CN114323968A - 一种单气源正负压可调控的测试装置与测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单气源正负压可调控的测试装置与测试方法，属于石化安全装备测试技术领域，包括气源、可拆卸管路、耐压管路、介质缓冲罐、信号采集模块、控制模块，本发明适合绝大多数工况压力范围，无需多气源即可实现正负压转换且稳定供气，尤其可以精密测量不同工况条件下的呼吸阀开启压力与泄放量的试验平台与相应的测试方法，同时也可测量低压工况下爆破片爆破压力以及管端式阻火器的压降‑流量关系测试的综合试验平台；采用一个罐体，可实现多个测试口的测试，无需多气源即可实现正负压转换，增强了试验效率及多样性，是集爆破片、呼吸阀、管端式阻火器试验于一体的综合实验台。
Description
技术领域
本发明属于石化安全装备测试技术领域，涉及一种单气源正负压可调控的测试装置与测试方法。
背景技术
在石油化学工业，主要的操作条件几乎全部涉及高温、高压的工况要求，受到季节变化、环境温度的改变、大气压力的波动的诸多因素的影响，储存石化物料的设备或输送管道极易出现介质蒸发，设备内部操作压力增大、进而导致局部发生过压，过程设备很容易出现超压超温的安全隐患，设备发生不可逆转的形变损坏，严重会造成剧烈的爆炸，给工业生产过程带来极大的隐患。因此通常需要安装超压泄放装置及防爆安全设备。
安全设备产品投入使用之前需要进行性能检测，然而目前国内的主要生产厂商的测试设备需要设立单独的正压、负压气源来进行相应的试验，且功能较为单一，除此之外也无法满足多个测试口，不能实现设备的多效利用。当新产品需要进行型式试验来确定工作性能时，只能重新采购一套设备来专门进行试验或者外包给国外专业试验机构或厂商来进行；也造成了产品在抽检过程中无法建立较大的样本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种单气源正负压可调控的测试装置与测试方法，该一种单气源正负压可调控的测试装置与测试方法为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种单气源正负压可调控的测试装置，包括气源、可拆卸管路、耐压管路、介质缓冲罐、信号采集模块、控制模块，所述气源的进气口或出气口与可拆卸管路一端可拆卸连接，所述耐压管路一端与可拆卸管路连接、另一端与介质缓冲罐连接，所述耐压管路上安装有介质流量计，所述介质缓冲罐上方设置有呼吸阀测试口、爆破片测试口和阻火器测试口，所述介质缓冲罐上安装有缓冲罐机械式压力表、正压变送器、负压变送器和温度传感器，所述控制模块、介质流量计、正压变送器、负压变送器、温度传感器分别与信号采集模块连接。
优选的，所述气源包括第一法兰和弯管，所述第一法兰与气源的出气口连接，所述弯管与气源的进气口连接。
优选的，所述可拆卸管路包括依次连接的左转接头、波纹软管、右转接头和第二法兰，所述左转接头和右转接头分别与波纹软管的连接处设置有卡箍，所述左转接头用于与第一法兰或弯管连接，所述第二法兰与耐压管路连接。
优选的，所述正压变送器、负压变送器、温度传感器均与介质缓冲罐的内壁平齐；所述控制模块、介质流量计、正压变送器、负压变送器、温度传感器分别通过屏蔽线与信号采集模块连接。
优选的，所述气源为风机，所述气源连接风机变频器，所述风机变频器与控制模块连接。
一种呼吸阀正压呼出开启压力和呼出泄放量的测试方法，采用前述一种单气源正负压可调控的测试装置，包括以下步骤：
步骤一：将待测呼吸阀测试件安装在呼吸阀测试口上，将可拆卸管路接入气源的出气口，对测试系统检漏；
步骤二：检漏合格后，开启介质流量计、正压变送器、温度传感器；根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源，直到待测呼吸阀测试件的正向开启压力后，开始进行卸压；
步骤四：当压力高出设定压力值的5％-10％时，关闭气源，记录在待测呼吸阀测试件的阀盘上升高度达到最大时压力对应的通气量值，取3次试验数值的平均值作为泄漏量的试验数值；每次测试停止后须复位测试系统；
步骤五：将待测呼吸阀测试件的阀盘转动90°，重复步骤二至步骤四；将待测呼吸阀测试件的阀盘转动180°，重复步骤二至步骤四；
步骤六：重复9次步骤一至步骤五，并取9次试验数值的平均值作为正压开启压力的试验数值，保存试验数据。
一种呼吸阀负压吸入开启压力和吸入泄放量的测试方法，采用前述一种单气源正负压可调控的测试装置，包括以下步骤：
步骤一：将待测呼吸阀测试件安装在呼吸阀测试口上，将可拆卸管路接入气源的入气口，对测试系统检漏；
步骤二：检漏合格后，开启介质流量计、负压变送器、温度传感器；根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源，直到待测呼吸阀测试件的负向开启压力后，记录缓冲罐机械式压力表压力值；
步骤四：当压力低于设定压力值的5％-10％时，关闭气源，记录在全开启状态下此压力对应的通气量值，取3次试验数值的平均值作为泄漏量的试验数值；每次测试停止后须复位测试系统；
步骤五：将待测呼吸阀测试件的阀盘转动90°，重复步骤二至步骤四；将待测呼吸阀测试件的阀盘转动180°，重复步骤二至步骤四；
步骤六：重复9次步骤一至步骤五，并取9次试验数值的平均值作为正压开启压力的试验数值，保存试验数据。
一种爆破片泄放量与爆破压力的测试方法，采用前述一种单气源正负压可调控的测试装置，包括以下步骤：
步骤一：将待测爆破片安装在在爆破片测试口上，该系统为正压输入，将可拆卸管路接入气源的入气口，对测试系统检漏；
步骤二：检漏合格后，开启介质流量计、正压变送器、温度传感器；根据最大量程应选择接近或大于根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源，直到待测爆破片爆破后，开始进行卸压；
步骤四：重复9次步骤一至步骤三，每次测试停止后须复位测试系统并取9次试验数值的平均值作为正压开启压力的试验数值；保存试验数据。
一种管端式阻火器压降-流量关系的测试方法，采用前述一种单气源正负压可调控的测试装置，包括以下步骤：
步骤一：对待测管端阻火器元件进行水压试验；
步骤二：将阻火器装置安装在阻火器测试口上，将可拆卸管路接入气源的出气口，对测试系统检漏；
步骤三：检漏合格后，开启介质流量计、正压变送器、温度传感器；根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源，观察通气压力，每隔100Pa记录一次对应的流量、风机转速的数据，记录20组数据；记录同一时间对应的流量值；若一个压力值对应的流量值不唯一，则取流量值的平均值，可得管端式阻火器压降-流量关系，完成后开始进行卸压。
有益效果：本发明适合绝大多数工况压力范围，无需多气源即可实现正负压转换且稳定供气，尤其可以精密测量不同工况条件下的呼吸阀开启压力与泄放量的试验平台与相应的测试方法，同时也可测量低压工况下爆破片爆破压力以及管端式阻火器的压降-流量关系测试的综合试验平台；采用一个罐体，可实现多个测试口的测试，无需多气源即可实现正负压转换，增强了试验效率及多样性，是集爆破片、呼吸阀、管端式阻火器试验于一体的综合实验台。
附图说明
图1为测试装置结构示意图；
图2为气源第一法兰与可拆卸管路连接示意图；
图3为气源弯管与可拆卸管路连接示意图；
图中符号说明：1：气源；2：可拆卸管路；3：耐压管路；4：介质缓冲罐；5：信号采集模块；6：控制模块；7：介质流量计；8：呼吸阀测试口；9：爆破片测试口；10：阻火器测试口；11：缓冲罐机械式压力表；12：正压变送器；13：负压变送器；14：温度传感器；15：屏蔽线；16：风机变频器；101：第一法兰；102：弯管；201：左转接头；202：卡箍；203：波纹软管；204：右转接头；205：第二法兰。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
实施例1：
参考图1-3，本发明提供一种技术方案，一种单气源正负压可调控的测试装置，包括气源1、可拆卸管路2、耐压管路3、介质缓冲罐4、信号采集模块5、控制模块6，气源1的进气口或出气口与可拆卸管路2一端可拆卸连接，耐压管路3一端与可拆卸管路2连接、另一端与介质缓冲罐4连接，耐压管路3上安装有介质流量计7，介质流量计7的安装位置到耐压管道3的气流入口的距离应≥5D，到耐压管道3的气流出口的距离应≥3D，D为介质流量计7的公称口径，以保证流量计进口端前流体流动达到充分发展；介质缓冲罐4上方设置有呼吸阀测试口8、爆破片测试口9和阻火器测试口10，介质缓冲罐4上安装有缓冲罐机械式压力表11、正压变送器12、负压变送器13和温度传感器14，控制模块6、介质流量计7、正压变送器12、负压变送器13、温度传感器14分别与信号采集模块5连接，信号采集模块5负责采集介质流量计7、正压变送器12、负压变送器13、温度传感器14的数据信息并传输给控制模块6，控制模块6用于控制整个装置的运行，并可以显示测得数据值，分别为大气压力(单位KPa)、大气温度(单位℃)、测试压力(正压和负压)、阀盘开启高度(单位mm)、测试流量(质量流量计(单位Nm3/H)(正数)、罐内温度(单位℃)、开启高度。
气源1提供的理论流量不低于5000m3/h，所提供的理论压力不低于2MPa；介质缓冲罐4应当按照规定在罐体上开孔，并在开孔处焊接管路，开孔位置应当符合GB150-2011《压力容器》的要求，爆破片测试口9采用法兰连接的固定方式，并通过管道连接在介质缓冲罐4上，呼吸阀测试口8、阻火器测试口10外接测试元件时，采用法兰连接的固定方式，缓冲罐机械式压力表11通过螺纹连接安装在介质缓冲罐4上。
无需多气源，通过更换可拆卸管路2与气源1出气口、进气口的连接，即可实现正压和负压的工况，且能减少气源1工作振动对测试装置的影响，设置多种类型的采集元件，在介质缓冲罐4上开设多个测试口，可实现多功能的测试，增强了试验效率及多样性。
进一步地，气源1包括第一法兰101和弯管102，第一法兰101与气源1的出气口连接，弯管102与气源1的进气口连接，弯管102弯曲角度可为90°，
进一步地，可拆卸管路2包括依次连接的左转接头201、波纹软管203、右转接头204和第二法兰205，左转接头201和右转接头204分别与波纹软管203的连接处设置有卡箍202，左转接头201用于与第一法兰101或弯管102连接，第二法兰205与耐压管路3连接。
进一步地，正压变送器12、负压变送器13、温度传感器14均与介质缓冲罐4的内壁平齐，能够使采集元件与介质缓冲罐4的内壁平齐，更准确获得介质缓冲罐4内的压力数据；控制模块6、介质流量计7、正压变送器12、负压变送器13、温度传感器14分别通过屏蔽线15与信号采集模块5连接。
进一步地，气源1为风机，气源1连接风机变频器16，风机变频器16与控制模块6连接，风机变频器16使装置内气体介质的压力和流量更稳定。
实施例2：
参考图1-3，本发明提供一种技术方案,在实施例1的基础上，一种呼吸阀正压呼出开启压力和呼出泄放量的测试方法，采用实施例1中一种单气源正负压可调控的测试装置，包括以下步骤：
步骤一：将待测呼吸阀测试件安装在呼吸阀测试口8上，将可拆卸管路2接入气源1的出气口，对测试系统检漏；正压检漏：向测试系统内充入压缩空气或N2等其他介质至合适压力，用肥皂水、检漏液等对阀门、焊缝、法兰等进行检漏，如有泄漏，须卸压后再拧紧，可多次重复上述步骤，直至无泄漏；
步骤二：检漏合格后，开启介质流量计7、正压变送器12、温度传感器14；根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源1，直到待测呼吸阀测试件的正向开启压力后，开始进行卸压；
步骤四：当压力高出设定压力值的5％-10％时，关闭气源1，记录在待测呼吸阀测试件的阀盘上升高度达到最大时压力对应的通气量值，取3次试验数值的平均值作为泄漏量的试验数值；每次测试停止后须复位测试系统；
步骤五：将待测呼吸阀测试件的阀盘转动90°，重复步骤二至步骤四；将待测呼吸阀测试件的阀盘转动180°，重复步骤二至步骤四；
步骤六：重复9次步骤一至步骤五，并取9次试验数值的平均值作为正压开启压力的试验数值，保存试验数据。
根据待测呼吸阀测试件不同型式口径压力，记录在不同压力下待测呼吸阀测试件的对应通气量，压力选择可根据具体情况变动，但每台待测呼吸阀测试件至少记录五个不同的压力数据组，每种压力至少试验三次；每次更换呼吸阀后检查连接处密封性，记录数据时保证是在全启状态下的实时通气量。
实施例3：
参考图1-3，本发明提供一种技术方案,在实施例1的基础上，一种呼吸阀负压吸入开启压力和吸入泄放量的测试方法，采用实施例1的一种单气源正负压可调控的测试装置，包括以下步骤：
步骤一：将待测呼吸阀测试件安装在呼吸阀测试口8上，将可拆卸管路2接入气源1的入气口，对测试系统检漏；负压检漏：将测试系统通往大气的阀门全部关闭，利用真空泵将测试抽至50Pa绝对压力，记录缓冲罐机械压力表表8上的读数，保持24小时后，若测试系统内的绝对压力升高(或真空度下降)不超过5Pa，则该测试系统在真空状态下的气密性是合格的；
步骤二：检漏合格后，开启介质流量计7、负压变送器13、温度传感器14；根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源1，直到待测呼吸阀测试件的负向开启压力后，记录缓冲罐机械式压力表11压力值；
步骤四：当压力低于设定压力值的5％-10％时，关闭气源1，记录在全开启状态下此压力对应的通气量值，取3次试验数值的平均值作为泄漏量的试验数值；每次测试停止后须复位测试系统；
步骤五：将待测呼吸阀测试件的阀盘转动90°，重复步骤二至步骤四；将待测呼吸阀测试件的阀盘转动180°，重复步骤二至步骤四；
步骤六：重复9次步骤一至步骤五，并取9次试验数值的平均值作为正压开启压力的试验数值，保存试验数据。
根据待测呼吸阀测试件不同型式口径压力，记录在不同压力下待测呼吸阀测试件的对应通气量，压力选择可根据具体情况变动，但每台待测呼吸阀测试件至少记录五个不同的压力数据组，每种压力至少试验三次；每次更换呼吸阀后检查连接处密封性，记录数据时保证是在全启状态下的实时通气量。
实施例4：
参考图1-3，本发明提供一种技术方案,在实施例1的基础上，一种爆破片泄放量与爆破压力的测试方法，采用实施例1的一种单气源正负压可调控的测试装置，包括以下步骤：
步骤一：将待测爆破片安装在在爆破片测试口9上，该系统为正压输入，将可拆卸管路2接入气源1的入气口，对测试系统检漏；
步骤二：检漏合格后，开启介质流量计7、正压变送器12、温度传感器14；根据最大量程应选择接近或大于根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源1，直到待测爆破片爆破后，开始进行卸压；
步骤四：重复9次步骤一至步骤三，每次测试停止后须复位测试系统并取9次试验数值的平均值作为正压开启压力的试验数值；保存试验数据。
实施例5：
参考图1-3，本发明提供一种技术方案,在实施例1的基础上，一种管端式阻火器压降-流量关系的测试方法，采用实施例1的一种单气源正负压可调控的测试装置，包括以下步骤：
步骤一：对待测管端阻火器元件进行水压试验；
步骤二：将阻火器装置安装在阻火器测试口10上，将可拆卸管路2接入气源1的出气口，对测试系统检漏；
步骤三：检漏合格后，开启介质流量计7、正压变送器12、温度传感器14；根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源1，观察通气压力，每隔100Pa记录一次对应的流量、风机转速的数据，记录20组数据；记录同一时间对应的流量值；若一个压力值对应的流量值不唯一，则取流量值的平均值，可得管端式阻火器压降-流量关系，完成后开始进行卸压。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种单气源正负压可调控的测试装置，其特征在于：包括气源(1)、可拆卸管路(2)、耐压管路(3)、介质缓冲罐(4)、信号采集模块(5)、控制模块(6)，所述气源(1)的进气口或出气口与可拆卸管路(2)一端可拆卸连接，所述耐压管路(3)一端与可拆卸管路(2)连接、另一端与介质缓冲罐(4)连接，所述耐压管路(3)上安装有介质流量计(7)，所述介质缓冲罐(4)上方设置有呼吸阀测试口(8)、爆破片测试口(9)和阻火器测试口(10)，所述介质缓冲罐(4)上安装有缓冲罐机械式压力表(11)、正压变送器(12)、负压变送器(13)和温度传感器(14)，所述控制模块(6)、介质流量计(7)、正压变送器(12)、负压变送器(13)、温度传感器(14)分别与信号采集模块(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种单气源正负压可调控的测试装置，其特征在于：所述气源(1)包括第一法兰(101)和弯管(102)，所述第一法兰(101)与气源(1)的出气口连接，所述弯管(102)与气源(1)的进气口连接。
3.根据权利要求2所述的一种单气源正负压可调控的测试装置，其特征在于：可拆卸管路(2)包括依次连接的左转接头(201)、波纹软管(203)、右转接头(204)和第二法兰(205)，所述左转接头(201)和右转接头(204)分别与波纹软管(203)的连接处设置有卡箍(202)，所述左转接头(201)用于与第一法兰(101)或弯管(102)连接，所述第二法兰(205)与耐压管路(3)连接。
4.根据权利要求1所述的一种单气源正负压可调控的测试装置，其特征在于：所述正压变送器(12)、负压变送器(13)、温度传感器(14)均与介质缓冲罐(4)的内壁平齐；所述控制模块(6)、介质流量计(7)、正压变送器(12)、负压变送器(13)、温度传感器(14)分别通过屏蔽线(15)与信号采集模块(5)连接。
5.根据权利要求1所述的一种单气源正负压可调控的测试装置，其特征在于：所述气源(1)为风机，所述气源(1)连接风机变频器(16)，所述风机变频器(16)与控制模块(6)连接。
6.一种呼吸阀正压呼出开启压力和呼出泄放量的测试方法，采用权利要求1-5任一所述的一种单气源正负压可调控的测试装置，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将待测呼吸阀测试件安装在呼吸阀测试口(8)上，将可拆卸管路(2)接入气源(1)的出气口，对测试系统检漏；
步骤二：检漏合格后，开启介质流量计(7)、正压变送器(12)、温度传感器(14)；根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源(1)，直到待测呼吸阀测试件的正向开启压力后，开始进行卸压；
步骤四：当压力高出设定压力值的5％-10％时，关闭气源(1)，记录在待测呼吸阀测试件的阀盘上升高度达到最大时压力对应的通气量值，取3次试验数值的平均值作为泄漏量的试验数值；每次测试停止后须复位测试系统；
步骤五：将待测呼吸阀测试件的阀盘转动90°，重复步骤二至步骤四；将待测呼吸阀测试件的阀盘转动180°，重复步骤二至步骤四；
步骤六：重复9次步骤一至步骤五，并取9次试验数值的平均值作为正压开启压力的试验数值，保存试验数据。
7.一种呼吸阀负压吸入开启压力和吸入泄放量的测试方法，采用权利要求1-5任一所述的一种单气源正负压可调控的测试装置，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将待测呼吸阀测试件安装在呼吸阀测试口(8)上，将可拆卸管路(2)接入气源(1)的入气口，对测试系统检漏；
步骤二：检漏合格后，开启介质流量计(7)、负压变送器(13)、温度传感器(14)；根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源(1)，直到待测呼吸阀测试件的负向开启压力后，记录缓冲罐机械式压力表(11)压力值；
步骤四：当压力低于设定压力值的5％-10％时，关闭气源(1)，记录在全开启状态下此压力对应的通气量值，取3次试验数值的平均值作为泄漏量的试验数值；每次测试停止后须复位测试系统；
步骤五：将待测呼吸阀测试件的阀盘转动90°，重复步骤二至步骤四；将待测呼吸阀测试件的阀盘转动180°，重复步骤二至步骤四；
步骤六：重复9次步骤一至步骤五，并取9次试验数值的平均值作为正压开启压力的试验数值，保存试验数据。
8.一种爆破片泄放量与爆破压力的测试方法，采用权利要求1-5任一所述的一种单气源正负压可调控的测试装置，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将待测爆破片安装在在爆破片测试口(9)上，该系统为正压输入，将可拆卸管路(2)接入气源(1)的入气口，对测试系统检漏；
步骤二：检漏合格后，开启介质流量计(7)、正压变送器(12)、温度传感器(14)；根据最大量程应选择接近或大于根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源(1)，直到待测爆破片爆破后，开始进行卸压；
步骤四：重复9次步骤一至步骤三，每次测试停止后须复位测试系统并取9次试验数值的平均值作为正压开启压力的试验数值；保存试验数据。
9.一种管端式阻火器压降-流量关系的测试方法，采用权利要求1-5任一所述的一种单气源正负压可调控的测试装置，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：对待测管端阻火器元件进行水压试验；
步骤二：将阻火器装置安装在阻火器测试口(10)上，将可拆卸管路(2)接入气源(1)的出气口，对测试系统检漏；
步骤三：检漏合格后，开启介质流量计(7)、正压变送器(12)、温度传感器(14)；根据最大量程大于正常压力测量值的1.5倍，选取压力量程，设定压力值；
步骤三：开启气源(1)，观察通气压力，每隔100Pa记录一次对应的流量、风机转速的数据，记录20组数据；记录同一时间对应的流量值；若一个压力值对应的流量值不唯一，则取流量值的平均值，可得管端式阻火器压降-流量关系，完成后开始进行卸压。
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