CN111323216B - 阀门压力性能测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种阀门压力性能测试系统及方法，该系统包括：介质入口封堵件，用于密封待测阀门的介质入口；介质出口封堵件，用于密封所述待测阀门的介质出口；介质提供装置；介质输送管路，连接所述介质入口和所述介质提供装置；增压装置，设置于所述介质输送管路，用于增加所述流体介质的压力；压力传感器，设置于所述介质输送管路，且位于所述增压装置和所述介质入口之间；流量计，设置于所述介质输送管路；控制装置，分别与所述压力传感器和所述流量计电连接，用于采集所述流体介质的压力和所述流体介质的流量，以分析所述待测阀门的压力性能。通过上述方案能够简便、经济地测试对阀门进行压力性能测试。

Description

阀门压力性能测试系统及方法

技术领域

本发明涉及流体介质检测技术领域，尤其涉及一种阀门压力性能测试系统及方法。

背景技术

阀门是气体或液体输送时常用的启闭件，按照结构可以分为闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、隔膜阀等。阀门具有截止、调节、导流、防逆流、稳压、分流、溢流泄压等功能，被广泛应用于石油处理站场、长输管线、化工等地方。

当输送介质为有毒有害易燃易爆介质时，如果阀门出现密封性问题，就容易发生介质泄露甚至爆炸等事故，从而对设备安全运行和人员生命安全造成严重威胁。因此，阀门压力性能测试至关重要。

阀门压力性能试验包括密封试验和壳体试验。现有的压力性能测试方式通常是，首先使用两个密封垫分别置于阀门两端，并使用千斤顶或者液压缸等装置夹紧阀门两端的密封垫，以密封阀门两端，然后再对阀门内部空腔进行密封试验。

另外，中国发明专利“一种阀门密封测试平台”(申请号为CN201410603973.4) 公开了一种自动化程度高、操作方便，且能在阀门密封性测试过程中自动实现夹紧、转工位和阀门启闭的装置，但该装置仅适用于工厂端的阀门密封测试。

发明内容

本发明提供了一种阀门压力性能测试系统及方法，以简便、经济地测试对阀门进行压力性能测试。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案：

在本发明一实施例中，阀门压力性能测试系统，包括：

介质入口封堵件，用于密封待测阀门的介质入口；

介质出口封堵件，用于密封所述待测阀门的介质出口；

介质提供装置，用于提供流体介质；

介质输送管路，连接所述介质入口和所述介质提供装置，用于将所述流体介质输送至所述待测阀门；

增压装置，设置于所述介质输送管路，用于增加所述流体介质的压力；

压力传感器，设置于所述介质输送管路，且位于所述增压装置和所述介质入口之间，用于测量所述流体介质的压力；

流量计，设置于所述介质输送管路，用于测量所述流体介质的流量；

控制装置，分别与所述压力传感器和所述流量计电连接，用于采集所述流体介质的压力和所述流体介质的流量，以分析所述待测阀门的压力性能。

在本发明一实施例中，所述介质提供装置，包括：气体储罐和/或液体储罐；

所述气体储罐与所述增压装置中的气体增压泵连接；所述液体储罐与所述增压装置中的液体增压泵连接；在所述介质提供装置包括液体储罐的情况下，所述阀门压力性能测试系统，还包括：

第一加热装置，与所述控制装置连接，且设置于所述液体储罐的下侧，用于加热所述液体储罐中的液体介质；

第一温度传感器，与所述控制装置连接，且设置于所述液体储罐的侧壁，用于测量所述液体储罐中的液体介质的温度；

所述控制装置还用于根据所述液体介质的温度调节所述第一加热装置，以使所述液体介质达到设定介质温度。

在本发明一实施例中，阀门压力性能测试系统，还包括：

环境箱，用于为所述待测阀门提供保温空间；

第二加热装置，与所述控制装置连接，且设置于所述环境箱的内部，用于提高所述保温空间的温度；

冷却装置，与所述控制装置连接，且设置于所述环境箱的内部，用于降低所述保温空间的温度；

第二温度传感器，与所述控制装置连接，且设置于所述环境箱的内部，用于测量所述保温空间的温度；

所述控制装置还用于根据测量的温度调节所述第二加热装置或所述冷却装置，以将所述保温空间的温度调整至设定环境温度。

在本发明一实施例中，一种阀门压力性能测试方法，适用于上述实施例所述的阀门压力性能测试系统，包括：

在待测阀门为打开状态的情况下，根据设定压力值利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的壳体强度；或者

在待测阀门为关闭状态的情况下，根据设定压力值利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的密封性能或所述待测阀门的强度性能。

在本发明一实施例中，阀门压力性能测试方法，适用于上述实施例所述的阀门压力性能测试系统，包括：

在待测阀门为打开状态的情况下，根据设定介质温度、设定环境温度及设定压力值，将利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的壳体强度；或者

在待测阀门为关闭状态的情况下，根据设定介质温度、设定环境温度及设定压力值，将利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的密封性能或所述待测阀门的强度性能。

本发明的阀门压力性能测试系统及方法，通过利用介质入口封堵件和介质出口封堵件密封待测阀门，可以使得拆装简便，适用于试验室端的各种类型阀门的压力性能测试，不仅可以测试阀门的壳体强度性能，还可以测试阀门的密封性能。通过控制装置可以自动采集压力传感器和流量计的测量数据。通过介质提供装置和介质输送管路可以实现在不同介质下对阀门进行性能测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明一实施例的阀门压力性能测试系统的结构示意图；

图2是本发明另一实施例的阀门压力性能测试系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例的阀门压力性能测试系统的框架结构示意图；

图4是本发明一实施例的阀门压力性能测试系统的实物结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

现有的阀门密封性能测试方法，存在以下问题：1、对于较大体积的阀门，装夹不便，安装效率很低；2、需要专用设备，才能进行；3、由于阀门输送介质温度不同，环境温度不同，不能提供合适的温度场。4、阀门两端承载的挤压力较难控制，如果挤压力过大容易对阀门造成损坏；5、只能对壳体进行密封性能测试，不能对阀门性能进行测试。为了解决现有技术中的一个或多个问题，本发明提供了一种阀门压力性能测试系统。

图1是本发明一实施例的阀门压力性能测试系统的结构示意图。如图1所示，一些实施例的阀门压力性能测试系统，可包括：介质入口封堵件110、介质出口封堵件 120、介质提供装置130、介质输送管路140、增压装置150、压力传感器160、流量计170及控制装置180。

介质入口封堵件110，用于密封待测阀门210的介质入口；介质出口封堵件120，用于密封所述待测阀门210的介质出口。其中，介质入口封堵件110和介质出口封堵件120可以是法兰盲板或螺纹堵头，作为介质出口封堵件120的法兰盲板或螺纹堵头上可以设置排气孔，法兰盲板或螺纹堵头的具体类型或尺寸可以根据待测阀门210 的结构进行选择。作为介质入口封堵件110的法兰盲板或螺纹堵头上可以设置通孔，与介质输送管路140连接。在待测阀门210包括两个以上的口的情况下，可以从中确定一个介质入口和一个介质出口，其他口可以用封堵件密封。

介质提供装置130，用于提供流体介质。该流体介质可以是气体或液体。该介质提供装置130可以包括介质储存罐或介质源管，该介质储存罐可以包括气体储罐和/ 或液体储罐，该介质源管可以包括气源管和/或液源管。

介质输送管路140，连接所述介质入口和所述介质提供装置130，用于将所述流体介质输送至所述待测阀门210。该介质输送管路140可以包括高压管，还可以包括高压转换接头、阀门等。在该介质提供装置130能够提供两种或以上的流体介质的情况下，该介质输送管路140可以包含分别对应引入该些流体介质的支路管道，该些支路管道可以通过阀门来控制通断，以选择一种流体介质通入待测阀门210。

增压装置150，设置于所述介质输送管路140，用于增加所述流体介质的压力。该增压装置150可以包括增压泵，针对不同的流体介质可以包括不同的增压泵，例如，气体增压泵、液体增压泵等。该增压装置150的工作状态，例如启动、停止，可以自动控制或手动控制。

压力传感器160，设置于所述介质输送管路140，且位于所述增压装置150和所述介质入口之间，用于测量所述流体介质的压力。该压力传感器160可以是各种现有的压力传感器。通过该压力传感器160可以测得通入待测阀门210的流体介质的压力，可以将测得的压力记录下来，用来进行阀门压力性能分析。可以根据测得的压力自动或手动调节增压装置150，以使流体介质的压力达到设定压力值，或者将流体介质的压力控制在设定压力值之内。

流量计170，设置于所述介质输送管路140，用于测量所述流体介质的流量。该流量计170可以是现有的各种流量计。根据测量的流量可以得知进入待测阀门210 的介质的量，根据进入待测阀门210的介质的量可以更好地测试或分析待测阀门210 的压力性能。

控制装置180，分别与所述压力传感器160和所述流量计170电连接，用于采集所述流体介质的压力和所述流体介质的流量，以分析所述待测阀门的压力性能。该控制装置180可以是计算机，可以具有数据采集、数据存储、数据分析等功能。通过该控制装置180可以记录整个阀门压力性能测试过程中的流体介质的压力数据和流体介质的流量数据，还可以对阀门压力性能测试系统中多个装置或部件进行控制，例如增压装置150以及后述的加热装置、冷却装置等。在其他实施例中，该控制装置180 可以是手机、平板电脑等。

本实施例中，通过利用介质入口封堵件和介质出口封堵件密封待测阀门，可以使得拆装简便，适用于试验室端的各种类型阀门的压力性能测试，不仅可以测试阀门的壳体强度性能，还可以测试阀门的密封性能。通过控制装置可以自动采集压力传感器和流量计的测量数据。通过介质提供装置和介质输送管路可以实现在不同介质下对阀门进行性能测试。

在一些实施例中，控制装置180还可与所述增压装置150电连接，用于根据所述流体介质的压力和所述流体介质的流量调节所述增压装置150，以使所述流体介质的压力增加至设定压力值。以此，可以将流体介质的压力增加至设定压力值，从而可以进行更丰富的阀门压力性能测试。

在一些实施例中，所述介质入口封堵件110包括中部开设第一通孔的第一盲板，所述介质输送管路140的一端通过焊接或螺纹连接固定至所述第一盲板以连通所述第一通孔。所述介质出口封堵件120包括螺纹堵头和中部开设第二通孔的第二盲板，所述螺纹堵头通过螺纹连接密封所述第二通孔。通过螺纹连接可以便于拆装，通过该第二通孔可以至少在利用液体介质进行压力性能测试时，排空待测阀门210中的残留气体，增强测试安全性和准确性。

图2是本发明另一实施例的阀门压力性能测试系统的结构示意图。如图2所示，在一些实施例中，阀门压力性能测试系统，还可包括：监视器191。

监视器191，与所述控制装置180连接，用于实时拍摄所述待测阀门210的图像。该监视器191可以包括至少一个摄像机或照相机。在监视器191包括两个摄像机的情况下，两个摄像机可以分别对准待测阀门210的介质入口和介质出口。

所述控制装置180还用于，实时显示所述待测阀门210的图像。以此，通过在远处监视待测阀门210的外形是否发生变化，从而判断待测阀门210是否达到其压力性能极限，同时能够避免近距离观察导致试验人员受到爆裂阀门的伤害。

在一些实施例中，如图2所示，阀门压力性能测试系统，还可包括：高压转换接头141。高压转换接头141，设置于所述介质输送管路140，且位于所述流量计170 和所述介质入口封堵件110之间。以此，能够达到从连接介质提供装置130的高压管到连接待测阀门210的低压管的过渡。

在一些实施例中，如图2所示，所述介质提供装置130，可包括：气体储罐131 和/或液体储罐132；所述气体储罐131与所述增压装置150中的气体增压泵151连接；所述液体储罐132与所述增压装置150中的液体增压泵152连接。

在所述介质提供装置130包括液体储罐132的情况下，所述阀门压力性能测试系统，还可包括：第一加热装置133和第一温度传感器134。第一加热装置133，与所述控制装置180连接，且设置于所述液体储罐132的下侧，用于加热所述液体储罐 132中的液体介质。该第一加热装置133可以包括加热电阻丝，利用该第一加热装置 133可以提供具有设定介质温度的流体介质，用来对阀门进行压力性能测试。第一温度传感器134，与所述控制装置180连接，且设置于所述液体储罐132的侧壁，用于测量所述液体储罐132中的液体介质的温度；所述控制装置180还可用于根据所述液体介质的温度调节所述第一加热装置133，以使所述液体介质达到设定介质温度。控制装置180中可以设置例如比例积分调节器，通过第一温度传感器134和该控制装置 180可以是介质温度的自动调控。

在一些实施例中，如图2所示，阀门压力性能测试系统，可包括：环境箱190、第二加热装置192、第二温度传感器194，或者还可以包括冷却装置193。

环境箱190，用于为所述待测阀门210提供保温空间。该环境箱190可以由适于保温的各种材料制成，可以是尽可能密闭设置。

第二加热装置192，与所述控制装置180连接，且设置于所述环境箱190的内部，用于提高所述保温空间的温度。该第二加热装置192可以是各种加热装置，例如，加热丝装置。

冷却装置193，与所述控制装置180连接，且设置于所述环境箱190的内部，用于降低所述保温空间的温度。该冷却装置193可以是各种冷却装置，例如水冷机、液氮装置等。

第二温度传感器194，与所述控制装置180连接，且设置于所述环境箱190的内部，用于测量所述保温空间的温度。该第二温度传感器194例如可以是温度计、热电偶等。

所述控制装置180还用于根据测量的温度调节所述第二加热装置192或所述冷却装置193，以将所述保温空间的温度调整至设定环境温度。该环境温度可以根据待测阀门210的服役环境温度来确定。通过该控制装置180可以采集第二温度传感器194 的测量数据，得到环境箱190内的温度，进而可以根据该温度调整该第二加热装置 192来提高温度，或者根据该温度调整该冷却装置193来降低温度，从而达到设定环境温度。

本实施例中，通过利用环境箱190提供保温空间，利用第二加热装置192或冷却装置193调节保温空间的温度，能够在对阀门进行压力性能测试时，考虑阀门的不同服役环境温度，从而更准确地测试阀门的压力性能。

在一些实施例中，如图2所示，阀门压力性能测试系统，可包括：风机195、底座196等。

风机195，设置于所述环境箱190的内部，用于均匀所述保温空间的温度。该风机195和上述第二加热装置192均可以固定在环境箱190的侧壁。通过该风机19可以使上述第二加热装置192加热后的空气更均匀在环境箱190的内部进行扩散。

底座196，用于固定所述待测阀门210。利用该底座196，可以将该待测阀门210 固定在环境箱190的中部，以此可以使该待测阀门210周围环境的温度更均匀。而且，通过底座196固定该待测阀门210，可以更便于将该待测阀门210与上述介质输送管路140连接在一起。

本发明实施例还提供一种阀门压力性能测试方法，适用于上述各实施例所述的阀门压力性能测试系统。该阀门压力性能测试方法，可包括：

在待测阀门为打开状态的情况下，根据设定压力值利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的壳体强度；或者

在待测阀门为关闭状态的情况下，根据设定压力值利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的密封性能或所述待测阀门的强度性能。

在待测阀门为打开状态的情况下，向该待测阀门内通入流体介质后，该流体介质的压力主要对该待测阀门的壳体产生作用，所以，以此可以测试该待测阀门的壳体强度，即可以对阀门的壳体密封性能进行测试。在待测阀门为关闭状态的情况下，流体介质从该待测阀门的介质入口进入，然后受到阀门的止挡部件的阻挡而不会从该待测阀门的介质出口流出，该流体介质的压力主要对该待测阀门的止挡部件产生作用，所以，以此可以测试该待测阀门的止挡部件的密封性，即可以对阀门的密封性能进行测试。

本实施例中，不仅可以对阀门的壳体密封性能进行测，还可以对阀门的密封性能进行测试，测试结果更全面。

在一些实施例中，根据待测阀门的结构选择相应的介质入口封堵件110和介质出口封堵件120，将介质入口封堵件110和介质出口封堵件120分别安装至待测阀门的介质入口和介质出口，然后，连接好阀门压力性能测试系统中的其他部件，例如，介质提供装置130、介质输送管路140、增压装置150、压力传感器160、流量计170 及控制装置180等，之后可以对该待测阀门进行阀门压力性能测试。在待测阀门为打开状态的情况下，根据设定压力值利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的壳体强度，具体地，可包括：

步骤S310：将待测阀门调节至开启状态，利用介质提供装置向该待测阀门注入设定体积的流体介质；该设定体积可以根据该待测阀门的体积确定；

步骤S320：开启增压装置，当压力传感器的测量数据达到第一设定压力值时，在该第一设定压力值下保持设定时间长度，使压力传感器的测量数据稳定；

步骤S330：利用增压装置继续增加该待测阀门内流体介质的压力，直到压力传感器的测量数据达到第二设定压力值，在压力增大期间，同时利用控制装置记录压力传感器的测量数据和流量计的测量数据；在该第二设定压力值下保持第二设定时间长度，并记录压力传感器的测量数据；

步骤S340：利用增压装置继续增加该待测阀门内流体介质的压力，直到该待测阀门发生泄漏或爆炸。

通过上述步骤S310～S340可以测试阀门壳体的强度性能。阀门发生爆裂，说明该压力值为阀门的壳体所能承受的极限值。

通过上述步骤S310～S330可以测试阀门的密封性能。分析该待测阀门壳体的密封性能的具体分析方法可以参考现有的阀门密封性的分析方法进行实施。

在一些实施例中，在待测阀门为关闭状态的情况下，根据设定压力值利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的密封性能或所述待测阀门的强度性能，具体地，可包括：

步骤S410：将待测阀门调节至关闭状态，利用介质提供装置向该待测阀门注入设定体积的流体介质；该设定体积可以根据该待测阀门的体积确定；

步骤S420：开启增压装置，当压力传感器的测量数据达到第一设定压力值时，在该第一设定压力值下保持设定时间长度，使压力传感器的测量数据稳定；

步骤S430：利用增压装置继续增加该待测阀门内流体介质的压力，直到压力传感器的测量数据达到第二设定压力值，在压力增大期间，同时利用控制装置记录压力传感器的测量数据和流量计的测量数据；在该第二设定压力值下，保持第二设定时间长度；

步骤S440：利用增压装置继续增加该待测阀门内流体介质的压力，直到该待测阀门发生泄漏或爆炸。

通过上述步骤S410～步骤S440，可以测试阀门的强度性能。

通过上述步骤S410～步骤S4340，可以测试阀门的密封性能。

本实施例中，测试待测阀门的性能的方法与测试待测阀门的壳体的强度性能的方法主要区别在于待测阀门是否打开。

本发明实施例还提供另一种阀门压力性能测试方法，适用于上述一些实施例所述的阀门压力性能测试系统。该阀门压力性能测试方法，可包括：

在待测阀门为打开状态的情况下，根据设定介质温度、设定环境温度及设定压力值，将利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的壳体强度；或者

在待测阀门为关闭状态的情况下，根据设定介质温度、设定环境温度及设定压力值，将利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的密封性能或所述待测阀门的强度性能。

本实施例的阀门压力性能测试方法与前述实施例的阀门压力性能测试方法的主要区别在于，是否在设定介质温度、设定环境温度下测试阀门的壳体强度或密封性能。

在一些实施例中，在待测阀门为打开状态的情况下，根据设定介质温度、设定环境温度及设定压力值，将利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的壳体强度，具体地，可包括：

步骤S510：将待测阀门调节至开启状态，启动第一加热装置和第二加热装置，直到该第一温度传感器的测量数据达到设定介质温度，该第二温度传感器的测量数据达到设定环境温度；该设定环境温度根据该待测阀门的服役环境温度确定；

步骤S520：利用介质提供装置向该待测阀门注入设定体积的流体介质；该设定体积可以根据该待测阀门的体积确定；

步骤S530：开启增压装置，当压力传感器的测量数据达到第一设定压力值时，在该第一设定压力值下保持设定时间长度，使压力传感器的测量数据稳定；

步骤S540：利用增压装置继续增加该待测阀门内流体介质的压力，直到压力传感器的测量数据达到第二设定压力值，在压力增大期间，同时利用控制装置记录压力传感器的测量数据和流量计的测量数据；在该第二设定压力值下保持第二设定时间长度，并记录压力传感器的测量数据；

步骤S550：利用增压装置继续增加该待测阀门内流体介质的压力，直到该待测阀门发生泄漏或爆炸。

通过上述步骤S510～步骤S550可以测试阀门的壳体的强度性能，通过上述步骤S510～步骤S540可以测试阀门的壳体的密封性能。

本实施例中，在进行阀门壳体的性能的测试时，可以考虑介质温度和服役环境温度，测试结果更准确。

在一些实施例中，在待测阀门为关闭状态的情况下，根据设定介质温度、设定环境温度及设定压力值，将利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的密封性能或所述待测阀门的强度性能，具体地，可包括：

步骤S610：将待测阀门调节至关闭状态，启动第一加热装置和第二加热装置，直到该第一温度传感器的测量数据达到设定介质温度，该第二温度传感器的测量数据达到设定环境温度；该设定环境温度根据该待测阀门的服役环境温度确定；

步骤S620：利用介质提供装置向该待测阀门注入设定体积的流体介质；该设定体积可以根据该待测阀门的体积确定；

步骤S630：开启增压装置，当压力传感器的测量数据达到第一设定压力值时，在该第一设定压力值下保持设定时间长度，使压力传感器的测量数据稳定；

步骤S640：利用增压装置继续增加该待测阀门内流体介质的压力，直到压力传感器的测量数据达到第二设定压力值，在压力增大期间，同时利用控制装置记录压力传感器的测量数据和流量计的测量数据；在该第二设定压力值下保持第二设定时间长度，并记录压力传感器的测量数据；

步骤S650：利用增压装置继续增加该待测阀门内流体介质的压力，直到该待测阀门发生泄漏或爆炸。

通过上述步骤S610～步骤S650可以测试阀门的强度性能，通过上述步骤S610～步骤S640可以测试阀门的密封性能。

本实施例中，在进行阀门的性能的测试时，可以考虑介质温度和服役环境温度，测试结果更准确。

为使本领域技术人员更好地了解本发明，下面将以具体实施例说明本发明的实施方式。

图3是本发明一实施例的阀门压力性能测试系统的框架结构示意图。图4是本发明一实施例的阀门压力性能测试系统的实物结构示意图。为了达到以下目的：第一，提供一种拆装简便的，经济的适用于试验室端的各种类型阀门的压力性能测试系统，可实现不同服役温度，不同介质状态下，阀门的压力性能测试，包括壳体性能、阀门内密封性能，阀门强度测试；第二，提供一种适用于阀门压力性能测试方法，包括在役阀门、失效阀门、未出厂阀门的压力性能测试方法；第三，实现压力数据的自动采集以及监测，结合图3和图4所示，一些具体实施例的阀门压力性能测试系统，可包括：输送介质储存装置、环境温度控制装置、介质输送管路装置、数据采集装置构成。

所述的输送介质储存装置，可包括输送介质储罐、输送介质加热器、温度传感器等。输送介质储罐与介质输送管路装置相连。输送介质储罐可包括液体介质储罐1 和气体储罐2。根据实际工况可以选择合适的流体。气体储罐2连接气体增压泵3，液体介质储罐1连接液体增压泵8，可通过计算机实现压力升高和压力控制。在选择液体介质储罐1提供液体介质的情况下，当工况为低温流体介质时，可以选择加注液氮降温，高温流体介质可以通过加热器7(加热电阻丝)将其加热到指定温度。温度传感器6及加热器7与计算机(数据采集系统)A相连，实现温度控制。

所述的环境温度控制装置，可包括环境箱12、电阻丝加热装置18(加热电阻丝)、液氮注入装置、风机17、温度传感器10、第一监视器11、第二监视器16 等。服役环境箱可以为被测阀门14提供环境温度，工作温度范围可以为-60℃～100℃。通过液氮和加热器可以实现温度控制。风机17可以实现环境箱内温度场均匀。环境箱12 内可设有阀门安置底座。电阻丝加热装置18可以用来提升环境温度，液氮注入装置可以用来降低环境温度，风机17可以用来获得均匀的环境温度。温度传感器、加热装置、液氮注入装置分别与计算机A相连，可实现环境温度的自动控制。

所述的介质输送管路装置中，可使用高压管将输送介质储罐、增压泵、阀门等连接起来，其中可以利用高压管转换接头9连接高压管和普通管路。所述的被测阀门 14放置于环境箱12中，可根据阀门结构选择介质入口侧法兰盲板或螺纹堵头13将阀门介质入口端封堵。盲板或堵头上可设置排气孔，并可连接压力传感器，压力传感器与计算机A相连。阀门的介质入口端可选择介质出口侧法兰盲板或螺纹堵头15将阀门介质出口端封堵，盲板或堵头上可设置排气孔，并与介质输送管路连接。在与之相连的介质输送管路上可设置压力传感器5及流量计4。所述的数据采集装置，可通过计算机A与压力传感器、温度传感器、监视器相连，实时采集数据并进行可视化，或者可以利用计算机A本身采集压力传感器、温度传感器、监视器的数据。

利用上述实施例所述的阀门压力性能测试系统对待测阀门进行压力性能测试，可包括：阀门壳体试验、密封试验、强度试验。

一些实施例中，阀门壳体试验可包括：

步骤1：确定阀门介质流向、环境温度、介质温度、试验压力等。

步骤2：将被测阀门固定在环境箱中，根据介质流向、阀门结构选择盲板/螺纹堵头尺寸，完成盲板/螺纹堵头的安装。

步骤3：根据阀门服役环境温度，控制器开启加热装置或冷却装置，达到指定环境温度。

步骤4：确定阀门内介质，选择对应的气源或液源。开启阀门，若为液体介质，根据阀体体积，开启增压泵，注入等量液体，并开启盲板/螺纹堵头排气孔，排除阀体内气体。排除阀体内气体后，关闭排气孔。

步骤5：控制器启动增压泵，增压至0.20MPa，保持5min，当压力不发生变化后，再增压至指定压力。在增压过程中，利用计算机采集流量传感器、压力传感器、温度传感器数据。在指定压力下，保压30s，观察压力传感器数据。

然后进行试验结束阶段的步骤。

阀门密封试验的方法与阀门壳体试验的方法基本相同，区别可仅在于：

在步骤4中，将开启阀门变更为关闭阀门，检验阀门内部的密封性能。

阀门强度试验的方法与阀门壳体试验的方法基本相同，但可分为两种情况，第一种是壳体强度试验，第二种是阀门强度试验，区别在于：

进行壳体强度试验时，在阀门开启的情况下，上述步骤5中，将继续增加压力，直至监视器内发现阀门泄露或爆炸。

进行阀门强度试验时，在阀门关闭的情况下，上述步骤5中，继续增加压力，直至监视器内发现阀门泄露或爆炸。

试验结束阶段的步骤可包括：计算机控制关闭温度控制系统、压力泵，缓慢卸压，冷却。

另一具体实施例中，阀门与DN80法兰连接，在室温下服役，输送介质为70℃原油，公称压力4.0MPa，失效阀门的密封性能试验方法可包括：

(1)将失效阀门按介质流向放置于环境箱内固定安装。

(2)根据法兰尺寸，选择对应的法兰盲板，使用扭矩扳手将法兰盲板安装于阀门，并连接管路。开启法兰盲板排气孔。

(3)在液体存储罐内加入输送介质。

(4)打开控制器，加热输送介质至70℃。

(5)开启阀门，测试阀门壳体强度。开启增压泵，将阀体内注入输送介质，关闭法兰盲板排气孔。继续增压至0.20MPa，稳压5min，压力稳定后。继续增压至4MPa，保压过程中，观察压力变化，以及通过监视器观测盲板两侧以及阀体是否有介质流出，确定失效原因。关闭阀门，测试阀门密封性能。开启增压泵，将阀体内注入输送介质，关闭法兰盲板排气孔。继续增压至0.20MPa，稳压5min，压力稳定后。继续增压至 4MPa，保压过程中，观察压力变化，以及通过监视器观测盲板两侧以及阀体是否有介质流出，确定失效原因。

(6)试验结束后，关闭控制器，卸载压力，保存计算机监测的图像和压力、流量数据，试验结束。

本实施例的系统及方法具有如下效果：1、装夹方便，节省人力，测试效率高；2、可以测试不同服役温度，不同温度流体下的阀门压力性能；3、对于阀门类型不受限制，适用于各类阀门的压力试验；4、适用于出厂前，服役中，失效阀门的压力试验； 5、可以进行阀门强度试验。

综上所述，本发明实施例的阀门压力性能测试系统及方法，通过利用介质入口封堵件和介质出口封堵件密封待测阀门，可以使得拆装简便，适用于试验室端的各种类型阀门的压力性能测试，不仅可以测试阀门的壳体强度性能，还可以测试阀门的密封性能。通过控制装置可以自动采集压力传感器和流量计的测量数据。通过介质提供装置和介质输送管路可以实现在不同介质下对阀门进行性能测试。进一步，通过第一加热装置加热流体介质，可以在设定介质温度的条件下对阀门进行压力性能测试。通过第二加热装置或冷却装置对环境箱的环境温度的进行调节，可以在设定环境温度下对阀门进行压力性能测试。通过考虑阀门的服役温度，可以实现对阀门压力性能的更精确的测试。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本发明的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种阀门压力性能测试系统，其特征在于，适用于试验室端，包括：

介质入口封堵件，用于密封待测阀门的介质入口；

介质出口封堵件，用于密封所述待测阀门的介质出口；

介质提供装置，用于提供流体介质；

介质输送管路，连接所述介质入口和所述介质提供装置，用于将所述流体介质输送至所述待测阀门；

增压装置，设置于所述介质输送管路，用于增加所述流体介质的压力；

压力传感器，设置于所述介质输送管路，且位于所述增压装置和所述介质入口之间，用于测量所述流体介质的压力；

流量计，设置于所述介质输送管路，用于测量所述流体介质的流量；

控制装置，分别与所述压力传感器和所述流量计电连接，用于采集所述流体介质的压力和所述流体介质的流量，以分析所述待测阀门的压力性能；

所述介质入口封堵件包括中部开设第一通孔的第一盲板，所述介质输送管路的一端通过焊接或螺纹连接固定至所述第一盲板以连通所述第一通孔；

所述介质出口封堵件包括螺纹堵头和中部开设第二通孔的第二盲板，所述螺纹堵头通过螺纹连接密封所述第二通孔；

还包括：

监视器，与所述控制装置连接，用于实时拍摄所述待测阀门的图像；

所述控制装置还用于，实时显示所述待测阀门的图像；

环境箱，用于为所述待测阀门提供保温空间。

2.如权利要求1所述的阀门压力性能测试系统，其特征在于，所述控制装置为计算机。

3.如权利要求1所述的阀门压力性能测试系统，其特征在于，还包括：

高压转换接头，设置于所述介质输送管路，且位于所述流量计和所述介质入口封堵件之间。

4.如权利要求1所述的阀门压力性能测试系统，其特征在于，所述介质提供装置，包括：气体储罐和/或液体储罐；

所述气体储罐与所述增压装置中的气体增压泵连接；所述液体储罐与所述增压装置中的液体增压泵连接；

在所述介质提供装置包括液体储罐的情况下，所述阀门压力性能测试系统，还包括：

第一加热装置，与所述控制装置连接，且设置于所述液体储罐的下侧，用于加热所述液体储罐中的液体介质；

第一温度传感器，与所述控制装置连接，且设置于所述液体储罐的侧壁，用于测量所述液体储罐中的液体介质的温度；

所述控制装置还用于根据所述液体介质的温度调节所述第一加热装置，以使所述液体介质达到设定介质温度。

5.如权利要求4所述的阀门压力性能测试系统，其特征在于，还包括：

第二加热装置，与所述控制装置连接，且设置于所述环境箱的内部，用于提高所述保温空间的温度；

冷却装置，与所述控制装置连接，且设置于所述环境箱的内部，用于降低所述保温空间的温度；

第二温度传感器，与所述控制装置连接，且设置于所述环境箱的内部，用于测量所述保温空间的温度；

所述控制装置还用于根据测量的温度调节所述第二加热装置或所述冷却装置，以将所述保温空间的温度调整至设定环境温度。

6.如权利要求5所述的阀门压力性能测试系统，其特征在于，还包括：

风机，设置于所述环境箱的内部，用于均匀所述保温空间的温度；

底座，用于固定所述待测阀门。

7.一种阀门压力性能测试方法，其特征在于，适用于试验室端，适用于如权利要求1至6任一项所述的阀门压力性能测试系统，包括：

在待测阀门为打开状态的情况下，根据设定压力值利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的壳体强度；或者

在待测阀门为关闭状态的情况下，根据设定压力值利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的密封性能或所述待测阀门的强度性能；

根据待测阀门的结构选择相应的介质入口封堵件和介质出口封堵件，将介质入口封堵件和介质出口封堵件分别安装至待测阀门的介质入口和介质出口，所述介质入口封堵件包括中部开设第一通孔的第一盲板，所述介质输送管路的一端通过焊接或螺纹连接固定至所述第一盲板以连通所述第一通孔；所述介质出口封堵件包括螺纹堵头和中部开设第二通孔的第二盲板，所述螺纹堵头通过螺纹连接密封所述第二通孔；

所述方法还包括：通过与控制装置连接的监视器，实时拍摄所述待测阀门的图像，并通过所述控制装置实时显示所述待测阀门的图像；

环境箱，用于为所述待测阀门提供保温空间。

8.一种阀门压力性能测试方法，其特征在于，适用于试验室端，适用于如权利要求5或6所述的阀门压力性能测试系统，包括：

在待测阀门为打开状态的情况下，根据设定介质温度、设定环境温度及设定压力值，将利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的壳体强度；或者

在待测阀门为关闭状态的情况下，根据设定介质温度、设定环境温度及设定压力值，将利用所述阀门压力性能测试系统测试所述待测阀门的密封性能或所述待测阀门的强度性能；

根据待测阀门的结构选择相应的介质入口封堵件和介质出口封堵件，将介质入口封堵件和介质出口封堵件分别安装至待测阀门的介质入口和介质出口，所述介质入口封堵件包括中部开设第一通孔的第一盲板，所述介质输送管路的一端通过焊接或螺纹连接固定至所述第一盲板以连通所述第一通孔；所述介质出口封堵件包括螺纹堵头和中部开设第二通孔的第二盲板，所述螺纹堵头通过螺纹连接密封所述第二通孔；

所述方法还包括：通过与控制装置连接的监视器，实时拍摄所述待测阀门的图像，并通过所述控制装置实时显示所述待测阀门的图像；

环境箱，用于为所述待测阀门提供保温空间。

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