CN110672316A - 一种微小流量阀流量与精度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微小流量阀流量与精度测试装置，水池设置有电动机和小水泵，水池与储水罐之间通过管道连接，两者之间设置有DN40开关球阀，储水罐与液压测试台通过管道连接，两者之间设置有DN25开关球阀，微小流量阀位于液压测试台上且与液压测试台吊装固定，液压测试台与水池之间设置有DN25三通球阀，DN25三通球阀进口与液压测试台通过管道连接，出口与水池通过管道连接，换向口与流量收集装置通过管道连接，DN25开关球阀、DN25三通球阀、流量收集装置均与控制系统电性连接。本发明通过DN25三通球阀控制流向和流量收集装置中的进水量来对微小流量阀的流量与精度进行测试。
Description
技术领域
本发明涉及流量阀领域，特别涉及一种微小流量阀流量与精度测试装置。
背景技术
化工、医药等行业中，有些调节阀流量极其微小，计算出来的KV值在0.0001-0.8之间，即阀座在2mm到8mm之间，对于这种调节阀，我们称之为微小流量阀，当阀门的KV值小于0.8时，阀门的精度和流量的精度要求很高，出厂时，必须逐台检测，因此微小流量阀的精度和流量在出厂时需要进行检测。
微小流量阀的测试，由于阀门精度高，对于测试设备要求的精度更高，普通的设备无法满足要求，现阶段市场上测试微小流量阀阀门精度的设备效率低下，一般只能测试流量精度一种参数，难以同时兼顾阀门动作精度的测量，且现阶段的测试设备成本高，安装较为麻烦。
发明内容
本发明的目的是提供一种微小流量阀流量与精度测试装置，解决了微小流量阀流量精度和阀门动作精度难以测试的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种微小流量阀流量与精度测试装置，包括水池、液压测试台、储水罐、微小流量阀、控制系统，所述水池设置有电动机和小水泵，所述水池与所述储水罐之间通过管道连接，且所述水池与所述储水罐之间设置有DN40开关球阀，所述储水罐与所述液压测试台通过管道连接，且所述储水罐与所述液压测试台之间设置有DN25开关球阀，所述微小流量阀位于所述液压测试台上且与所述液压测试台吊装固定，所述液压测试台与所述水池通过管道连接，所述水池、储水罐、液压测试台三者依次通过管道形成回路，所述液压测试台与水池之间设置有DN25三通球阀，所述DN25三通球阀进口与所述液压测试台通过管道连接，出口与所述水池通过管道连接，换向口与所述流量收集装置通过管道连接，所述DN25开关球阀、DN25三通球阀、流量收集装置均与所述控制系统电性连接。
采用上述技术方案，测试开始前，首先阀门吊装入位，启动液压装置，关闭DN25开关球阀，水池的水通过小水泵加压入储水罐，再通过储水罐回流至水池中形成回路，形成回路后打开DN25开关球阀，打开DN25三通球阀的进口和出口，关闭换向口，使得水流依次通过水池、储水罐、微小流量阀再回到水池中，当开始测试时，被测阀门依次设置不同的开度，将DN25三通球阀进口和换向口打开，出口关闭，使得水流从微小流量阀流入流量收集装置，根据微小流量阀的开度和此开度下测得的流量来测试微小流量阀的流量精度。
作为优选，还包括压力表一、压力表二，所述压力表一位于所述DN25开关球阀与所述微小流量阀之间，所述压力表二位于所述微小流量阀与所述DN25三通球阀之间。
采用上述技术方案，通过压力表一测量进入微小流量阀前的水流压力，通过压力表二测量经过微小流量阀后的水流压力，由于水流在从压力表一至压力表二处只经过了微小流量阀这一个调节流量的元件，因此压力表二和压力表一之间流量压力的变化只来源于微小流量阀的流量调节，即压力表二和压力表一的压差为微小流量阀流量调节的结果，因此当微小流量阀处于稳定状态时，压力表二和压力表一的压差应该也是恒定的，从而可以根据压差来判断微小流量阀的水压是否稳定。
作为优选，所述压力表一连接压力变送器一，所述压力表二连接有压力变送器二，所述压力变送器一和压力变送器二均与控制系统电性连接。
采用上述技术方案，压力变送器将压力表感受到的水流的压力参数转变为标准的电信号传送给控制系统，在控制系统进行数字显示，使得压力表测得的压力能够通过压力变送器直观的通过数字显示，既使得读数简单便捷也避免了人工读数时产生的误差。
作为优选，所述储水罐设置有排气口一、安全阀、排污口。
采用上述技术方案，通过在储水罐上设置排气口一，使得气体可以从排气口一中排出，防止气体进入水中形成气泡，从而影响水的流量测量的准确性设置排污口将水中杂质排除，保证测量介质水的洁净，从而使测得的水的流量值更真实准确，通过设置安全阀，当储水罐中的水过多时通过打开安全阀将水重新输送回水池中，防止水量大于储水罐的储存量。
作为优选，还包括千分表、平板、调节阀定位器，所述调节阀定位器位于所述微小流量阀一侧且与所述微小流量阀电性连接，所述微小流量阀包括阀杆、对夹块，所述对夹块设置有两块位于所述阀杆两侧呈对称分布，且所述对夹块与所述阀杆接触连接，所述平板位于所述一块对夹块一侧且与所述对夹块固定连接，所述千分表与所述平板接触连接。
采用上述技术方案，通过调节阀定位器向微小流量阀输入电流，当电流逐步增大时，微小流量阀的阀门打开程度增大，即阀杆向上移动的距离增大，与阀杆连接夹块位移变大，从而通过平板传递给千分表，从而可以根据千分表的读数来测试微小流量阀的动作精度。
作为优选，所述千分表为DIGICO705数显千分表。
采用上述技术方案， DIGICO705数显式千分表的精度达到0.001mm，满足微小流量阀精度要求，因此可以对微小流量阀的精度进行测试。
作为优选，所述流量收集装置为标准体积罐。
采用上述技术方案，由于对微小流量阀进行检测时的被测流量较小，因此流量计是无法测量得到的，因此需要使用标准体积罐进行测量。
作为优选，所述控制系统采用DCS系统。
采用上述技术方案，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通讯、显示和控制4C技术，具有分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便的优点，能够为微小流量阀的测量过程提供精准的控制，从而确保测量的准确性。
作为优选，所述压力表一与微小流量阀之间还设置有排气口二，所述排气口二另一端通过阀门连接所述水池。
采用上述技术方案，通过设置排气口二，使得在管道中的气体能够通过排气口二排出，防止管道中水流中存在气体而影响对水流量的准确测量从而影响微小流量阀的测试精确性。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为实施例用于展示微小流量阀的结构示意图。
附图标记：1、控制系统；2、液压测试台；3、水池；4、小水泵；5、电动机；6、储水罐；7、排气口一；8、排污口；9、安全阀；10、DN40开关球阀；11、回流开关；12、DN25开关球阀；13、DN25三通球阀；14、流量收集装置；14、压力表一；15、压力变送器一；16、排气口二；17、压力表二；18、压力变送器二；19、千分表；20、平板；21、调节阀定位器；22、微小流量阀；23、阀杆；24、对夹块。
具体实施方式
以下所述仅是本发明的优选实施方式，保护范围并不仅局限于该实施例，凡属于本发明思路下的技术方案应当属于本发明的保护范围。同时应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，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。
见图1至2，一种微小流量阀流量与精度测试装置，包括水池3、液压测试台2、储水罐6、微小流量阀22、控制系统1，水池3设置有电动机5和小水泵4，水池3与储水罐6之间通过管道连接，且水池3与储水罐6之间设置有DN40开关球阀10，储水罐6与液压测试台2通过管道连接，且储水罐6与液压测试台2之间设置有DN25开关球阀12，微小流量阀22位于液压测试台2上且与液压测试台2吊装固定，液压测试台2与水池3通过管道连接，水池3、储水罐6、液压测试台2三者依次通过管道形成回路，液压测试台2与水池3之间设置有DN25三通球阀13，DN25三通球阀13进口与液压测试台2通过管道连接，出口与水池3通过管道连接，换向口与流量收集装置14通过管道连接，DN25开关球阀12、DN25三通球阀13、流量收集装置14均与控制系统1电性连接。
测试开始前，首先阀门吊装入位，启动液压装置，关闭DN25开关球阀12，水池3的水通过小水泵4加压入储水罐6，以附图1所示，储水罐6与水池3之间还连接有回流管道，回流管道中设置有回流开关11，再通过储水罐6回流至水池3中形成回路。
储水罐6设置有排气口一7、安全阀9、排污口8，安全阀9与水池3之间通过管道连接，在储水罐6上设置排气口一7，使得气体可以从排气口一7中排出，防止气体进入水中形成气泡，从而影响水的流量测量的准确性设置排污口8将水中杂质排除，保证测量介质水的洁净，从而使测得的水的流量值更真实准确，设置安全阀9，当储水罐6中的水过多时通过打开安全阀9将水重新输送回水池3中，防止水量大于储水罐6的储存量。
形成回路后关闭回流开关11通过控制系统1打开DN25开关球阀12，打开DN25三通球阀13的进口和出口，关闭换向口，使得水流依次通过水池3、储水罐6、微小流量阀22再回到水池3中。
DN25开关球阀12与微小流量阀22之间连接有压力表一14，压力表一14与微小流量阀22之间还设置有排气口二16，排气口二16另一端通过阀门连接水池3，微小流量阀22与DN25三通球阀13之间连接有压力表二17，压力表一14连接压力变送器一15，压力表二17连接有压力变送器二18，压力变送器一15和压力变送器二18均与控制系统1电性连接。
在开始测试前，需要保持微小流量阀22水压恒定，通过在微小流量阀22前后设置压力表一14和压力表二17，且压力表一14和压力表二17之间无其他干扰元件，此时压力表一14和压力表二17之间的压差为微小流量阀22水压变化的结果，压力表连接压力变送器，压力变送器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备，能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号，在这里压力变送器将压力表感受到的水流的压力参数转变为标准的电信号传送给控制系统1，在控制系统1进行数字显示，使得压力表测得的压力能够通过压力变送器直观的通过数字显示，既使得读数简单便捷也避免了人工读数时产生的误差。
在压力表一14与水池3之间还设置了排气口二16，通过排气口二16将管道水流中的气体排出，防止气体对水流的流量测量造成干扰，进一步提高了测量的精确度。
通过观察控制系统1屏幕上的压差从而判断微小流量阀22的水压情况，当压差不再改变时，说明微小流量阀22中的水压处于恒定状态，此时可以开始进行测试。
当开始测试时，首先将微小流量阀22阀门调至25%开度，控制系统1控制DN25三通球阀13打开进口和换向口，关闭出口，此时水流依次经过水池3、储水罐6、微小流量阀22后流入流量收集装置14，流量收集装置14与控制系统1电性连接，因此可以在控制系统1中直接输入流量收集装置14收集的流量，因为微小流量阀22的流量小，普通的流量计是无法测量的，因此流量收集装置14采用标准体积罐来进行收集测量，当流量极小时，也可采用量杯来代替标准体积罐。
由于流量小，在记录时延迟稍大就会使得测量结果有很大的偏差，因此水流从微小流量阀22流向水池3切向微小流量阀22流向流量收集装置14时切换需快速，从而避免延迟对测量结果的影响，因此采用DN25三通球阀13，DN25三通球阀13为立式T型三通阀，通过控制系统1控制DN25三通阀使得水流向标准体积罐或者水池3，DN25三通球阀13采用全铜齿轮设计，精度高，开关的反应时间快，球阀动作速度一般在0.5s内，因此几乎没有延迟，使得流量的测量更准确。
测试结束阶段，控制系统1控制DN25三通球阀13将流向从流量收集装置14切回水池3，控制系统1记录下测试的时间，输入流量收集装置14的体积，便可得到通过微小流量阀22的流量。微小流量阀22前后的压力变送器将压力传输到控制系统1，此时可以计算得出25%开度时微小流量阀22的KV值；测得25%开度的流量精度后，将微小流量阀22的开度调至50%、75%、100%或者其他的开度，按以上方法依次操作，测得不同开度下的KV值，将不同开度下的KV值写入流量特性曲线图中，即可得出调节阀的流量特性。
还包括千分表19、平板20、调节阀定位器21，调节阀定位器21位于微小流量阀22一侧且与微小流量阀22电性连接，微小流量阀22包括阀杆23、对夹块24，对夹块24设置有两块位于阀杆23两侧呈对称分布，且对夹块24与阀杆23接触连接，平板20位于一块对夹块24一侧且与对夹块24固定连接，千分表19与平板20接触连接，千分表19、调节阀定位器21均与控制系统1电性连接。
微小流量阀22通过调节定位阀21向其输送电流，通过电流使得阀杆23向上移动从而将两边对夹块24往外顶，让水流从两者之间流过，调节阀定位器21向微小流量阀22输入电流，当电流逐步增大时，以附图二所述，微小流量阀22的阀门打开程度增大，即阀杆23向上移动的距离增大，与阀杆23连接夹块位移变大，从而通过平板20传递给千分表19，从而可以根据千分表19的读数来测试微小流量阀22的动作精度。
由于微小流量阀22的阀杆23和对夹块24的位移极小，微小流量阀22的动作难以考普通测量仪器捕捉，因此此处千分表19采用DIGICO705数显千分表19，DIGICO705数显千分表19，数显式千分表19就是以数字方式显示的千分表19，且备有输出接口，经计算或打印机进行数据处理，使得千分表19的读数更简单准确，而DIGICO705数显式千分表19的精度达到0.001mm，满足微小流量阀22精度要求，因此可以对微小流量阀22的动作精度进行测试。
从调节阀定位器21中向微小流量阀22输入电流对于微小流量阀22中的电流是一个由无到有的过程，当调节阀定位器21刚开始输入电流时，微小流量阀22中的电流较少，极少量的电流值不足以使阀门发生动作，因此千分表19是没有读数的，当电流逐渐增大，达到某一个电流值时，阀门开始产生动作，千分表19开始有读数，此时的电流值即为死区的计算依据，从而可以对微小流量阀22的死区进行测试，另外，通过观察千分表19还可对微小流量阀22的重复性进行判定，从而测试微小流量阀22的回差。
为了提高测量的精确性，控制系统1采用DCS系统，DCS系统为分布式控制系统1，在国内自控行业又称之为集散控制系统1，是相对于集中式控制系统1而言的一种新型计算机控制系统1，它是集中式控制系统1的基础上发展、演变而来的。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通讯、显示和控制4C技术，具有分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便的优点，能够为微小流量阀22的测量过程提供精准的控制，从而确保测量的准确性。
上述对微小流量阀22的测量数据均与GB/T4213-2008标准上的数据进行对比，从而得出测试的结论。
Claims (9)
1.一种微小流量阀流量与精度测试装置，其特征在于，包括水池(3)、液压测试台(2)、储水罐(6)、微小流量阀(22)、控制系统(1)，所述水池(3)设置有电动机(5)和小水泵（4），所述水池(3)与所述储水罐(6)之间通过管道连接，且所述水池(3)与所述储水罐(6)之间设置有DN40开关球阀(10)，所述储水罐(6)与所述液压测试台(2)通过管道连接，且所述储水罐(6)与所述液压测试台(2)之间设置有DN25开关球阀(12)，所述微小流量阀(22)位于所述液压测试台(2)上且与所述液压测试台(2)吊装固定，所述液压测试台(2)与所述水池(3)通过管道连接，所述水池(3)、储水罐(6)、液压测试台(2)三者依次通过管道形成回路，所述液压测试台(2)与水池(3)之间设置有DN25三通球阀(13)，所述DN25三通球阀(13)进口与所述液压测试台(2)通过管道连接，出口与所述水池(3)通过管道连接，换向口与所述流量收集装置(14)通过管道连接，所述DN25开关球阀(12)、DN25三通球阀(13)、流量收集装置(14)均与所述控制系统(1)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种微小流量阀流量与精度测试装置，其特征在于，还包括压力表一(14)、压力表二(17)，所述压力表一(14)位于所述DN25开关球阀(12)与所述微小流量阀(22)之间，所述压力表二(17)位于所述微小流量阀(22)与所述DN25三通球阀(13)之间。
3.根据权利要求2所述的一种微小流量阀流量与精度测试装置，其特征在于，所述压力表一(14)连接压力变送器一(15)，所述压力表二(17)连接有压力变送器二(18)，所述压力变送器一(15)和压力变送器二(18)均与控制系统(1)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种微小流量阀流量与精度测试装置，其特征在于，所述储水罐(6)设置有排气口一(7)、安全阀(9)、排污口(8)，所述安全阀(9)与所述水池(3)之间通过管道连接。
5.根据权利要求1所述的一种微小流量阀流量与精度测试装置，其特征在于，还包括千分表(19)、平板(20)、调节阀定位器(21)，所述调节阀定位器(21)位于所述微小流量阀(22)一侧且与所述微小流量阀(22)电性连接，所述微小流量阀(22)包括阀杆(23)、对夹块(24)，所述对夹块(24)设置有两块位于所述阀杆(23)两侧呈对称分布，且所述对夹块(24)与所述阀杆(23)接触连接，所述平板(20)位于所述一块对夹块(24)一侧且与所述对夹块(24)固定连接，所述千分表(19)与所述平板(20)接触连接，所述千分表(19)、调节阀定位器(21)均与所述控制系统(1)电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种微小流量阀流量与精度测试装置，其特征在于，所述千分表(19)为DIGICO705数显千分表(19)。
7.根据权利要求1所述的一种微小流量阀流量与精度测试装置，其特征在于，所述流量收集装置(14)为标准体积罐。
8.根据权利要求1所述的一种微小流量阀流量与精度测试装置，其特征在于，所述控制系统(1)采用DCS系统。
9.根据权利要求2所述的一种微小流量阀流量与精度测试装置，其特征在于，所述压力表一(14)与微小流量阀(22)之间还设置有排气口二（16），所述排气口二（16）另一端通过阀门连接所述水池(3)。
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