连接轴（30）另一端固定有挡圈Ⅲ（39），挡圈Ⅲ（39）将扭簧（13）固定在连接轴（30）上；所述传感器支撑板（12）上端开有通孔，所述位移传感器（8）的轴穿过传感器支撑板（12）上端的通孔，挡圈Ⅰ（11）将支撑板（12）固定在位移传感器（8）的轴上；

所述位移传感器（8）的轴的端部通过锁定螺钉（17）固定安装有齿轮（16）；在所述连接杆（10）一侧通过螺钉Ⅱ（14）固定有齿条（15），所述齿轮（16）与齿条（15）啮合。

6.根据权利要求3所述的调节阀检测装置，其特征在于：在所述连接上垫（31）上侧固定有电池（21）、电路板系统（22）；所述位移传感器（8）、膜室压力传感器（7）、动态推力传感器（9）、输入信号采集器、气源压力传感器（5）通过线缆连接到所述电路板系统（22），电路板系统（22）连接有液晶显示屏（36）。