CN113340586A - 一种阀门低温试验方法及测控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阀门低温试验方法，包括以下步骤：S1，液氮供应系统输出液氮至低温工作容器下端，直至液氮加注量满足气枕容积要求则停止加注；S2，液氮供应系统输出液氮至液氮喷淋系统，对被试阀门进行喷淋降温，监测被试阀门的温度达到预定温度；S3，关闭液氮喷淋系统并打开氮气增压系统输出压缩氮气至低温工作容器下端；S4，低温工作容器上端输出增压后的氮气至被试阀门，直至压力达到被试阀门的开启压力点；S5，调整氮气增压系统中的减压阀直至被试阀门的排气量达到预定排气量。该试验方法能够模拟火箭中被试阀门在实际使用过程中的低温和容积等因素，满足试验要求。

Description

一种阀门低温试验方法及测控系统

技术领域

本发明涉及阀门试验领域，具体涉及一种阀门低温试验方法及测控系统。

背景技术

随着航天领域的高速发展，对于火箭的需求在逐年上升。在低温液体火箭例如液氧甲烷火箭中，为了确保火箭中的阀门的性能，需要进行阀门的低温性能试验。现有技术中对火箭中的阀门一般采用常温性能试验，且试验系统不具备调节气枕大小的功能，同时对阀门的排气量测量普遍使用孔板的方式，这种方式测量精度差且孔板更换过程费时。

鉴于此，亟需设计一种能够进行低温环境测试且具备气枕大小调节功能的阀门低温试验方法及测控系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种阀门低温试验方法及测控系统。

本发明提供一种阀门低温试验方法，包括以下步骤：

S1，液氮供应系统输出液氮至低温工作容器下端，直至液氮加注量满足气枕容积要求则停止加注；

S2，液氮供应系统输出液氮至液氮喷淋系统，对被试阀门进行喷淋降温，监测被试阀门的温度达到预定温度；

S3，关闭液氮喷淋系统并打开氮气增压系统输出压缩氮气至低温工作容器下端；

S4，低温工作容器上端输出增压后的氮气至被试阀门，直至压力达到被试阀门的开启压力点；

S5，调整氮气增压系统中的减压阀直至被试阀门的排气量达到预定排气量。

根据本发明的一个实施例，在步骤S3中还包括：打开连接在低温工作容器上端和下端的氮气自增压系统，通过汽化器将液氮汽化给所述低温工作容器进行增压。

根据本发明的一个实施例，在步骤S5中还包括：通过监测被试阀门的氮气入口处的质量流量计参数，进行氮气增压系统中减压阀的调整。

根据本发明的一个实施例，在步骤S5之后包括：打开低温工作容器的排气管路，降低低温工作容器内压力至额定开启压力的90％，重复步骤S3-S5。

根据本发明的一个实施例，在步骤S5之后还包括：打开低温工作容器及氮气自增压系统的排气管路，关闭氮气增压系统和氮气自增压系统，低温试验结束。

另一方面，本发明还提供了一种阀门低温试验测控系统，包括：加注模块，控制液氮供应系统输出液氮至低温工作容器下端，直至液氮加注量满足气枕容积要求则停止加注；喷淋模块，控制液氮供应系统输出液氮至液氮喷淋系统，对被试阀门进行喷淋降温，监测被试阀门的温度达到预定温度；增压模块，控制关闭液氮喷淋系统并打开氮气增压系统输出压缩氮气至低温工作容器下端；测试模块，控制低温工作容器上端输出增压后的氮气至被试阀门，直至压力达到被试阀门的开启压力点；排气模块，调整氮气增压系统中的减压阀直至被试阀门的排气量达到预定排气量。

根据本发明的一个实施例，所述阀门低温试验测控系统还包括：自增压模块，打开连接在低温工作容器上端和下端的氮气自增压系统，通过汽化器将液氮汽化给所述低温工作容器进行增压。

根据本发明的一个实施例，所述排气模块用于通过监测被试阀门的氮气入口处的质量流量计参数，进行氮气增压系统中减压阀的调整。

根据本发明的一个实施例，所述阀门低温试验测控系统还包括：重复模块，打开低温工作容器的排气管路，降低低温工作容器内压力至额定开启压力的90％，重复进行增压模块、测试模块和排气模块对应的操作。

根据本发明的一个实施例，所述阀门低温试验测控系统还包括：终止模块，打开低温工作容器及氮气自增压系统的排气管路，关闭氮气增压系统和氮气自增压系统。

根据本发明的阀门低温试验方法及测控系统，能够模拟火箭中被试阀门在实际使用过程中的低温和容积等因素，针对不同型号的被试阀门，需要具备气枕容积可调、试验介质温度可调、被试阀门阀体温度可控、试验排气量可调等要求，从而还原被试阀门在火箭飞行过程中的使用环境。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明发明的原理。

图1是本发明一个实施例的阀门低温试验方法的示意图；

图2是本发明一个实施例的阀门低温试验系统的示意图；

图3是本发明另一个实施例的阀门低温试验系统的示意图；

图4是本发明再一个实施例的阀门低温试验系统的示意图。

附图标记：

100-低温工作容器，101-液位计，102-第一压力传感器，103-第一温度传感器，104-第一排气管路，105-排气气动球阀，106-排气截止阀，107-第二压力传感器，108-安全阀，200-液氮喷淋系统，201-喷淋气动球阀，202-液氮喷淋装置，300-氮气增压系统，301-氮气进气截止阀，302-第二过滤器，303-减压阀，304-增压截止阀，305-增压气动球阀，400-液氮供应系统，401-第一过滤器，402-液氮加注启动球阀，500-氮气自增压系统，501-自增压气动调节阀，502-汽化器，503-第三压力传感器，504-自增压气动球阀，506-第二温度传感器，507-第四压力传感器，508-第二排气管路，509-自增压排气气动球阀，600-试验工位，601-试验截止阀，602-质量流量计，603-第三温度传感器，604-第五压力传感器，605-第四温度传感器。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，用于示例性的说明本发明的原理，并不被配置为限定本发明。另外，附图中的机构件不一定是按照比例绘制的。例如，可能对于其他结构件或区域而放大了附图中的一些结构件或区域的尺寸，以帮助对本发明实施例的理解。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外术语“包括”、“包含”“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素结构件或组件不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出或固有的属于结构件、组件上的其他机构件。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

诸如“下面”、“下方”、“在…下”、“低”、“上方”、“在…上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通篇中表示类似的元件。

对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

图1是本发明一个实施例的阀门低温试验方法的示意图；图2是本发明一个实施例的阀门低温试验系统的示意图；图3是本发明另一个实施例的阀门低温试验系统的示意图；图4是本发明再一个实施例的阀门低温试验系统的示意图。

如图1-图4所示，本发明提供一种阀门低温试验方法，包括以下步骤：

S1，液氮供应系统400输出液氮至低温工作容器100下端，直至液氮加注量满足气枕容积要求则停止加注；

S2，液氮供应系统400输出液氮至液氮喷淋系统200，对被试阀门进行喷淋降温，监测被试阀门的温度达到预定温度；

S3，关闭液氮喷淋系统200并打开氮气增压系统300输出压缩氮气至低温工作容器100下端；

S4，低温工作容器100上端输出增压后的氮气至被试阀门，直至压力达到被试阀门的开启压力点；

S5，调整氮气增压系统300中的减压阀303直至被试阀门的排气量达到预定排气量。

上述S1-S5的部分步骤可以互换，且仍属于本申请的保护范围，显然，通过对S1-S5进行限制解释，从而使其中某些步骤的调整，不属于本申请的保护范围的做法是不合理的。

具体地，本实施例中的阀门低温试验以阀门低温额定排气量试验为主，在试验方法开始前的准备工作包括系统上电，进行各项工艺系统及测控元件的检查，检查完毕后进行各系统安装及管路连接，这里不进行详述。

在阀门低温试验方法的步骤S1中，需要打开低温工作容器100到被试阀门的试验截止阀601，同时液氮供应系统400输出液氮至低温工作容器100下端，直至液氮加注量满足气枕容积要求则停止加注，可以依据试验任务书中要求的气枕容积要求加注。

在步骤S2中，液氮供应系统400输出液氮至液氮喷淋系统200，打开液氮喷淋系统200的喷淋气动球阀201，对被试阀门进行喷淋降温，监测低温工作容器100的压力等参数，监测被试阀门的温度是否达到预定温度，即达到被试阀门的温度试验要求。

在步骤S3中，关闭液氮喷淋系统200的喷淋气动球阀201，并打开氮气增压系统300输出压缩氮气至低温工作容器100下端，可以通过增压系统中增压截止阀304和增压气动球阀305通过远程控制和现场手动控制串联的方式来控制低温工作容器100的增压。

在步骤S4中，根据阀门低温试验的任务书要求，监测被试阀门以及低温工作容器100的压力和温度，低温工作容器100上端输出增压后的氮气至被试阀门，直至压力达到被试阀门的开启压力点。

在步骤S5中，根据监测试验工位600的管路上流量计的参数，调整氮气增压系统300中的减压阀303直至被试阀门的排气量达到预定排气量，满足阀门低温试验任务书要求的排气量。

其中，本实施例中的阀门低温试验方法能够模拟火箭中被试阀门在实际使用过程中的低温和容积等因素，针对不同型号的被试阀门，满足气枕容积可调、试验介质温度可调、被试阀门阀体温度可控、试验排气量可调等要求，从而更好地还原被试阀门在火箭飞行过程中的使用环境。

根据本发明的一个实施例，在步骤S3中还包括：打开连接在低温工作容器100上端和下端的氮气自增压系统500，通过汽化器502将液氮汽化给低温工作容器100进行增压。

具体地，氮气增压系统300提供的压缩氮气压力达不到所要求的被试阀门的开启压力点时，在步骤S3中打开连接在低温工作容器100上端和下端的氮气自增压系统500，通过汽化器502将液氮汽化给低温工作容器100进行增压。氮气自增压系统500主要用于小排气量的试验，如阀门整定试验等。

根据本发明的一个实施例，在步骤S5中还包括：通过监测被试阀门的氮气入口处的质量流量计602参数，进行氮气增压系统300中减压阀303的调整。

具体地，在步骤S5中通过监测被试阀门的氮气入口处即试验工位600管路上的质量流量计602参数，进行氮气增压系统300中减压阀303的调整。通过减压阀303以及质量流量计602的方式替代传统的手阀加节流孔板的方式，能够更加准确地测量出被试阀门的排气量，利用减压阀303调压改变流量，可以满足被试阀门在不同工况下的流量要求，避免了试验过程中更换节流孔板的时间。

根据本发明的一个实施例，在步骤S5之后包括：打开低温工作容器100的排气管路，降低低温工作容器100内压力至额定开启压力的90％，重复步骤S3-S5。

具体地，在步骤S5之后重复一次额定排气量试验，打开低温工作容器100的第一排气管路104，降低低温工作容器100内压缩氮气的压力，直至低温工作容器100的压力达到额定开启压力的90％后，重复步骤S3-S5。重复多次进行排气量试验能够保证数据结果的可靠性。

根据本发明的一个实施例，在步骤S5之后还包括：打开低温工作容器100及氮气自增压系统500的排气管路，关闭氮气增压系统300和氮气自增压系统500，低温试验结束。

具体地，在步骤S5之后进行终止程序，打开低温工作容器100的第一排气管路104以及氮气自增压系统500的第二排气管路508，将阀门低温试验系统内的氮气排尽，关闭氮气增压系统300和氮气自增压系统500，整个阀门低温试验结束。

另一方面，本发明还提供了一种阀门低温试验测控系统，包括：加注模块，控制液氮供应系统400输出液氮至低温工作容器100下端，直至液氮加注量满足气枕容积要求则停止加注；喷淋模块，控制液氮供应系统400输出液氮至液氮喷淋系统200，对被试阀门进行喷淋降温，监测被试阀门的温度达到预定温度；增压模块，控制关闭液氮喷淋系统200并打开氮气增压系统300输出压缩氮气至低温工作容器100下端；测试模块，控制低温工作容器100上端输出增压后的氮气至被试阀门，直至压力达到被试阀门的开启压力点；排气模块，调整氮气增压系统300中的减压阀303直至被试阀门的排气量达到预定排气量。

根据本发明的一个实施例，阀门低温试验测控系统还包括：自增压模块，打开连接在低温工作容器100上端和下端的氮气自增压系统500，通过汽化器502将液氮汽化给低温工作容器100进行增压。

根据本发明的一个实施例，排气模块用于通过监测被试阀门的氮气入口处的质量流量计602参数，进行氮气增压系统300中减压阀303的调整。

根据本发明的一个实施例，阀门低温试验测控系统还包括：重复模块，打开低温工作容器100的排气管路，降低低温工作容器100内压力至额定开启压力的90％，重复进行增压模块、测试模块和排气模块对应的操作。

根据本发明的一个实施例，阀门低温试验测控系统还包括：终止模块，打开低温工作容器100及氮气自增压系统500的排气管路，关闭氮气增压系统300和氮气自增压系统500。

本发明提供的阀门低温试验测控系统与阀门低温试验测控方法的内容基本一致，相应实施例中的技术效果相同，这里不再赘述。

如图2所示，本发明还提供一种阀门低温试验系统，包括：低温工作容器100，用于存储液氮及压缩氮气，且通过管路连接被试阀门，以对被试阀门进行压力测试；液氮喷淋系统200，用于对被试阀门进行喷淋降温；液氮供应系统400，输出液氮至低温工作容器100和液氮喷淋系统200；氮气增压系统300，输出压缩氮气至低温工作容器100。

具体地，低温工作容器100为真空绝热式储罐，能够方便存储液氮且长时间保存液氮，减少液氮的加注频率。低温工作容器100通过管路连接被试阀门，通过氮气增压系统300将低温工作容器100的压缩氮气增压到达被试阀门，从而进行被试阀门的压力测试。

在进行被试阀门压力测试之前，为了模拟被试阀门的工作环境，需要通过液氮喷淋系统200对被试阀门进行喷淋降温，达到被试阀门实际工作环境的温度，采用喷淋的方式能够使被试阀门进行有效降温的同时，还能避免安全问题。相比于通过液氮浸泡被试阀门后快速安装至工作容器的试验方式，通过液氮喷淋的方式更加安全，避免试验人员在安装过程中产生低温灼伤的风险。

液氮喷淋系统200所需的液氮由液氮供应系统400来供应，液氮供应系统400输出的液氮除了送至液氮喷淋系统200，还将液氮送至低温工作容器100，用来调整低温工作容器100中的气枕容积。通过加注不同体积液氮的方式，改变气枕的容积大小，模拟火箭储箱在不同液位下的气枕容积大小。通过低温工作容器100内的液氮，能给增压系统内的氮气进行冷却，保障通过被试阀门的介质也是低温且温度范围可控，还原被试阀门在实际使用过程中的气体介质温度。

其中，本实施例中的阀门低温试验系统能够模拟火箭阀门在实际使用过程中的低温和容积等因素，针对不同型号的被试阀门，具备气枕容积可调、试验介质温度可调、被试阀门阀体温度可控等性能，从而更好地还原被试阀门在火箭飞行过程中的使用环境。

如图3所示，根据本发明的一个实施例，阀门低温试验系统还包括：氮气自增压系统500，连接在低温工作容器100上端与下端之间，通过液氮汽化给低温工作容器100进行增压。

具体地，液氮自增压系统给低温工作容器100缓慢增压，通过将工作容器内的液氮汽化成低温氮气的方式，液氮处于低温工作容器100的下端，氮气处于低温工作容器100的上端，所以将氮气自增压系统500连接在低温工作容器100上端和下端之间，给低温工作容器100自身增压，可以加大液氮资源的利用率，减少单次试验的成本。通过低温工作容器100的液氮，能够给系统内的氮气进行冷却，保障通过被试阀门的氮气介质也是低温且温度范围可控，还原被试阀门在实际使用过程中的氮气介质温度。

根据本发明的一个实施例，阀门低温试验系统还包括：试验工位600，连接到低温工作容器100上端，用于设置被试阀门。

具体地，试验工位600用于设置被试阀门，该试验工位600能够接收液氮喷淋系统200的液氮喷淋，还能接收低温工作容器100中带有相应压力的压缩氮气的输入，从而满足阀门温度和压力的测试要求。

如图4所示，根据本发明的一个实施例，低温工作容器100上设置液位计101、第一压力传感器102和第一温度传感器103。

具体地，低温工作容器100上设置的液位计101可以选择压差式液位计101，并且带有远传功能，当液氮加注到低温工作容器100时，通过液位计101可以显示出液氮的加注量，根据阀门实际使用过程中所需的气枕大小来调整加注液氮的体积。低温工作容器100上设置的第一压力传感器102可以就地显示低温工作容器100的压力，第一温度传感器103能够监测低温工作容器100存储罐内的温度。

根据本发明的一个实施例，低温工作容器100上端设置第一排气管路104，第一排气管路104设置排气气动球阀105、排气截止阀106、第二压力传感器107及安全阀108。

具体地，为了保证低温工作容器100和人员的安全，低温工作容器100的上端设置第一排气管路104，第一排气管路104设置的排气气动球阀105、排气截止阀106提供了通过远程控制和现场手动控制的两种方式进行氮气排放，降低低温工作容器100的压力。第二压力传感器107用于监测第一排气管路104的气体压力，安全阀108是保障系统故障导致储罐超压时能够快速泄放低温工作容器100的压力，保证低温工作容器100和人员安全。

根据本发明的一个实施例，液氮供应系统400的管路上设置第一过滤器401和液氮加注气动球阀402。

具体地，液氮供应系统400相应的加注管路配套第一过滤器401对液氮进行过滤，去除杂质。打开液氮加注气动球阀402将液氮加注到液氮供应系统400的管路中，经过第一过滤器401的过滤后，液氮加注到低温工作容器100内。

根据本发明的一个实施例，氮气增压系统300从入口到出口的管路上依次设置氮气进气截止阀301、第二过滤器302、减压阀303、增压截止阀304和增压气动球阀305。

具体地，先将氮气进气截止阀301打开，压缩氮气通过第二过滤器302过滤后，进入减压阀303。减压阀303入口可以设置压力表显示减压阀303前的压力值，经过减压阀303调压后输出减压后压缩氮气。减压阀303出口可以设置压力表显示减压阀303出口氮气压力值。增压截止阀304和增压气动球阀305通过远程控制和现场手动控制串联的方式来控制低温工作容器100的增压。

根据本发明的一个实施例，从低温工作容器100的下端出口至上端入口，氮气自增压系统500的管路上依次设置自增压气动调节阀501、汽化器502、第三压力传感器503和自增压气动球阀504。

具体地，通过改变自增压系统中自增压气动调节阀501的开启大小，来控制自增压速率，通过调控液氮流量，从而达到自增压快慢的控制。汽化器502用于将通过的液氮升温汽化，第三压力传感器503用于测量汽化器502后管路的压力，通过自增压气动球阀504控制低温工作容器100是否继续增压。

根据本发明的一个实施例，汽化器502上设置第二温度传感器506和第四压力传感器507，在汽化器502出口增设第二排气管路508，第二排气管路508设置自增压排气气动球阀509用于排除氮气。

具体地，汽化器502上的第二温度传感器506和第四压力传感器507用于测量汽化器502内温度和压力。同时为防止管路中残留的液氮汽化使管道超压，在汽化器502出口处增设第二排气管路508，第二排气管路508上的自增压排气气动球阀509则用于将自增压管路内的氮气排出。

根据本发明的一个实施例，试验工位600的管路上设置试验截止阀601、质量流量计602、第三温度传感器603和第五压力传感器604，被试阀门上设置第四温度传感器605。

具体地，通过试验工位600的管路上的截止阀的开启和关闭，便于被试阀门的安装与拆卸，避免试验人员在更换被试阀门的过程中受到低温灼伤的风险。被试阀门入口前第五压力传感器604用于测量被试阀门的开始和关闭压力。被试阀门入口前第三温度传感器603用于测量通过被试阀门的氮气温度。试验工位600的管路上的质量流量计602用于测量被试阀门的实际排气量大小。被试阀门的壳体上设置第四温度传感器605用于测量被试阀门壳体温度，当阀体温度到达试验要求时，进行低温性能试验。

还有，液氮喷淋系统200包括喷淋气动球阀201和液氮喷淋装置202。通过喷淋气动球阀201控制喷淋的开启与关闭，液氮喷淋装置202用于将液氮均匀的喷淋在被试阀门上。

本发明还提供了一种阀门低温试验测量系统，包括：低温工作容器100，用于存储液氮及压缩氮气，且通过管路连接被试阀门，以对被试阀门进行压力测试；液氮喷淋系统200，用于对被试阀门进行喷淋降温；氮气增压系统300，输出压缩氮气至低温工作容器100；控制单元，用于控制液氮喷淋系统200对被试阀门进行喷淋降温，监测被试阀门的温度达到预定温度，打开氮气增压系统300控制低温工作容器100上端输出增压后的氮气至被试阀门，直至压力达到被试阀门的开启压力点。

具体地，在进行被试阀门压力测试之前，为了模拟被试阀门的工作环境，需要控制单元控制液氮喷淋系统200对被试阀门进行喷淋降温，达到被试阀门实际工作环境的温度，监测被试阀门的温度达到预定温度。采用喷淋的方式能够使被试阀门进行有效降温的同时，还能避免安全问题。相比于通过液氮浸泡被试阀门后快速安装至工作容器的试验方式，通过液氮喷淋的方式更加安全，避免试验人员在安装过程中产生低温灼伤的风险。

其中，低温工作容器100为真空绝热式储罐，能够方便存储液氮且长时间保存液氮，减少液氮的加注频率。低温工作容器100通过管路连接被试阀门，控制单元控制氮气增压系统300将低温工作容器100的压缩氮气增压到达被试阀门，直至压力达到被试阀门的开启压力点，从而进行被试阀门的压力测试。

其中，本实施例中的阀门低温试验系统能够模拟火箭阀门在实际使用过程中的低温和容积等因素，针对不同型号的被试阀门，满足了气枕容积可调、试验介质温度可调、被试阀门阀体温度可控等性能，从而更好地还原被试阀门在火箭飞行过程中的使用环境。

根据本发明的一个实施例，阀门低温试验测量系统还包括：液氮供应系统400，输出液氮至低温工作容器100和液氮喷淋系统200；其中控制单元控制液氮供应系统400输出液氮至低温工作容器100下端，直至液氮加注量满足气枕容积要求则停止加注。

具体地，液氮喷淋系统200所需的液氮由液氮供应系统400来供应，控制单元将液氮供应系统400输出的液氮除了送至液氮喷淋系统200，还将液氮送至低温工作容器100的下端，用来调整低温工作容器100中的气枕容积，直至液氮加注量满足气枕容积要求则停止加注。控制单元控制加注不同体积液氮的方式，改变气枕的容积大小，模拟火箭储箱在不同液位下的气枕容积大小。通过低温工作容器100内的液氮，能给增压系统内的氮气进行冷却，保障通过被试阀门的介质也是低温且温度范围可控，还原被试阀门在实际使用过程中的气体介质温度。

根据本发明的一个实施例，阀门低温试验测量系统氮气自增压系统500，连接在低温工作容器100上端与下端之间；其中控制单元控制氮气自增压系统500将液氮汽化给低温工作容器100进行增压。

具体地，控制单元控制液氮自增压系统给低温工作容器100缓慢增压，通过将工作容器内的液氮汽化成低温氮气的方式，液氮处于低温工作容器100的下端，氮气处于低温工作容器100的上端，所以将氮气自增压系统500连接在低温工作容器100上端和下端之间，给低温工作容器100自身增压，可以加大液氮资源的利用率，减少单次试验的成本。通过低温工作容器100的液氮，能够给系统内的氮气进行冷却，保障通过被试阀门的氮气介质也是低温且温度范围可控，还原被试阀门在实际使用过程中的氮气介质温度。

根据本发明的一个实施例，控制单元通过调整氮气增压系统300中的减压阀303直至被试阀门的排气量达到预定排气量。

根据本发明的一个实施例，控制单元通过监测被试阀门的氮气入口处的质量流量计参数，进行氮气增压系统300中减压阀303的调整。

具体地，控制单元通过监测被试阀门的氮气入口处即试验工位600管路上的质量流量计参数，进行氮气增压系统300中减压阀303的调整。通过减压阀303以及质量流量计的方式替代传统的手阀加节流孔板的方式，能够更加准确地测量出被试阀门的排气量，控制单元通过调整氮气增压系统300中的减压阀303直至被试阀门的排气量达到预定排气量。利用减压阀303调压改变流量，可以满足被试阀门在不同工况下的流量要求，避免了试验过程中更换节流孔板的时间。

根据本发明的一个实施例，控制单元打开低温工作容器100的排气管路，降低低温工作容器100内压力至额定开启压力的90％，重复进行阀门低温试验相应的操作。

具体地，若试验要求重复一次额定排气量试验，控制单元打开低温工作容器100的第一排气管路104，降低低温工作容器100内压缩氮气的压力，直至低温工作容器100的压力达到额定开启压力的90％后，重复进行阀门低温试验相应的操作。重复多次进行排气量试验能够保证数据结果的可靠性。

根据本发明的一个实施例，控制单元打开低温工作容器100及氮气自增压系统500的排气管路，关闭氮气增压系统300和氮气自增压系统500，终止阀门低温试验。

具体地，最后进行终止程序，控制单元打开低温工作容器100的第一排气管路104以及氮气自增压系统500的第二排气管路508，将阀门低温试验系统内的氮气排尽，关闭氮气增压系统300和氮气自增压系统500，整个阀门低温试验结束。

根据本发明的一个实施例，控制单元连接显示装置，显示装置实时显示并记录各个系统中压力、温度、液位、流量等参数。

具体地，控制单元连接显示装置，其中显示装置实时显示并记录低温工作容器100、液氮喷淋系统200、氮气增压系统300、液氮供应系统400、氮气自增压系统500中压力、温度、液位、流量等可以显示的参数，便于操作人员查看各类参数并及时做出相应的操作。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀门低温试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，液氮供应系统输出液氮至低温工作容器下端，直至液氮加注量满足气枕容积要求则停止加注；

S2，液氮供应系统输出液氮至液氮喷淋系统，对被试阀门进行喷淋降温，监测被试阀门的温度达到预定温度；

S3，关闭液氮喷淋系统并打开氮气增压系统输出压缩氮气至低温工作容器下端；

S4，低温工作容器上端输出增压后的氮气至被试阀门，直至压力达到被试阀门的开启压力点；

S5，调整氮气增压系统中的减压阀直至被试阀门的排气量达到预定排气量。

2.根据权利要求1所述的阀门低温试验方法，其特征在于，在步骤S3中还包括：

打开连接在低温工作容器上端和下端的氮气自增压系统，通过汽化器将液氮汽化给所述低温工作容器进行增压。

3.根据权利要求1所述的阀门低温试验方法，其特征在于，在步骤S5中还包括：

通过监测被试阀门的氮气入口处的质量流量计参数，进行氮气增压系统中减压阀的调整。

4.根据权利要求3所述的阀门低温试验方法，其特征在于，在步骤S5之后包括：

打开低温工作容器的排气管路，降低低温工作容器内压力至额定开启压力的90％，重复步骤S3-S5。

5.根据权利要求1所述的阀门低温试验方法，其特征在于，在步骤S5之后还包括：

打开低温工作容器及氮气自增压系统的排气管路，关闭氮气增压系统和氮气自增压系统，低温试验结束。

6.一种阀门低温试验测控系统，其特征在于，包括：

加注模块，控制液氮供应系统输出液氮至低温工作容器下端，直至液氮加注量满足气枕容积要求则停止加注；

喷淋模块，控制液氮供应系统输出液氮至液氮喷淋系统，对被试阀门进行喷淋降温，监测被试阀门的温度达到预定温度；

增压模块，控制关闭液氮喷淋系统并打开氮气增压系统输出压缩氮气至低温工作容器下端；

测试模块，控制低温工作容器上端输出增压后的氮气至被试阀门，直至压力达到被试阀门的开启压力点；

排气模块，调整氮气增压系统中的减压阀直至被试阀门的排气量达到预定排气量。

7.根据权利要求6所述的阀门低温试验测控系统，其特征在于，还包括：

自增压模块，打开连接在低温工作容器上端和下端的氮气自增压系统，通过汽化器将液氮汽化给所述低温工作容器进行增压。

8.根据权利要求6所述的阀门低温试验测控系统，其特征在于，所述排气模块用于通过监测被试阀门的氮气入口处的质量流量计参数，进行氮气增压系统中减压阀的调整。

9.根据权利要求7所述的阀门低温试验测控系统，其特征在于，还包括：

重复模块，打开低温工作容器的排气管路，降低低温工作容器内压力至额定开启压力的90％，重复进行增压模块、测试模块和排气模块对应的操作。

10.根据权利要求6所述的阀门低温试验测控系统，其特征在于，还包括：

终止模块，打开低温工作容器及氮气自增压系统的排气管路，关闭氮气增压系统和氮气自增压系统。

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