CN114252255A - 一体化阀门综合测试系统及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一体化阀门综合测试系统及试验方法，包括减压器板块，单向阀板块和安全阀板块，减压器板块，各板块间通过气路管路连接，气路管路中安装有阀门、传感器、流量计和水泵，阀门、传感器、流量计和水泵通过测控电路与测控台连接，系统中包括液流管路，液流管路将水箱、水泵及回收水箱连接组成闭合回路，减压器板块进行减压阀功能试验，单向阀板块进行单向阀功能试验，安全阀板块进行安全阀功能试验。本发明通过一次安装，可以完成产品的所有单机测试，可以同时施加真空环境，提高产品的可靠性，实现流量0.1～2L/s全量程可调，控制精度0.01L/s以内，减少了试验拆装时间和工作量，提高了效率。
Description
技术领域
本发明属于阀门的测试系统技术领域，特别涉及一种集单向阀、安全阀、减压器一体化的阀门的综合测试系统及试验方法。
背景技术
未来阀门类产品都趋向于一体化设计，一体化阀门较原有减压阀门来说，体积小，减压精度高，集单向阀、安全阀、减压器三位一体。未来国内大部分研制的气路系统为补压类的产品均会采用此类型气路产品。并且一体阀在全国范围内来说都是较为先进的，为未来发展趋势。现有的试验手段仍然为单向阀和减压器都单独调试复测，对于调试和试验过程中复试来讲，工作量较大，每增压1次单独测试过程也损伤产品寿命，并且容错率较高，所以一体阀的综合调试系统目前迫切需求。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种一体化的阀门的综合测试系统，产品一次安装，可以完成单向阀部分、安全阀部分、憋压试验和减压器部分试验项目，提高试验效率50％以上，解决了重复试验造成工作量大，每增压1次单独测试过程也损伤产品寿命，并且容错率较高等问题。
本发明根据一体阀系列产品，设计出一套适用范围很高的综合测试系统，可以满足现有所有一体阀的复试工作。因为减压器部分的工作压力为高压(40MPa)，但是单向阀和安全阀工作压力均为低压(0.2MPa以内)，高压测试部分如果融合低压，由于传感器设备特性，会导致低压部分测试精度降低，但同时低压部分测试结果尤为重要，所以主要解决如何在一套系统中实现减压器性能测试，单向阀性能测试和安全阀性能测试为关键技术和难点。本根据产品的特性，设计一套集成的阀门测试系统，其中主要由三个板块组成，减压器板块，单向阀板块和安全阀板块。先根据要求，分别设计三个板块的系统组成，然后将三个板块进行融合，最终形成一个综合的测试系统，要求综合的测试系统，既可以单独测试分部件，也可以对整体性能进行全部测试。
本发明的另一个关键技术为变流量精确控制技术方案，因为提高流量控制精度是减压器部分调试的关键内容，所以水流量的控制精度直接会影响一体阀的测试准确性。目前使用的水流量调试台，使用的是离心泵搭配电控调节阀，如果搭配一体阀使用，减压器出口对水箱进行增压，泵前大气压和泵前增压是两个完全不同的工作环境，加上减压器的工作特性，大流量时输出压力偏下限，小流量时输出压力偏上限，直接导致调节流量调节阀开度很难调节出要求的目标流量值，所以如何解决此过程的流量控制为难点。本发明采用齿轮泵和变频电机，使用变频电机控制转速，从而控制液体流量，此方法可以减少前端压力变化带来流量影响，但是由于齿轮泵有额定流量和最小流量要求，单纯的变频可能无法满足流量全量程的调节。从而采用200L/min变频齿轮泵，额定转速为1400r/min，频率控制精度达到0.01Hz，按满量程50Hz对应满流量200L/min计算，可以得出控制精度达到0.0006L/s，可以满足控制精度要求。
本发明采用的技术方案是：一体化阀门综合测试系统，包括减压器板块，单向阀板块和安全阀板块，所述减压器板块，各板块间通过气路管路连接，所述气路管路中安装有阀门、传感器、流量计和水泵，所述阀门、传感器、流量计和水泵通过测控电路与测控台连接，所述系统中包括液流管路，所述液流管路将水箱、水泵及回收水箱连接组成闭合回路，所述减压器板块进行减压阀功能试验，所述单向阀板块进行单向阀功能试验，所述安全阀板块进行安全阀功能试验。
进一步优化，减压器板块从高压气源入口开始到水箱输出为一体通过气路管路连接，高压气源入口气路管路依次连接手动截止阀、第一气瓶、电磁阀后连接到待测试的产品输入端，从产品输出端经气路管路连接第三电动球阀至水箱形成一条测试通路。
进一步优化，单向阀板块从减压器端开始进入低压气体，通过气路管路连接第二电动球阀、第二气瓶然后连接到的产品出口。
进一步优化，安全阀板块从减压器端开始进入低压气体，通过气路管路连接第一电动球阀然后连接到的产品入口。
进一步优化，液流管路中通过安装齿轮泵搭配电控调节阀进行流量的精度调节，水箱出水口通过液流管路依次连接有齿轮泵、流量计、控调节阀连接到回收水箱入水口，回收水箱出水口通过液流管路依次连接回水泵和手阀连接到水箱入水口，所述齿轮泵通过变频电机控制转速。
进一步优化，气路管路在减压器与产品连接的气路上安装第一传感器，所述第一传感器数量为2个，分别位于产品入口端气路管路和产品出口端气路管路中，所述第一传感器量程为0.1～0.4MPa，所述气路管路在电磁阀与产品之间的管路上安装有第二传感器，所述第二传感器量程为0～60MPa。
本发明还涉及一种一体化阀门综合测试系统的试验方法，包括减压阀功能试验、单向阀功能试验、安全阀功能试验和憋压试验四项试验，具体步骤为：
S1、减压阀功能试验：首先关闭所有阀门，高压气源对入口第一气瓶充气，充气至40MPa，开启电磁阀，第三电动球阀，水箱出口手阀，待水箱压力达到0.11MPa时，开启齿轮泵，输入工作频率，达到某流量点，全过程采集流量、压力数据；
S2、单向阀功能试验：关闭所有阀门，开启减压器，第二电动球阀，输入0.12MPa气体，稳定后关闭第二电动球阀，保压lmin，观测压力是否下降：
S3、安全阀功能试验：关闭所有阀门，开启减压器，第一电动球阀，输入0.12MPa气体，稳定后缓慢升压至0.13MPa，产品出口排气，观测出口流量计示数，并记录：
S4、憋压试验：关闭所有阀门，开启减压器，第一电动球阀，输入0.12MPa气体，稳定后关闭第一电动球阀，保压10min，观测压力是否下降。
本发明的有益效果是：
(1)通过一次安装，可以完成产品的所有单机测试，可以同时施加真空环境，提高产品的可靠性，基本具备模拟弹道流量工作情况，真实反映一体阀工作情况。
(2)实现流量0.1～2L/s全量程可调，控制精度0.01L/s以内。
(3)完成一体化测试试验系统设计及实施，提高试验效率50％以上。产品一次安装，可以完成单向阀部分、安全阀部分、憋压试验和减压器部分测试项目，较少重复安装或搭建试验系统3次，减少对产品寿命的损伤，提高工作效率。
附图说明
图1为一体化的阀门的综合测试系统原理图。
附图标记：1-高压气源入口，2-手动截止阀，3-第一气瓶，4-电磁阀，5-产品，6-测控台，7-减压器，8-第一电动球阀，9-第二电动球阀，10-第三电动球阀，11-第一传感器，12-第二传感器，13-水箱，14-回收水箱，15-齿轮泵，16-回水泵，17-电控调节阀，18-流量计，19-手阀，20-第二气瓶。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明根据一体阀系列产品，设计出一套适用范围很高的综合测试系统，可以满足现有所有一体阀的复试工作。根据产品的特性，设计一套集成的阀门测试系统，其中主要由三个板块组成，减压器板块，单向阀板块和安全阀板块。先根据要求，分别设计三个板块的系统组成，然后将三个板块进行融合，最终形成一个综合的测试系统，要求综合的测试系统，既可以单独测试分部件，也可以对整体性能进行全部测试。
本系统的原理如图1所示，工作原理为：高压气体通过产品5减压，通到水箱13内，水箱13存水通过齿轮泵15抽至回收水箱14，会导致水箱13内压力变低，产品5工作对水箱13进行补压。过程为补压式供气，模拟导弹飞行过程中，油箱内燃油越来越少，高空飞行，无气体补充油箱，会导致油箱内压力变低直至导弹上油泵抽不动燃油，所以需要一套气源对油箱进行补压至常压，保证导弹发动机入口燃油压力。
一体化阀门综合测试系统，包括减压器板块，单向阀板块和安全阀板块，减压器板块，各板块间通过气路管路连接，气路管路中安装有阀门、传感器、流量计和水泵，阀门、传感器、流量计和水泵通过测控电路与测控台6连接，系统中包括液流管路，液流管路将水箱13、齿轮泵15及回收水箱14连接组成闭合回路，液流管路中通过安装齿轮泵15搭配电控调节阀17进行流量的精度调节，水箱13出水口通过液流管路依次连接有齿轮泵15、流量计18、控调节阀17连接到回收水箱14入水口，回收水箱14出水口通过液流管路依次连接回水泵16和手阀19连接到水箱13入水口，齿轮泵13通过变频电机控制转速。
减压器板块进行减压阀功能试验，减压器板块从高压气源入口1开始到水箱13输出为一体通过气路管路连接，高压气源入口1气路管路依次连接手动截止阀2、第一气瓶3、电磁阀4后连接到待测试的产品5输入端，从产品5输出端经气路管路连接第三电动球阀10至水箱13形成一条测试通路。气路管路在电磁阀4与产品5之间的管路上安装有第二传感器12，第二传感器12量程为0～60MPa，用于在减压阀功能试验观测压力。
单向阀板块进行单向阀功能试验，单向阀板块从减压器7端开始进入低压气体，通过气路管路连接第二电动球阀9、第二气瓶20然后连接到的产品5的出口。在减压器7与产品5出口端气路管路中安装第一传感器11，第一传感器量程为0.1～0.4MPa，用于在单向阀功能试验观测压力。
安全阀板块进行安全阀功能试验，安全阀板块从减压器7端开始进入低压气体，通过气路管路连接第一电动球阀8然后连接到的产品5的入口。在减压器7与产品5入口端气路管路中安装第一传感器11，第一传感器量程为0.1～0.4MPa，用于在安全阀功能试验观测压力。
本发明还涉及一种一体化阀门综合测试系统的试验方法，包括减压阀功能试验、单向阀功能试验、安全阀功能试验和憋压试验四项试验，具体步骤为：
S1、减压阀功能试验：首先关闭所有阀门，高压气源对入口第一气瓶3充气，充气至40MPa，开启电磁阀4，第三电动球阀10，水箱13出口手阀19，待水箱13压力达到0.11MPa时，开启齿轮泵15，输入工作频率，达到某流量点，全过程采集流量、压力数据；减压器性能试验，要求保证入口压力达到40MPa，出口采用排水的方式控制流量，已经取代了原有的使用孔板调试的过程，此方法调试出的减压阀压力更为稳定，并且贴近实际情况。
S2、单向阀功能试验：关闭所有阀门，开启减压器7，第二电动球阀9，输入0.12MPa气体，稳定后关闭第二电动球阀9，保压lmin，观测压力是否下降：单向阀试验，对产品5反向通气。要求压力维持不变，压降小于1KPa。
S3、安全阀功能试验：关闭所有阀门，开启减压器7，第一电动球阀8，输入0.12MPa气体，稳定后缓慢升压至0.13MPa，产品5出口排气，观测出口流量计示数，并记录：安全阀试验，增加流量计，在产品5入口端增加工作压力，直到打开后，观测流量是否满足0.3L/s的要求，判断产品5是否合格。
S4、憋压试验：关闭所有阀门，开启减压器7，第一电动球阀8，输入0.12MPa气体，稳定后关闭第一电动球阀8，保压10min，观测压力是否下降。进行密封试验，在入口增压达到额定值，保压，观测是否存在压降。
以上所述是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本发明技术方案基础上的任何修改、等效变换，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种一体化阀门综合测试系统，其特征在于：包括减压器板块，单向阀板块和安全阀板块，所述减压器板块，各板块间通过气路管路连接，所述气路管路中安装有阀门、传感器、流量计和水泵，所述阀门、传感器、流量计和水泵通过测控电路与测控台连接，所述系统中包括液流管路，所述液流管路将水箱、水泵及回收水箱连接组成闭合回路，所述减压器板块进行减压阀功能试验，所述单向阀板块进行单向阀功能试验，所述安全阀板块进行安全阀功能试验。
2.根据权利要求1所述的一体化阀门综合测试系统，其特征在于：所述减压器板块从高压气源入口开始到水箱输出为一体通过气路管路连接，高压气源入口气路管路依次连接手动截止阀、第一气瓶、电磁阀后连接到待测试的产品输入端，从产品输出端经气路管路连接第三电动球阀至水箱形成一条测试通路。
3.根据权利要求2所述的一体化阀门综合测试系统，其特征在于：所述单向阀板块从减压器端开始进入低压气体，通过气路管路连接第二电动球阀、第二气瓶然后连接到的产品出口。
4.根据权利要求3所述的一体化阀门综合测试系统，其特征在于：所述安全阀板块从减压器端开始进入低压气体，通过气路管路连接第一电动球阀然后连接到的产品入口。
5.根据权利要求1所述的一体化阀门综合测试系统，其特征在于：所述液流管路中通过安装齿轮泵搭配电控调节阀进行流量的精度调节，水箱出水口通过液流管路依次连接有齿轮泵、流量计、控调节阀连接到回收水箱入水口，回收水箱出水口通过液流管路依次连接回水泵和手阀连接到水箱入水口，所述齿轮泵通过变频电机控制转速。
6.根据权利要求4所述的一体化阀门综合测试系统，其特征在于：所述气路管路在减压器与产品连接的气路上安装第一传感器，所述第一传感器数量为2个，分别位于产品入口端气路管路和产品出口端气路管路中，所述第一传感器量程为0.1～0.4MPa，所述气路管路在电磁阀与产品之间的管路上安装有第二传感器，所述第二传感器量程为0～60MPa。
7.一种一体化阀门综合测试系统的试验方法，其特征在于，包括减压阀功能试验、单向阀功能试验、安全阀功能试验和憋压试验四项试验，具体步骤为：
S1、减压阀功能试验：首先关闭所有阀门，高压气源对入口第一气瓶充气，充气至40MPa，开启电磁阀，第三电动球阀，水箱出口手阀，待水箱压力达到0.11MPa时，开启齿轮泵，输入工作频率，达到某流量点，全过程采集流量、压力数据；
S2、单向阀功能试验：关闭所有阀门，开启减压器，第二电动球阀，输入0.12MPa气体，稳定后关闭第二电动球阀，保压lmin，观测压力是否下降：
S3、安全阀功能试验：关闭所有阀门，开启减压器，第一电动球阀，输入0.12MPa气体，稳定后缓慢升压至0.13MPa，产品出口排气，观测出口流量计示数，并记录：
S4、憋压试验：关闭所有阀门，开启减压器，第一电动球阀，输入0.12MPa气体，稳定后关闭第一电动球阀，保压10min，观测压力是否下降。
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