CN113719497B - 电磁先导阀测试系统和换向特性测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电磁先导阀测试系统，包括依次连通的动力源、比例阀、增压器、被试电磁先导阀和第一蓄能组件，增压器与被试电磁先导阀之间设置有第二蓄能组件，被试电磁先导阀上设置有可调电源和测试组件，测试组件用于检测被试电磁先导阀的运行参数。根据本发明实施例的电磁先导阀测试系统，通过设置比例阀、增压器和蓄能组件，能够使用其他动力源替代液源，避免了液源泵站导致的测试能耗高、磨损严重和测试设备体积大的弊端，测试效率高，能耗低。

Description

电磁先导阀测试系统和换向特性测试方法

技术领域

本发明涉及液压阀测试技术领域，具体涉及一种电磁先导阀测试系统和换向特性测试方法。

背景技术

电磁阀作为工业过程自动化控制系统的执行元件，通电后能自动开启和关闭阀门，实现对管道中流体介质的通断控制，广泛应用于冶金、石化等技术领域中。在煤矿综合开采工作面液压支架的电液控制系统中，电磁先导阀是关键元件之一，它的性能和可靠性直接影响着综合开采工作面的可靠性和安全性。因此，在使用前或者维护过程中，往往需要对电磁先导阀进行对应的性能测试。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

现有对电磁先导阀的测试方式，液源多采用液压泵，泵始终处于工作状态，存在能耗大、磨损严重的弊端。尤其是水基电磁先导阀，其流量小、公称压力大，以矿用电磁先导阀为例，高压水介质大都功率大(100KW以上)泵。

电磁先导阀动作过程中的顶杆推力测试，现有测试中对电磁先导阀临界推力等不做测试要求，由于其结构和测力传感器结构的原因，不方便直接接到电磁铁顶杆与放大杠杆之间接传感器。而测试使阀芯打开的临界推力也是十分有意义的，通过力学方程可了解先导阀阀芯的一些动静态特性。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种电磁先导阀测试系统和换向特性测试方法。

根据本发明第一方面实施例的电磁先导阀测试系统，包括依次连通的动力源、比例阀、增压器、被试电磁先导阀和第一蓄能组件，所述增压器与所述被试电磁先导阀之间设置有第二蓄能组件，所述被试电磁先导阀上设置有可调电源和测试组件，所述测试组件用于检测所述被试电磁先导阀的运行参数；还包括上位机，所述上位机通过有线或无线方式电性连接于所述比例阀、所述第一蓄能组件、所述被试电磁先导阀和所述测试组件。

根据本发明实施例的电磁先导阀测试系统，通过设置比例阀、增压器和蓄能组件，能够使用其他动力源替代液源，避免了液源泵站导致的测试能耗高、磨损严重和测试设备体积大的弊端，测试效率高，能耗低。

在本发明实施例中，所述测试组件包括电压传感器、电流传感器、第一压力传感器和第二压力传感器，所述电压传感器和所述电流传感器用于检测所述可调电源的运行参数，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别用于检测所述被试电磁先导阀入口和出口处的压力。

在本发明实施例中，所述测试组件还包括力传感器和测距传感器，所述力传感器用于检测所述被试电磁先导阀顶杆的推力，所述测距传感器用于检测所述被试电磁先导阀顶杆的位移。

在本发明实施例中，所述第二蓄能组件包括换向阀和蓄能器。

在本发明实施例中，所述增压器和所述被试电磁先导阀之间设置有过滤器和单向阀。

在本发明实施例中，所述动力源为气源，所述增压器为气液增压泵或气动增压缸，所述比例阀为电气比例调节阀。

根据本发明第二方面实施例的电磁先导阀换向特性测试方法，该测试方法基于上述电磁先导阀测试系统，并包括以下步骤：

S110，打开气源，调节电气比例调节阀，增压器工作，使得被试电磁先导阀入口压力保持于预设值；

S120，调节被试电磁先导阀换向动作；

S130，检测并记录被试电磁先导阀的出口圧力曲线、电压曲线、电流曲线和阀杆位移曲线。

在本发明实施例中，所述第一蓄能组件和所述增压器之间设置有单向阀，步骤S10包括以下步骤：

S112，打开气源，调节电气比例调节阀，增压器工作，使得被试电磁先导阀入口压力达到预设值；

S114，关闭电气比例调压阀，增压器停止工作，被试电磁先导阀入口压力保持于预设值。

附图说明

图1是本发明第一方面实施例电磁先导阀测试系统的原理图；

图2是本发明第三方面实施例进行顶杆推力测试时的动作示意图。

附图标记：

1、动力源；2、比例阀；3、增压器；4、过滤器；5、单向阀；6、换向阀；7、蓄能器；8、可调电源；9、电压传感器和电流传感器；10；第一蓄能组件；11、第一压力传感器；12、第二压力传感器；13、被试电磁先导阀；21、顶杆；22、力传感器；23、比例电磁铁；24、测距传感器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1描述根据本发明第一方面实施例的电磁先导阀测试系统。

如图1所示，根据本发明第一方面实施例的电磁先导阀测试系统，包括依次连通的动力源1、比例阀2、增压器3、被试电磁先导阀13和第一蓄能组件，增压器3与被试电磁先导阀13之间还设置有第二蓄能组件。动力源1为整个测试系统提供测试压力，比例阀2和增压器3用于调节动力源1的压力使得被试电磁先导阀13入口处的压力达到预设值。增压器3将整个测试系统当中的测试管路分为互不联通两部分，包括增压器3前侧管路(靠近动力源1的一侧)和增压器3后侧管路(靠近被试电磁先导阀13的一侧)，增压器3用于在前侧管路和后侧管路之间实现压力传导，从而使得被试电磁先导阀13能够在正常液压环境中进行测试，而提供动力的前侧管路不受液压环境的限制。

被试电磁先导阀13上设置有可调电源8和测试组件，测试组件用于检测被试电磁先导阀13的运行参数，被测参数包括压力、电流、电压等。电磁先导阀测试系统还包括上位机，上位机通过有线或无线方式电性连接于比例阀2、第一蓄能组件、被试电磁先导阀13和测试组件，上位机可以设置于电磁先导阀测试系统附近，以便人员进行现场操作，也可以设置于电磁先导阀测试系统的远处或上级系统，如远程控制室等，以便进行远程测试作业。

根据本发明实施例的电磁先导阀测试系统，通过设置比例阀2、增压器3和蓄能组件，能够使用其他动力源1替代液源，避免了液源泵站导致的测试能耗高、磨损严重和测试设备体积大的弊端，测试效率高，能耗低。

在本发明实施例中，测试组件包括电压传感器、电流传感器、第一压力传感器10；第一蓄能组件；11和第二压力传感器12，电压传感器和电流传感器9用于检测可调电源8的运行参数，第一压力传感器10；第一蓄能组件；11和第二压力传感器12分别用于检测被试电磁先导阀13入口和出口处的压力。

在本发明实施例中，测试组件还包括力传感器和测距传感器，力传感器用于检测被试电磁先导阀13顶杆的推力，测距传感器用于检测被试电磁先导阀13顶杆的位移。

可选的，针对不同的检测项目，电磁先导阀测试系统当中的测试组件可以是电压传感器、电流传感器、第一压力传感器10；第一蓄能组件；11、第二压力传感器12、力传感器和测距传感器当中的一种或多种，也可以增加其他种类的传感器，如温度传感器、流量传感器等。

在本发明实施例中，第二蓄能组件包括换向阀6和蓄能器7。换向阀6可以是二位二通阀，一端连通于蓄能器7，另一端连通于储液容器。进行测试时，蓄能器7与储液容器之间不连通，使得蓄能器7、被试电磁先导阀13和第一蓄能组件之间形成一个相对密闭的腔体，增压器3工作使得该腔体内的压强增加，以达到预设值。测试完成后，二位二通阀动作使得蓄能器7连通于储液容器，由于储液容器处的压力较小，腔体内的高压液体泄压，结束测试。

在本发明实施例中，增压器3和被试电磁先导阀13之间设置有过滤器4和单向阀5。设置单向阀5，能够保证流向被试电磁先导阀13的液体不会回流至增压器3处，使得增压器3在增压后能够停止工作，而被试电磁先导阀13处的压力仍能够持续保持。

在本发明实施例中，动力源1为气源，增压器3为气液增压泵或气动增压缸，比例阀2为电气比例调节阀。

根据本发明第二方面实施例的电磁先导阀换向特性测试方法，该测试方法基于上述电磁先导阀测试系统，并包括以下步骤：

S110，打开气源，调节电气比例调节阀，增压器工作，使得被试电磁先导阀入口压力保持于预设值；

S120，调节被试电磁先导阀换向动作；

S130，检测并记录被试电磁先导阀的出口圧力曲线、电压曲线、电流曲线和阀杆位移曲线。

在本发明实施例中，第一蓄能组件和增压器之间设置有单向阀，步骤S10包括以下步骤：

S112，打开气源，调节电气比例调节阀，增压器工作，使得被试电磁先导阀入口压力达到预设值；

S114，关闭电气比例调压阀，增压器停止工作，被试电磁先导阀入口压力保持于预设值。

进行电磁先导阀换向特性测试时，首先通过上位机远程调节电气比例调压阀，将被试电磁先导阀入口压力调节至预设值(如电磁先导阀公称压力)并通过第一压力传感器检测，再通过上位机停止调节电气比例调压阀，增压器停止工作，被试电磁先导阀入口压力维持恒定，第二蓄能组件起到储能作用。通过上位机远程调节被试电磁先导阀换向，通过上位机显示第二压力传感器、电压传感器、电流传感器和测距传感器的实时数据曲线，观察被试电磁换向阀的换向特性，一定时间后通过上位机控制被试电磁先导阀停止幻想，第一蓄能组件内的液体通过被试电磁先导阀流回储液容器，停止测试。

进一步的，通过上位机远程调节可调电源的输出电压大小，能够验证不同电压下的被试电磁先导阀性能。

根据本发明第三方面实施例的电磁先导阀顶杆推力测试方法，该测试方法基于上述电磁先导阀测试系统，并包括以下步骤：

S210，调节驱动顶杆的动作电压，使得动作电圧从0V逐渐增大；

S220，检测并记录被试电磁先导阀顶杆推力大小和顶杆位移曲线；

S230，检测到顶杆位移曲线发生突变时，测试结束。

在本发明实施例中，还包括以下步骤：

S205，调节被试电磁先导阀的入口压力至预设值。

如图2所示，进行电磁先导阀顶杆21动作临界推力测试时，将比例电磁铁23的顶杆21通过力传感器22与被试电磁先导阀顶杆21连接，通过上位机对比例电磁铁23持续发送电流控制信号，使得动作电圧从0V逐渐增大，进而使得顶杆21受到的驱动力逐渐增大，测距传感器24检测顶杆21的位移曲线，由于在小电流下顶杆21推力较小，推动被试电磁先导阀顶杆21向下动作过程中，当与电磁先导阀放大顶杆21接触时，推力不足以使被试电磁先导阀的阀芯动作，顶杆21限位，随着控制电流逐渐增大，被试电磁先导阀顶杆21推力持续加大，通过上位机记录力和顶杆21位移曲线(测距传感器24监测)曲线，当推力大于阀芯开启压力时，阀芯打开，顶杆21位移会有瞬时变化，通过测距传感器24记录顶杆21位移瞬变时刻，并通过特性曲线，定位此时刻测力传感器22数值，由此可测试被试电磁先导阀的顶杆21推力。通过调整液压系统不同的压力值，可测得不同压力等级下的阀芯动作时的顶杆21推力，通过该推力值大小可了解和计算被试电磁先导阀阀芯的各项指标。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种电磁先导阀测试系统，其特征在于，包括依次连通的动力源、比例阀、增压器、被试电磁先导阀和第一蓄能组件，所述增压器与所述被试电磁先导阀之间设置有第二蓄能组件，所述被试电磁先导阀上设置有可调电源和测试组件，所述测试组件用于检测所述被试电磁先导阀的运行参数；还包括上位机，所述上位机通过有线或无线方式电性连接于所述比例阀、所述第一蓄能组件、所述被试电磁先导阀和所述测试组件；

所述第二蓄能组件包括换向阀和蓄能器。

2.根据权利要求1所述的电磁先导阀测试系统，其特征在于，所述测试组件包括电压传感器、电流传感器、第一压力传感器和第二压力传感器，所述电压传感器和所述电流传感器用于检测所述可调电源的运行参数，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别用于检测所述被试电磁先导阀入口和出口处的压力。

3.根据权利要求1或2所述的电磁先导阀测试系统，其特征在于，所述测试组件还包括力传感器和测距传感器，所述力传感器用于检测所述被试电磁先导阀顶杆的推力，所述测距传感器用于检测所述被试电磁先导阀顶杆的位移。

4.根据权利要求1所述的电磁先导阀测试系统，其特征在于，所述增压器和所述被试电磁先导阀之间设置有过滤器和单向阀。

5.根据权利要求1所述的电磁先导阀测试系统，其特征在于，所述动力源为气源，所述增压器为气液增压泵或气动增压缸，所述比例阀为电气比例调节阀。

6.一种电磁先导阀换向特性测试方法，其特征在于，应用了如权利要求5所述的电磁先导阀测试系统，并包括以下步骤：

S110，打开气源，调节电气比例调节阀，增压器工作，使得被试电磁先导阀入口压力保持于预设值；

S120，调节被试电磁先导阀换向动作；

S130，检测并记录被试电磁先导阀的出口压力曲线、电压曲线、电流曲线和阀杆位移曲线。

7.根据权利要求6所述的电磁先导阀换向特性测试方法，其特征在于，所述第一蓄能组件和所述增压器之间设置有单向阀，步骤S110包括以下步骤：

S112，打开气源，调节电气比例调节阀，增压器工作，使得被试电磁先导阀入口压力达到预设值；

S114，关闭电气比例调压阀，增压器停止工作，被试电磁先导阀入口压力保持于预设值。