CN110579343B - 直线式阀门电动执行器综合测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了直线式阀门电动执行器综合测试装置，其技术方案要点是包括电动执行装置、第一推动器、第二推动器、拉线位移编码器和力值传感器，控制器控制电动执行装置启闭，当电动执行装置启动时，控制器控制第一推动器和第二推动器轮流启闭，第一推动器或第二推动器与外伸梁推动摩擦套与耐磨导轨摩擦。本发明具有以下有益效果：通过力值传感器间接测量摩擦套和耐磨导轨的摩擦力来测算负载，不受外界环境影响，例如温差影响，保证测量的准确性。通过控制器自动化控制，提升测量速度，减少人力，提高效率，保证测量的精度。

Description

直线式阀门电动执行器综合测试装置

技术领域

本发明涉及阀门测试设备，更具体地说，它涉及直线式阀门电动执行器综合测试装置。

背景技术

直线式阀门电动执行装置寿命是指在电动装置模拟阀门启闭扭矩的变化进行开关循环操作，直至失去规定的性能时电动开关的总次数。电动装置寿命试验时，以运动转矩运转，以最大控制转矩关闭。如以推力表示，即以三分之一的最大推力运行，以最大推力关闭。电动装置一开一关为运转一次。电动装置寿命试验测试项目分别为运行效率、控制转矩和位置控制精度。通过测量试验前和试验后性能变化得到的参数做出试验报告。在试验中，直接测量直线式阀门，容易受外界环境影响，例如温差影响传感器，导致测量的性能产生误差。

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直线式阀门电动执行器综合测试装置，该试验机能够间接测量直线式阀门电动执行装置的性能，减少外界环境对测量产生影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：直线式阀门电动执行器综合测试装置，包括有控制器、电动执行装置和寿命试验机，寿命试验机包括外罩、耐磨导轨、摩擦套、外伸梁、拉线位移编码器、力值传感器、第一推动器和第二推动器，拉线位移编码器固定在外罩的内壁上，耐磨导轨的一端与拉线位移编码器的拉线连接，耐磨导轨的另一端穿过外罩与电动执行装置的执行端连接，摩擦套套设在耐磨导轨上，外伸梁的一端转动连接在外罩的内壁上，外伸梁的另一端连接在耐磨导轨上，力值传感器、第一推动器和第二推动器安装在外罩的内壁上，力值传感器的检测端连接在外伸梁上，第一推动器的伸缩端连接在摩擦套上，第二推动器的伸缩端抵接在摩擦套上，电动执行装置、第一推动器、第二推动器、拉线位移编码器和力值传感器与控制器连接，控制器控制电动执行装置启闭，当电动执行装置启动时，控制器控制第一推动器和第二推动器轮流启闭，第一推动器或第二推动器与外伸梁推动摩擦套与耐磨导轨摩擦。

本发明进一步设置为：第一推动器和第二推动器是气缸。

本发明进一步设置为：寿命试验机还包括第一储气罐、第二储气罐、第一电磁阀和第二电磁阀，第一储气罐与第一推动器连接，第一电磁阀设置在第一储气罐与第一推动器之间，控制器通过第一电磁阀控制第一储气罐为第一推动器供气，第二储气罐与第二推动器连接，第二电磁阀设置在第二储气罐与第二推动器之间，控制器通过第二电磁阀控制第二储气罐为第二推动器供气。

本发明进一步设置为：第一储气罐上设置有第一气压传感器、第一排气阀和第一进气阀，第二储气罐上设置有第二气压传感器、第二排气阀和第二进气阀，第一气压传感器、第一排气阀、第一进气阀、第二气压传感器、第二排气阀和第二进气阀与控制器连接，第一气压传感器和第二气压传感器分别将第一储气罐气压反馈信号和第二储气罐气压反馈信号传输到控制器上，控制器控制第一排气阀、第一进气阀、第二排气阀和第二进气阀动作。

本发明进一步设置为：第一进气阀和第二进气阀通过皮管相连接，皮管上设置三通接口，三通接口上设置有进气管。

本发明进一步设置为：第一储气罐内气压是第二储气罐内气压的三倍。

本发明进一步设置为：第一电磁阀和第二电磁阀均为二位三通电磁阀。

本发明进一步设置为：耐磨导轨上连接有活结，耐磨导轨通过活结与电动执行装置连接，活结包括第一连接件、第二连接件和调节件，第一连接件安装在电动执行装置的执行端上，第二连接件安装在耐磨导轨上，调节件的两端分别螺纹连接在第一连接件和第二连接件上。

本发明进一步设置为：外伸梁上设置有轴承座，外伸梁通过轴承座转动连接在外罩的内壁上。

本发明进一步设置为：摩擦套连接有弹性套，弹性套套装在耐磨导轨上，并且与耐磨导轨滑动连接。

综上所述，本发明具有以下有益效果：当电动执行装置的执行端动作时，第一推动器和第二推动器轮流启闭。当第一推动器启动时，第一推动器与外伸梁通过摩擦套将耐磨导轨夹紧。当第二推动器启动时，弹簧与外伸梁通过摩擦套将耐磨导轨夹紧。通过力值传感器间接测量摩擦套和耐磨导轨的摩擦力来测算负载，不受外界环境影响，例如温差影响，保证测量的准确性。通过控制器自动化控制，提升测量速度，减少人力，提高效率，保证测量的精度。实验时，第一推动器使用推力或第二推动器使用第一推动器推力的三分之一使摩擦片夹紧耐磨导轨。拉线位移编码器测量出位置反馈信号，力值传感器测量出力值反馈型号，通过控制器显示。拉线位移编码器和力值传感器设置在外罩内，耐磨导轨穿过外罩与电动执行装置的执行端连接，避免检测用的拉线位移编码器和力值传感器受到外界影响导致测量产生误差，保证测量出的位移和力值的准确性。

附图说明

图1为直线式阀门电动执行器综合测试装置的结构示意图；

图2为直线式阀门电动执行器综合测试装置的活结结构示意图；

图3为直线式阀门电动执行器综合测试装置的原理示意图；

图4为直线式阀门电动执行器综合测试装置的1/3公称负载气路示意图；

图5为直线式阀门电动执行器综合测试装置的100％公称负载气路示意图。

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。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1-5所示，直线式阀门电动执行器综合测试装置，包括有控制器3、直线式阀门电动执行装置1和寿命试验机2，寿命试验机2包括外罩25、耐磨导轨4、摩擦套42、外伸梁21、拉线位移编码器23、力值传感器22、第一推动器43和第二推动器44，拉线位移编码器23固定在外罩25的内壁上，耐磨导轨4的一端与拉线位移编码器23的拉线连接，耐磨导轨4的另一端穿过外罩25与电动执行装置1的执行端连接，摩擦套42套设在耐磨导轨4上，外伸梁21的一端转动连接在外罩25的内壁上，外伸梁21的另一端连接在耐磨导轨4上，力值传感器22、第一推动器43和第二推动器44安装在外罩25的内壁上，力值传感器22的检测端连接在外伸梁21上，第一推动器43的伸缩端连接在摩擦套42上，第二推动器44的伸缩端抵接在摩擦套42上，电动执行装置1、第一推动器43、第二推动器44、拉线位移编码器23和力值传感器22与控制器3连接，控制器3控制电动执行装置1启闭，当电动执行装置1启动时，控制器3控制第一推动器43和第二推动器44轮流启闭，第一推动器43或第二推动器44与外伸梁21推动摩擦套42与耐磨导轨4摩擦。

通过上述方案，当电动执行装置1的执行端动作时，第一推动器43和第二推动器44轮流启闭。当第一推动器43启动时，第一推动器43与外伸梁21通过摩擦套42将耐磨导轨4夹紧。当第二推动器44启动时，弹簧441与外伸梁21通过摩擦套42将耐磨导轨4夹紧。通过力值传感器22间接测量摩擦套42和耐磨导轨4的摩擦力来测算负载，不受外界环境影响，例如温差影响，保证测量的准确性。通过控制器3自动化控制，提升测量速度，减少人力，提高效率，保证测量的精度。实验时，第一推动器43使用推力或第二推动器44使用第一推动器43推力的三分之一使摩擦片42夹紧耐磨导轨4。拉线位移编码器23测量出位置反馈信号，力值传感器22测量出力值反馈型号，通过控制器3显示。拉线位移编码器23和力值传感器22设置在外罩25内，耐磨导轨4穿过外罩25与电动执行装置1的执行端连接，避免检测用的拉线位移编码器23和力值传感器22受到外界影响导致测量产生误差，保证测量出的位移和力值的准确性。

作为改进的一种具体实施方式，第一推动器43和第二推动器44是气缸。

通过上述方案，气缸操作简单，可以在恶劣条件下可靠地工作，无需维护，实现直线往复运动，推力可调节。

作为改进的一种具体实施方式，寿命试验机2还包括第一储气罐45、第二储气罐46、第一电磁阀451和第二电磁阀461，第一储气罐45与第一推动器43连接，第一电磁阀451设置在第一储气罐45与第一推动器43之间，控制器3通过第一电磁阀451控制第一储气罐45为第一推动器43供气，第二储气罐46与第二推动器44连接，第二电磁阀461设置在第二储气罐46与第二推动器44之间，控制器3通过第二电磁阀461控制第二储气罐46为第二推动器44供气。

通过上述方案，控制器3控制第一电磁阀451的启闭，使第一储气罐45为第一推动器43供气，控制器3控制第二电磁阀461的启闭，使第二储气罐46为第二推动器44供气，减少气压调节，提高效率，避免由于调节气压导致误差，提高测量的精度，保证高速高效地进行测量。

作为改进的一种具体实施方式，第一储气罐45上设置有第一气压传感器452、第一排气阀453和第一进气阀454，第二储气罐46上设置有第二气压传感器462、第二排气阀463和第二进气阀464，第一气压传感器452、第一排气阀453、第一进气阀454、第二气压传感器462、第二排气阀463和第二进气阀464与控制器3连接，第一气压传感器452和第二气压传感器462分别将第一储气罐45气压反馈信号和第二储气罐46气压反馈信号传输到控制器3上，控制器3控制第一排气阀453、第一进气阀454、第二排气阀463和第二进气阀464动作。

通过上述方案，控制器3、第一储气罐45、第一气压传感器452、第一排气阀453和第一进气阀454形成的闭环控制系统控制。用户在控制器3的控制界面里设定好电动执行装置的公称负载M，系统自动计算出第一储气罐45内部气压值，发送控制信号给第一进气阀454，第一进气阀454打开第一储气罐45开始增压，第一气压传感器452反馈其即时气压值，当气压值达到设定要求的内部气压值时，第一进气阀454停止工作，同时当气压值超过设定要求的气压值时，第一排气阀453进行工作，使得第一储气罐45内的气压稳定在设定要求值。通过第一电磁阀451向第一推动器43提供控制气压。控制器3、第二储气罐46、第二气压传感器462、第二排气阀463和第二进气阀464形成的闭环控制系统控制。用户在控制器3的控制界面里设定好电动执行装置的三分之一公称负载M，统自动计算出第二储气罐46、内部气压值，发送控制信号给第二进气阀464，第二进气阀464打开第二储气罐46开始增压，第二气压传感器462反馈其即时气压值，当气压值达到设定要求的内部气压值时，第二进气阀464停止工作，同时当气压值超过设定要求的气压值时，第二排气阀463进行工作，使得第二储气罐46内的气压稳定在设定要求值。气压自动调节，提高效率，避免由于调节气压导致误差，提高测量的精度，保证高速高效地进行测量。

作为改进的一种具体实施方式，第一进气阀454和第二进气阀464通过皮管相连接，皮管上设置三通接口241，三通接口241上设置有进气管24。

通过上述方案，使用相同的气源，使用统一的管路连接供气，便于维护和使用。气动能源高效清洁，适用于大部分工作环境。

作为改进的一种具体实施方式，第一储气罐45内气压是第二储气罐46内气压的三倍。

通过上述方案，第一储气罐45内的气压供第一推动器43产生推力，第二储气罐46内的气压供第二推动器44产生推力。由于第一推动器43的推力是第二推动器44的三倍，所以第一储气罐45内气压需要是第二储气罐46内气压的三倍。

作为改进的一种具体实施方式，第一电磁阀451和第二电磁阀461均为二位三通电磁阀。

通过上述方案，便于气压调节，加强连通，供气排气快速切换，提高效率，避免由于调节气压太慢导致误差，提高测量的精度，保证高速高效地进行测量。

作为改进的一种具体实施方式，耐磨导轨4上连接有活结41，耐磨导轨4通过活结41与电动执行装置1连接，活结41包括第一连接件411、第二连接件412和调节件413，第一连接件411安装在电动执行装置1的执行端上，第二连接件412安装在耐磨导轨4上，调节件413的两端分别螺纹连接在第一连接件411和第二连接件412上。

通过上述方案，活结41调节耐磨导轨4与直线式阀门电动执行装置1之间的距离，便于安装，便于调节，减少工作量，提高效率。

作为改进的一种具体实施方式，外伸梁21上设置有轴承座211，外伸梁21通过轴承座211转动连接在外罩25的内壁上。

通过上述方案，使用轴承座，便于固定，轴承便于使用，易于维护更换，转动效果好。

作为改进的一种具体实施方式，摩擦套42连接有弹性套421，弹性套421套装在耐磨导轨4上，并且与耐磨导轨4滑动连接。

通过上述方案，弹性套421限位摩擦套42，使外伸梁21、弹簧441和第一推动器43推压的压力均匀分布在摩擦套42上，使摩擦套42与耐磨导轨4之间的摩擦力保持稳定，保证力值传感器22测量出的力值准确，并且保持在稳定的数值范围内。弹性套421限位摩擦套42，还能够避免移动或错位变形。

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 (7)

1.直线式阀门电动执行器综合测试装置，包括有控制器(3)、电动执行装置(1)和寿命试验机(2)，其特征是：所述寿命试验机(2)包括外罩(25)、耐磨导轨(4)、摩擦套(42)、外伸梁(21)、拉线位移编码器(23)、力值传感器(22)、第一推动器(43)和第二推动器(44)，所述拉线位移编码器(23)固定在外罩(25)的内壁上，所述耐磨导轨(4)的一端与拉线位移编码器(23)的拉线连接，所述耐磨导轨(4)的另一端穿过外罩(25)与电动执行装置(1)的执行端连接，所述摩擦套(42)套设在耐磨导轨(4)上，所述外伸梁(21)的一端转动连接在外罩(25)的内壁上，所述外伸梁(21)的另一端连接在耐磨导轨(4)上，所述力值传感器(22)、第一推动器(43)和第二推动器(44)安装在外罩(25)的内壁上，所述力值传感器(22)的检测端连接在外伸梁(21)上，所述第一推动器(43)的伸缩端连接在摩擦套(42)上，所述第二推动器(44)的伸缩端抵接在摩擦套(42)上，所述电动执行装置(1)、第一推动器(43)、第二推动器(44)、拉线位移编码器(23)和力值传感器(22)与控制器(3)连接，所述控制器(3)控制电动执行装置(1)启闭，当电动执行装置(1)启动时，控制器(3)控制第一推动器(43)和第二推动器(44)轮流启闭，第一推动器(43)或第二推动器(44)与外伸梁(21)推动摩擦套(42)与耐磨导轨(4)摩擦；

所述第一推动器(43)和第二推动器(44)是气缸，所述寿命试验机(2)还包括第一储气罐(45)、第二储气罐(46)、第一电磁阀(451)和第二电磁阀(461)，所述第一储气罐(45)与第一推动器(43)连接，所述第一电磁阀(451)设置在第一储气罐(45)与第一推动器(43)之间，所述控制器(3)通过第一电磁阀(451)控制第一储气罐(45)为第一推动器(43)供气，所述第二储气罐(46)与第二推动器(44)连接，所述第二电磁阀(461)设置在第二储气罐(46)与第二推动器(44)之间，所述控制器(3)通过第二电磁阀(461)控制第二储气罐(46)为第二推动器(44)供气；

所述第一储气罐(45)内气压是第二储气罐(46)内气压的三倍。

2.根据权利要求1所述的直线式阀门电动执行器综合测试装置，其特征是：所述第一储气罐(45)上设置有第一气压传感器(452)、第一排气阀(453)和第一进气阀(454)，所述第二储气罐(46)上设置有第二气压传感器(462)、第二排气阀(463)和第二进气阀(464)，所述第一气压传感器(452)、第一排气阀(453)、第一进气阀(454)、第二气压传感器(462)、第二排气阀(463)和第二进气阀(464)与控制器(3)连接，所述第一气压传感器(452)和第二气压传感器(462)分别将第一储气罐(45)气压反馈信号和第二储气罐(46)气压反馈信号传输到控制器(3)上，所述控制器(3)控制第一排气阀(453)、第一进气阀(454)、第二排气阀(463)和第二进气阀(464)动作。

3.根据权利要求2所述的直线式阀门电动执行器综合测试装置，其特征是：所述第一进气阀(454)和第二进气阀(464)通过皮管相连接，所述皮管上设置三通接口(241)，所述三通接口(241)上设置有进气管(24)。

4.根据权利要求1所述的直线式阀门电动执行器综合测试装置，其特征是：所述第一电磁阀(451)和第二电磁阀(461)均为二位三通电磁阀。

5.根据权利要求1所述的直线式阀门电动执行器综合测试装置，其特征是：所述耐磨导轨(4)上连接有活结(41)，所述耐磨导轨(4)通过活结(41)与电动执行装置(1)连接，所述活结(41)包括第一连接件(411)、第二连接件(412)和调节件(413)，所述第一连接件(411)安装在电动执行装置(1)的执行端上，所述第二连接件(412)安装在耐磨导轨(4)上，所述调节件(413)的两端分别螺纹连接在第一连接件(411)和第二连接件(412)上。

6.根据权利要求1所述的直线式阀门电动执行器综合测试装置，其特征是：所述外伸梁(21)上设置有轴承座(211)，所述外伸梁(21)通过轴承座(211)转动连接在外罩(25)的内壁上。

7.根据权利要求1所述的直线式阀门电动执行器综合测试装置，其特征是：所述摩擦套(42)上套设有弹性套(421)，所述弹性套(421)套装在耐磨导轨(4)上，并且与耐磨导轨(4)滑动连接。

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