CN112924168A - 一种水下手动阀门内外压测试系统及实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水下手动阀门内外压测试系统,其包括高压舱、密封舱控温系统、扭矩阀门测试系统、高压水密封系统、数据集成和监控系统,所述高压舱整体置于所述密封舱控温系统内,所述扭矩阀门测试系统通过传动机构与所述高压舱内待测手动阀门连接,所述高压水密封系统通过高压管路与所述高压舱内待测试手动阀门连接。本发明还涉及一种应用本水下手动阀门内外压测试系统进行的内外压测试实验方法。本水下手动阀门内外压测试系统能够为水下手动阀门模拟深水环境中,水下手动阀门通水或者通气的正常工作状态;广泛适用于模拟深海高压低温环境,对水下手动阀门同时进行内外压测试和功能测试,并进行数据采集和监控。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域,具体涉及一种水下手动阀门内外压测试系统及实验方法。
背景技术
随着陆地资源的日渐匮乏,海洋将成为最重要的研究领域之一。水下阀门是海洋工程水下设施的关键部件,随着深水技术的不断进步,水下设施尤其是水下阀门的需求也在逐步增加。长期以来,水下阀门市场一直被国外厂家占领,为了增强国内水下装备制造的能力,同时降低成本、缩短供货周期,水下阀门的国产化势在必行。开展水下阀门检测工作,是为适应新形势下产品质量检验工作的需要,对我国发展海洋工程设备、水下生产系统设备及海底矿产资源开发设备的研究与制造,都具有重要的技术支撑作用。
深水高压舱等压力设备是用于水下设备产品质量检测的重要设备,现有深水高压舱等压力设备主要单独用于对水下机器人、深海装备等进行耐压结构考核、水密性试验等,无法形成一套能够真正有效模拟水下阀门等设备在深海中工作状态的联合工作的检测系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有水下手动阀门检测设备无法真正有效模拟水下手动阀门在深海中工作状态的缺陷,提供一种能够为水下手动阀门模拟深海受外压的实际服役环境,提供手动阀门内的水压、气压和扭矩开关的动力单元,还原水下设备在深海中通气压、水压、开关阀门等工作状态的水下手动阀门内外压测试系统及实验方法。
本水下手动阀门内外压测试系统及实验方法包括用于容纳待测手动阀门的高压舱、用于为所述高压舱提供模拟深海环境温度条件的密封舱控温系统、用于控制待测手动阀门驱动器开关的扭矩阀门测试系统、用于给待测手动阀门施加内压的高压水密封系统、用于给测试采集数据和实时监控的数据集成和监控系统,其中,所述高压舱整体置于所述密封舱控温系统内,所述扭矩阀门测试系统通过传动机构与所述高压舱内待测手动阀门连接,所述高压水密封系统通过高压管路与所述高压舱内待测试手动阀门连接。
为在测试中实现扭矩阀门测试系统对高压舱内待测手动阀门的开启关闭控制,所述传动机构包括设置在所述高压舱外部盲板上的机械臂、连接盲板内侧机械臂与阀门端的扭力延长杆工装和连接盲板外侧机械臂与扭矩阀门测试系统的延长夹持工装。所述扭矩阀门测试系统能够提前设定好阀门开启/关闭的角度和传动杆转动速度,通过设定好控制程序,转动扭矩、转动速率、转动角度、限定角度等功能,自动控制阀腔开启和关闭,且可以设置扭矩限定值,防止扭矩过大损坏阀门,通过延长杆和机械臂的传动即可完成高压舱内手动阀门的打开和关闭。
为实现高压管路的穿舱固定和机械臂的穿舱动密封,所述盲板上开有供所述高压管路穿装固定的管孔,盲板中央设有供所述机械臂可移动式穿装的动密封结构。
进一步的,所述动密封结构包括开设在盲板中央的通道孔,固定封盖在通道孔外侧的塑料压盖,设置在通道孔内的密封套,所述机械臂经塑料压盖和密封套可移动式穿装在通道孔内。
进一步的,所述通道孔为两段式贯通孔,通道孔内侧区段孔径与所述机械臂外径相匹配,通道孔外侧区段孔径大于内侧端孔径,所述密封套于通道孔外侧区段套装在机械臂上。
为在测试中实现待测手动阀门内压的加压和泄压工作,在整个循环测试的试验过程中,能够实时获取内外压、扭矩以及温度等数据和实时监控水下手动阀门的试验过程,所述高压管路包括加压软管、泄压软管和监测泄漏管路,所述加压软管与所述高压水密封系统相连接,所述泄压软管末端泄压口接入泄压水池,所述监测泄露管路接入烧杯。内外压以及扭矩数据和高压舱内的实时情况由数据集成和监控系统管控,高压水密封系统通过两根高压软管、盲板连接在手动阀门上下游以及加压系统和泄压水池处;其中加压软管给阀腔内加压至额定压力,阀门驱动器开启之后,阀腔内压力通过泄压软管排水泄压。
具体到高压密封舱结构,所述高压舱内部设有温度传感器和第一压力传感器,所述密封舱控温系统于密封舱顶部开有用于试验样品的吊装和拆卸的天窗,所述高压水密封系统内设有第二压力传感器,所述扭矩阀门测试系统内设有扭矩传感器。为实现测试过程动作监控和实时集成曲线的生成,所述温度传感器、高压舱内的第一压力传感器、扭矩阀门测试系统内的扭矩传感器、高压水密封系统的第二压力传感器与所述数据集成和监控系统数据通信连接。数据集成和监控系统包括监控单元和数据集成单元,监控单元包含两个部分,一是通过设置在扭矩阀门测试装置上的摄像头和探照灯上在电脑端上进行实时监控和录像,二是高压舱内安装的摄像头和探照灯,对高压舱内阀门试验过程中的情况进行实时监控和录像;数据集成单元通过网络形式在PC端实时获得实验的内外压、温度以及扭矩数据和曲线,当需要开始实验时,首先启动系统中各设备,然后预先设置好加压和泄压以及温控程序,最后整个测试的操作过程都可在PC端控制和实时监视。
具体的,所述高压舱最大工作压力为35MPa;试验介质为水;内径1500mm;内部有效试验长度3000mm;保压方式为根据压力舱内压力变化进行自动跟踪补偿,误差不大于0.1MPa。所述密封舱控温系统,其温度控制方式为高压密封舱外搭建冷库,冷库降温并通过舱壁热传递给舱内水体;温度控制范围为1~9℃。所述扭矩阀门测试系统,最大试验力:±1000N.m;扭矩分辨率:0.1N.m;扭矩示值相对误差:<±0.5%;扭矩示值重复性误差:<0.5%;加扭矩方向:正反两方向;转角测量范围:0-365000°;静态扭转速度范围:0.1°-900°无级调速。所述高压水密封系统,其最高输出压力:600MPa;测试介质:水;设备功能:具有对试样均匀、连续施加静水内压,能保证试样内的压力值保持在预先确定的静水内压值得±1%以内;实验通道:系统有16路通道,每路单独可调。各个回路都可实现单独控制、采集数据、测量等功能。所述数据集成和监控系统,实现阀门内部压力、外部压力、驱动器压力、扭矩、温度等实时数据的监测及集成工作,并通过曲线和数值实时显示,实验结束后可导出数据图表。所述高压舱提供相应工作水深的静水外压,以及高压舱外部的密封舱控温系统提供水下工作的环境温度,并且在实验期间外压和温度一直稳定在要求的区间内。用于实现手动阀门深海工作环境的还原。
本水下手动阀门内外压测试系统及实验方法,通过上述的水下手动阀门内外压测试系统实现,具体包括以下步骤,
S1:将待测手动阀门、连接管线等相关附件准备齐全,并在测试开始前检查各个设备是否能正常运行;
S2:开启所述高压舱,将待测手动阀门固定在高压舱内,检查所述高压舱内部接口位置,将被测水下手动阀门安装在夹具上并与高压舱相应高压管道、扭力延长杆工装连接,并保证各接口连接的密封性和牢固性,然后关闭高压舱并启动密封舱控温系统,密封舱控温系统设定好温度且关闭密封舱天窗;
S3:待高压舱内水温稳定后,并通过温度传感器在数据集成和监控系统确认水温符合要求后,开始高压舱加压试验,将高压舱加压至阀门所需外部压力值,同时开启自动保压功能;
S4:利用高压水密封系统在待测手动阀门关闭的状态下,向上游加额定压力大小的内压,再利用扭矩阀门测试系统通过传动机构给待测手动阀门开关施加转动扭矩,扭矩阀门测试系统控制将阀门开启,打开后阀腔内压力会自动泄压至0,然后再利用扭矩阀门测试系统将待测手动阀门阀腔关闭,此过程中可通过数据集成和监控系统实时观察待测手动阀门的开关情况,并且可以观察实时扭矩以及温度变化;
S5:重复步骤4至指定次数,泄压,开舱,整理各实验装置,分析数据,所有循环中的每项数值变化,均可以通过数据集成系统实时集成相应曲线,观测到阀门腔体内压、高压舱对阀门的外压、扭矩实时数值、温度等随时间相应的变化规律。
水下手动阀门应用在深海中,需要承受深水带来的外压以及较低的温度。内外压复合测试就是为了充分模拟水下设备的实际工作环境,将水下手动阀门置于密闭的高压舱内部,向高压舱内部及被测设备打压,至水下设备所需要的测试压力。实验开始后,压力达到测试压力时根据客户需求进行保压。水下手动阀门在高压舱中保持所需的外压,同时向阀门内进行水压打压。能够模拟水下阀门在深海的实际工况,进行气密性和水密性试验和检测,并且可以对水下手动阀门进行扭转起闭控制。
本发明一种水下手动阀门内外压测试系统,克服了现有水下手动阀门检测设备无法真正有效模拟水下手动阀门在深海中工作状态的缺陷,能够为水下设备提供内外压动力单元,模拟水下手动阀门在深海中通手动的工作状态,广泛适用于模拟深海高压低温环境,对水下设备同时进行内外压测试和功能测试,并进行数据采集和监控,其具体有益效果为:
(1)能够模拟最深3500米水深环境中,水下手动阀门通水的正常工作状态;
(2)通过自动控制扭矩阀门测试系统,可以实现水下手动阀门驱动器的开启或关闭;
(3)能够通过水下摄像、数据集成,对被测手动阀门进行实时监控。
附图说明
下面结合附图对本发明一种水下手动阀门内外压测试系统及实验方法作进一步说明:
图1是本水下手动阀门内外压测试系统的平面结构示意图;
图2是本水下手动阀门内外压测试系统所述盲板的平面结构示意图;
图3是图2的A-A向剖断视图;
图4是本水下手动阀门内外压测试系统的通信连接原理图。
图中:
0-待测手动阀门;
1-高压舱、2-密封舱控温系统、3-扭矩阀门测试系统、4-高压水密封系统、5-数据集成和监控系统、6-传动机构、7-高压管路、8-泄压水池、9-烧杯;
11-盲板、12-温度传感器、13-第一压力传感器、21-天窗、31-扭矩传感器、41-第二压力传感器、61-机械臂、62-扭力延长杆工装、63-延长夹持工装、71-加压软管、72-泄压软管、73-监测泄漏管路。
111-管孔、112-通道孔、113-塑料压盖、114-密封套。
具体实施方式
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
实施方式1:如图1所示,本水下手动阀门内外压测试系统及实验方法包括用于容纳待测手动阀门0的高压舱1、用于为所述高压舱1提供模拟深海环境温度条件的密封舱控温系统2、用于控制待测手动阀门0驱动器开关的扭矩阀门测试系统3、用于给待测手动阀门0施加内压的高压水密封系统4、用于给测试采集数据和实时监控的数据集成和监控系统5,其中,所述高压舱1整体置于所述密封舱控温系统2内,所述扭矩阀门测试系统3通过传动机构6与所述高压舱1内待测手动阀门0连接,所述高压水密封系统4通过高压管路7与所述高压舱1内待测试手动阀门0连接。具体到高压舱接密封舱结构,所述高压舱1内部设有温度传感器12和第一压力传感器13,所述密封舱控温系统2于密封舱顶部开有用于试验样品的吊装和拆卸的天窗21,所述高压水密封系统4内设有第二压力传感器41,所述扭矩阀门测试系统3内设有扭矩传感器31。
所述高压舱最大工作压力为35MPa;试验介质为水;内径1500mm;内部有效试验长度3000mm;保压方式为根据压力舱内压力变化进行自动跟踪补偿,误差不大于0.1MPa。所述密封舱控温系统,其温度控制方式为高压密封舱外搭建冷库,冷库降温并通过舱壁热传递给舱内水体;温度控制范围为1~9℃。所述扭矩阀门测试系统,最大试验力:±1000N.m;扭矩分辨率:0.1N.m;扭矩示值相对误差:<±0.5%;扭矩示值重复性误差:<0.5%;加扭矩方向:正反两方向;转角测量范围:0-365000°;静态扭转速度范围:0.1°-900°无级调速。所述高压水密封系统,其最高输出压力:600MPa;测试介质:水;设备功能:具有对试样均匀、连续施加静水内压,能保证试样内的压力值保持在预先确定的静水内压值得±1%以内;实验通道:系统有16路通道,每路单独可调。各个回路都可实现单独控制、采集数据、测量等功能。其余结构和部件如实施方式1所述,不再重复描述。
实施方式2:如图2、3所示,为在测试中实现扭矩阀门测试系统对高压舱内待测手动阀门的开启关闭控制,所述传动机构6包括设置在所述高压舱1外部盲板11上的机械臂61、连接盲板11内侧机械臂61与阀门端的扭力延长杆工装62和连接盲板11外侧机械臂61与扭矩阀门测试系统3的延长夹持工装63。所述扭矩阀门测试系统能够提前设定好阀门开启/关闭的角度和传动杆转动速度,通过设定好控制程序,转动扭矩、转动速率、转动角度、限定角度等功能,自动控制阀腔开启/关闭,且可以设置扭矩限定值,防止扭矩过大损坏阀门,通过延长杆和机械臂的传动即可完成高压舱内手动阀门的打开和关闭。所述盲板11上开有供所述高压管路7穿装固定的管孔111,盲板11中央设有供所述机械臂61可移动式穿装的动密封结构。所述动密封结构包括开设在盲板11中央的通道孔112,固定封盖在通道孔112外侧的塑料压盖113,设置在通道孔112内的密封套114,所述机械臂61经塑料压盖113和密封套114可移动式穿装在通道孔112内。所述通道孔112为两段式贯通孔,通道孔112内侧区段孔径与所述机械臂61外径相匹配,通道孔112外侧区段孔径大于内侧端孔径,所述密封套114于通道孔112外侧区段套装在机械臂61上。用于实现高压管路的穿仓固定和机械臂的穿仓动密封。其余结构和部件如实施方式1所述,不再重复描述。
实施方式3:为在测试中实现待测手动阀门内压的加压和泄压工作,在整个循环测试的试验过程中,能够实时获取内外压、扭矩以及温度等数据和实时监控水下手动阀门的试验过程,所述高压管路7包括加压软管71、泄压软管72和监测泄漏管路73,所述加压软管71与所述高压水密封系统4相连接,所述泄压软管72末端泄压口接入泄压水池8,所述监测泄露管路73接入烧杯9。内外压以及扭矩数据和高压舱内的实时情况由数据集成和监控系统管控,高压水密封系统通过两根高压软管、盲板连接在手动阀门上下游以及加压系统和泄压水池处;其中加压软管给阀腔内加压至额定压力,阀门驱动器开启之后,阀腔内压力通过泄压软管排水泄压。其余结构和部件如实施方式1所述,不再重复描述。
实施方式4:为实现测试过程动作监控和结果生成,所述温度传感器12、高压舱内的第一压力传感器13、扭矩阀门测试系统3的扭矩传感器31、高压水密封系统4的第二压力传感器41与所述数据集成和监控系统5数据通信连接。数据集成和监控系统包括监控单元和数据集成单元,监控单元包含两个部分,一是通过设置在扭矩阀门测试装置上的摄像头和探照灯上在电脑端上进行实时监控和录像,二是高压舱内安装的摄像头和探照灯,对高压舱内阀门试验过程中的情况进行实时监控和录像;数据集成单元通过网络形式在PC端实时获得实验的内外压、温度以及扭矩数据和曲线,当需要开始实验时,首先启动系统中各设备,然后预先设置好加压和泄压以及温控程序,最后整个测试的操作过程都可在PC端控制和实时监视;数据集成和监控系统,能够实现阀门内部压力、外部压力、驱动器压力、扭矩、温度等实时数据的监测及集成工作,并通过曲线和数值实时显示,实验结束后可导出数据图表;所述高压舱提供相应工作水深的静水外压,以及高压舱外部的密封舱控温系统提供水下工作的环境温度,并且在实验期间外压和温度一直稳定在要求的区间内;用于实现手动阀门深海工作环境的还原。其余结构和部件如实施方式1所述,不再重复描述。
实施方式5:如图4所示,为实现远程数据传输和监控,所述数据集成和监控系统设置在远离实验设备的控制间内,其接收高压舱内的压力传感器数据、温度传感器数据、扭矩阀门测试系统的扭矩数据、高压水密封系统的内压数据共4路信号,实时采集并存储。数据采集间隔1.0秒,通讯协议为Modbus RTU,采用RS485转USB串口、局域网、PLC等方式与上位机连接实现通讯,操作系统为Windows7/10;本数据集成单元的信号采集和通信传输稳定,数据可视化能力强,集成度高,测试结束后的数据获取便捷,处理难度小。本数据集成单元设置有实时数据显示区域,可实现4路信号实时显示;设置有实时动态曲线显示区域,可实现测试过程中数据变化趋势可视化,显示范围为当前20秒;设置有历史测试曲线显示区域,可实现测试过程中任意时间段内的历史数据变化情况可视化,可全部显示/选择显示多路信号历史数据,不同线路的测试数据曲线可单独设置样式,可以明显区分不同数据的变化趋势,窗口设置有打印按钮,可按照需求打印曲线;设置有历史测试数据查询区,可实现测试过程中任意时间段内的历史数据查询,可全部导出/选择导出多路信号测试数据。
实施例1:本水下手动阀门内外压测试系统及实验方法,通过上述的水下手动阀门内外压测试系统实现,具体包括以下步骤,
S1:将待测手动阀门0、连接管线等相关附件准备齐全,并在测试开始前检查各个设备是否能正常运行;
S2:开启所述高压舱1,将待测手动阀门0固定在高压舱1内,检查所述高压舱1内部接口位置,将被测水下手动阀门0安装在夹具上并与高压舱1相应高压管道、扭力延长杆工装连接,并保证各接口连接的密封性和牢固性,然后关闭高压舱1并启动密封舱控温系统2,密封舱控温系统2设定好温度且关闭密封舱天窗21;
S3:待高压舱1内水温稳定后,并通过温度传感器在数据集成和监控系统5确认水温符合要求后,开始高压舱1加压试验,将高压舱1加压至阀门所需外部压力值,同时开启自动保压功能;
S4:利用高压水密封系统4在待测手动阀门0关闭的状态下,向上游加额定压力大小的内压,再利用扭矩阀门测试系统3通过传动机构6给待测手动阀门0开关施加转动扭矩,扭矩阀门测试系统3控制将阀门开启,打开后阀腔内压力会自动泄压至0,然后再利用扭矩阀门测试系统3将待测手动阀门0阀腔关闭,此过程中可通过数据集成和监控系统5实时观察待测手动阀门0的开关情况,并且可以观察实时扭矩以及温度变化;
S5:重复步骤4至指定次数,泄压,开舱,整理各实验装置,分析数据,所有循环中的每项数值变化,均可以通过数据集成系统实时集成相应曲线,观测到阀门腔体内压、高压舱对阀门的外压、扭矩实时数值、温度等随时间相应的变化规律。
水下手动阀门应用在深海中,需要承受深水带来的外压以及较低的温度。内外压复合测试就是为了充分模拟水下设备的实际工作环境,将水下手动阀门置于密闭的高压舱内部,向高压舱内部及被测设备打压,至水下设备所需要的测试压力。实验开始后,压力达到测试压力时根据客户需求进行保压。水下手动阀门在高压舱中保持所需的外压,同时向阀门内进行水压打压。能够模拟水下阀门在深海的实际工况,进行气密性和水密性试验和检测,并且可以对水下手动阀门进行扭转起闭控制。
本水下手动阀门内外压测试系统能够为水下阀门提供内外压动力单元,能够模拟最深3500米水深环境中,水下手动阀门通水或者通气的正常工作状态;通过自动控制手动加压和泄压,可以实现水下手动阀门驱动器的开启或关闭;能够通过摄像、数据集成,对被测手动阀门进行实时监控,广泛适用于模拟深海高压低温环境,对水下手动阀门同时进行内外压测试和功能测试,并进行数据采集和监控。
以上描述显示了本发明的主要特征、基本原理,以及本发明的优点。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施方式或者实施例的细节,且在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此应将上述实施方式或者实施例看作示范性的,且非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而非上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种水下手动阀门内外压测试系统,其特征是:包括用于容纳待测手动阀门(0)的高压舱(1)、用于为所述高压舱(1)提供模拟深海环境温度条件的密封舱控温系统(2)、用于控制待测手动阀门(0)驱动器开关的扭矩阀门测试系统(3)、用于给待测手动阀门(0)施加内压的高压水密封系统(4)、用于给测试采集数据和实时监控的数据集成和监控系统(5),其中,
所述高压舱(1)整体置于所述密封舱控温系统(2)内,所述扭矩阀门测试系统(3)通过传动机构(6)与所述高压舱(1)内待测手动阀门(0)连接,所述高压水密封系统(4)通过高压管路(7)与所述高压舱(1)内待测试手动阀门(0)连接。
2.根据权利要求1所述的水下手动阀门内外压测试系统,其特征是:所述传动机构(6)包括设置在所述高压舱(1)外部盲板(11)上的机械臂(61)、连接盲板(11)内侧机械臂(61)与阀门端的扭力延长杆工装(62)和连接盲板(11)外侧机械臂(61)与扭矩阀门测试系统(3)的延长夹持工装(63)。
3.根据权利要求2所述的水下手动阀门内外压测试系统,其特征是:所述盲板(11)上开有供所述高压管路(7)穿装固定的管孔(111),盲板(11)中央设有供所述机械臂(61)可移动式穿装的动密封结构。
4.根据权利要求3所述的水下手动阀门内外压测试系统,其特征是:所述动密封结构包括开设在盲板(11)中央的通道孔(112),固定封盖在通道孔(112)外侧的塑料压盖(113),设置在通道孔(112)内的密封套(114),所述机械臂(61)经塑料压盖(113)和密封套(114)可移动式穿装在通道孔(112)内。
5.根据权利要求4所述的水下手动阀门内外压测试系统,其特征是:所述通道孔(112)为两段式贯通孔,通道孔(112)内侧区段孔径与所述机械臂(61)外径相匹配,通道孔(112)外侧区段孔径大于内侧端孔径,所述密封套(114)于通道孔(112)外侧区段套装在机械臂(61)上。
6.根据权利要求1所述的水下手动阀门内外压测试系统,其特征是:所述高压管路(7)包括加压软管(71)、泄压软管(72)和监测泄漏管路(73),所述加压软管(71)与所述高压水密封系统(4)相连接,所述泄压软管(72)末端泄压口接入泄压水池(8),所述监测泄露管路(73)接入烧杯(9)。
7.根据权利要求6所述的水下手动阀门内外压测试系统,其特征是:所述高压舱(1)内部设有温度传感器(12)和第一压力传感器(13),所述密封舱控温系统(2)于密封舱顶部开有用于试验样品的吊装和拆卸的天窗(21),所述高压水密封系统(4)内设有第二压力传感器(41),所述扭矩阀门测试系统(3)内设有扭矩传感器(31)。
8.根据权利要求7所述的水下手动阀门内外压测试系统,其特征是:所述温度传感器(12)、高压舱(1)内的第一压力传感器(13)、扭矩阀门测试系统(3)的扭矩传感器(31)、高压水密封系统(4)的第二压力传感器(41)与所述数据集成和监控系统(5)数据通信连接。
9.一种水下手动阀门内外压测试系统及实验方法,其特征是:所述实验方法通过权利要求1至8任一项所述的水下手动阀门内外压测试系统实现,具体包括以下步骤,
S1:将待测手动阀门(0)、连接管线等相关附件准备齐全,并在测试开始前检查各个设备是否能正常运行;
S2:开启所述高压舱(1),将待测手动阀门(0)固定在高压舱(1)内,检查所述高压舱(1)内部接口位置,将被测水下手动阀门(0)安装在夹具上并与高压舱(1)相应高压管道、扭力延长杆工装连接,并保证各接口连接的密封性和牢固性,然后关闭高压舱(1)并启动密封舱控温系统(2),密封舱控温系统(2)设定好温度且关闭密封舱天窗(21);
S3:待高压舱(1)内水温稳定后,并通过温度传感器在数据集成和监控系统(5)确认水温符合要求后,开始高压舱(1)加压试验,将高压舱(1)加压至阀门所需外部压力值,同时开启自动保压功能;
S4:利用高压水密封系统(4)在待测手动阀门(0)关闭的状态下,向上游加额定压力大小的内压,再利用扭矩阀门测试系统(3)通过传动机构(6)给待测手动阀门(0)开关施加转动扭矩,扭矩阀门测试系统(3)控制将阀门开启,打开后阀腔内压力会自动泄压至0,然后再利用扭矩阀门测试系统(3)将待测手动阀门(0)阀腔关闭,此过程中可通过数据集成和监控系统(5)实时观察待测手动阀门(0)的开关情况,并且可以观察实时扭矩以及温度变化;
S5:重复步骤4至指定次数,泄压,开舱,整理各实验装置,分析数据,所有循环中的每项数值变化,均可以通过数据集成系统实时集成相应曲线,观测到阀门腔体内压、高压舱对阀门的外压、扭矩实时数值、温度等随时间相应的变化规律。
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