CN115523343A - 一种用于弹簧式安全阀的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门测试技术领域，特别是一种用于弹簧式安全阀的测试装置及测试方法；测试装置包括稳压管路系统和安全阀系统；稳压管路系统用于向安全阀提供测试所需的介质；安全阀系统包括动作性能测试组件和回座冲击力检测组件；完成安全阀与测试装置的组装后，第一步：使试验容器的压力达到预设压力；第二步：采集试验过程中安全阀开启和排放过程中的入口压力、入口温度、出口温度、阀杆位移和质量流量，分析判断安全阀的开启是否准确和排放过程是否稳定；第三步：采集得到安全阀回座过程中的入口压力、阀杆位移和阀杆加速度以及回座瞬间冲击力；第四步：分析、获得安全阀回座过程中阀座受力；实现安全阀冲击特性的测试。

Description

一种用于弹簧式安全阀的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及阀门测试技术领域，特别是一种用于弹簧式安全阀的测试装置及测试方法。

背景技术

安全阀是锅炉、压力容器、压力管道等承压设备的重要安全附件，被广泛应用于航天、核电、火电、石化等领域。安全阀是一种由入口静压驱动开启的纯机械式自动泄压防护装置，其工作原理为：当容器内压力超过某一定值时，依靠介质自身的压力自动开启阀门，迅速排出一定数量的介质。当容器内的压力降到允许值时，阀门自动关闭，使容器内压力始终低于允许压力的上限，自动防止因超压而可能出现的事故。安全阀作为设备超压保护的最后一道安全屏障，其可靠性对于设备的稳定运行意义重大。

安全阀的冲击特性指阀门回座过程中产生的冲击作用及其影响因素。在安全阀实际应用过程中，安全阀回座产生的冲击作用会导致密封面损坏、系统压力波动、阀门及管路振动、噪声等问题，严重影响安全阀可靠性。在常规的设计方法中，冲击作用的确定多采用工程经验估算的方式，这种估算方法与实际工况存在较大偏差，缺乏对安全阀回座冲击特性的认识，缺少可靠的冲击试验数据，导致相关设计工作缺少理论数据支撑，影响安全阀整体的可靠性。

目前，缺乏针对安全阀冲击特性分析的试验方法。常规的冲击试验方法采用直接在冲击作用面上安装传感器的方式，但由于安全阀冲击作用面同时也是其密封面，直接在密封面上安装传感器将严重影响安全阀的密封性能，导致安全阀无法正常起跳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的上述不足，提供一种用于弹簧式安全阀的测试装置及测试方法，能够实现安全阀冲击特性的测试。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于弹簧式安全阀的测试装置，用于对安全阀进行测试，安全阀包括阀座、阀体、阀瓣、衬套、卡圈、导套、阀杆、阀盖、下弹簧座、弹簧、上弹簧座和调整螺钉；所述测试装置包括稳压管路系统和安全阀系统；

所述稳压管路系统用于向安全阀提供测试所需的介质；所述稳压管路系统包括储气罐、电动膜片调压阀、前电动截止阀、质量流量传感器、试验容器和后电动截止阀；在气流的流动方向上，储气罐、电动膜片调压阀、前电动截止阀、质量流量传感器、试验容器和后电动截止阀依次设置且连通；后电动截止阀的输出端与安全阀的输入口连通；

所述安全阀系统包括动作性能测试组件和回座冲击力检测组件；

所述动作性能测试组件包括

入口压力传感器，用于检测安全阀入口的压力；

入口温度传感器，用于检测安全阀入口的温度；

出口温度传感器，用于检测安全阀出口的温度；

激光位移传感器，用于检测阀杆的位移；

和加速度传感器，用于检测阀杆移动时的加速度；

所述回座冲击力检测组件包括冲击力传感器、预紧螺栓、锤头和钢球；测试时，冲击力传感器套装在预紧螺栓上，预紧螺栓的一端与阀杆固定连接，另一端与锤头固定连接；冲击力传感器位于锤头和阀杆之间，通过锤头在冲击力传感器上施加预紧力；锤头的下侧面设有球窝，钢球位于球窝和阀瓣之间。

在上述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置，所述稳压管路系统还包括放气阀，所述放气阀与后电动截止阀的输出端连通，用于排气。

在上述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置，所述稳压管路系统还包括截止阀，所述截止阀位于储气罐和试验容器之间的管路上，用于手动控制管路的通断。

在上述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置，所述加速度传感器采用磁吸的方式安装于下弹簧座的下端面上。

在上述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置，在阀体入口的圆周方向上，入口压力传感器和入口温度传感器间隔180°设置；在阀体的入口气流流向上，入口压力传感器和入口温度传感器间隔设置。

在上述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置，锤头在冲击力传感器上施加的预紧力应不小于冲击力传感器测试量程的1/4。

应用上述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置的测试方法，完成安全阀与测试装置的组装后，依次执行以下步骤：

第一步：使试验容器的压力达到预设压力；

第二步：安全阀开启、排放；

控制试验容器内的气体流出；安全阀逐渐开启并排放介质直至达到全开高，进入稳定排放阶段；采集试验过程中安全阀开启和排放过程中的入口压力、入口温度、出口温度、阀杆位移和质量流量，分析判断安全阀的开启是否准确和排放过程是否稳定；

第三步：安全阀的回座；

随着安全阀的排放，试验容器内的气压不断下降，安全阀开始回座直至再次形成密封；采集得到安全阀回座过程中的入口压力、阀杆位移和阀杆加速度以及回座瞬间冲击力；

第四步：分析、获得安全阀回座过程中阀座受力。

在上述的测试方法，第四步分析、获得安全阀回座过程中阀座受力包括以下步骤：

计算获得运动件总质量m_总：

式中：

m_阀杆是阀杆的质量；

m_阀瓣是阀瓣的质量；

m_传感器是冲击力传感器、预紧螺栓和锤头的总质量；

m_下弹簧座是下弹簧座的质量；

m_弹簧是弹簧的质量；

计算获得介质施加在阀瓣上的作用力F_介质：

F_介质＝P·S_密封

式中：

P为安全阀入口压力；

S_密封为安全阀的密封面积；

计算获得部分冲击力F_部冲：

F_部冲＝F_实测-F_弹簧

式中：

F_实测为冲击力传感器传感器实测合力；

F_弹簧为弹簧预紧力；

真实冲击力F_总冲：

式中：

m_总是运动件总质量；

m_阀瓣是阀瓣的质量；

m_传感器是冲击力传感器、预紧螺栓和锤头的总质量；

F_部冲是部分冲击力；

阀座所受真实合力F_座：

F_座＝F_总冲+F_弹簧-F_介质+m_总g

式中：

F_总冲是真实冲击力；

F_弹簧为弹簧预紧力；

F_介质是介质施加在阀瓣上的作用力；

m_总是运动件总质量。

在上述的测试方法，第一步包括以下步骤：

启动系统，设定要进行试验的安全阀的试验压力；

打开试验容器上游前电动截止阀，关闭后电动截止阀，由储气罐向试验容器内供气；

控制电动截止阀的开度达到最大，通过试验容器的压力传感器判断试验容器内的气体压力；

当试验容器内的压力达到试验设定压力的80％时，控制电动截止阀的开度减少，从而使试验容器的进气缓慢，减小压力波动；

当试验容器内的气压达到设定压力时，控制电动截止阀关闭，压力容器内的压力稳定在设定压力。

在上述的测试方法，第二步中，通过入口压力传感器、入口温度传感器、出口温度传感器、激光位移传感器、加速度传感器和质量流量传感器分别采集获得安全阀开启和排放过程中的入口压力、入口温度、出口温度、阀杆位移曲线、质量流量。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)本发明设计的冲击试验装置及测试方法，采用阀杆、冲击力传感器、锤头刚性连接，阀瓣、衬套、卡套限位的方式，保证试验过程中安全阀的动作性能和密封性能不受影响，减小了回座瞬间振动对冲击力传感器的影响，保证传感器测量准确，运行可靠，实现安全阀回座冲击力的准确测量；

2)本发明将冲击传感器直接安装于阀瓣内，该安装方式保证了安全阀的动作性能和密封性能、解决了传感器的可靠安装、信号传输、准确测量等问题，实现了安全阀冲击特性的测试工作；

3)本发明通过压力传感器、温度传感器、质量流量传感器、加速度传感器、位移传感器、冲击力传感器，实现了安全阀开启、排放和回座的全过程的入口压力、进出口温度、排量、运动件位移、运动件加速度、回座冲击力等六个物理量的同步实时采集；

4)本发明通过对安全阀的入口压力、进出口温度、阀杆位移、阀杆加速度、回座冲击力、排量进行监测，可以很好地实现安全阀冲击特性的测试；

5)本发明根据试验原理，通过数学理论推演，获得安全阀真实冲击力及阀座所受合力，为安全阀密封面设计工作提供理论和数据支撑。

附图说明

图1为安全阀测试装置的气路结构的原理图；

图2为安全阀测试装置的结构示意图；

图3为位移传感器的安装结构示意图；

图4为位移传感器上固定支架的结构示意图；

图5为位移传感器下固定支架的上端板的结构示意图；

图6为冲击力传感器安装方式的示意图；

图7为采集系统的结构框图；

图8为采集系统的信号流程图；

图9是安全阀的回座过程中受力分析图。

图中：

1-气源；2-储气罐；3-截止阀；4-电动膜片调压阀；5-前电动截止阀；6-质量流量传感器；7-试验容器；8-后电动截止阀；9-安全阀系统；10-放气阀；11-阀座；12-阀体；13-阀瓣；14-衬套；15-卡圈；16-导套；17-阀杆；18-阀盖；19-下弹簧座；20-弹簧；21-上弹簧座；22-调整螺钉；23-入口压力传感器；24-出口温度传感器；25-加速度传感器；26-激光位移传感器；27-位移传感器上固定支架；28-位移传感器下固定支架；29-激光位移检测块；30-紧定螺钉；31-连接孔；32-上固定孔；33-下固定孔；34-通光孔；35-冲击力传感器；36-预紧螺栓；37-锤头；38-入口温度传感器；39-预紧螺钉；40-钢球。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

一种用于弹簧式安全阀的测试装置，用于对安全阀9进行测试，其中，安全阀9为现有技术，如图2所示，安全阀9包括阀座11、阀体12、阀瓣13、衬套14、卡圈15、导套16、阀杆17、阀盖18、下弹簧座19、弹簧20、上弹簧座21、调整螺钉22。阀座11入口为法兰形式，与压力管道、压力容器等配对法兰通过螺柱螺母连接。阀体12与阀座11通过焊接或螺纹等方式固定，阀盖18与阀体12通过螺柱螺母连接。导套16安装在阀体12上，阀瓣13和衬套14固定在阀杆17上，卡圈15通过开口销安装于阀杆17上，起到限制衬套14过度晃动的作用。通过间隙配合保证阀瓣13、衬套14、导套16的安装位置和对中性，衬套14与导套16具有导向和限制阀门开启高度的作用。弹簧组件由下弹簧座19、弹簧20、上弹簧座21组成，通过调节调整螺钉22的压紧量调节弹簧力的大小，弹簧力通过阀杆17直接作用于阀瓣13上。

测试装置包括稳压管路系统和安全阀系统，稳压管路系统为安全阀9的测试提供稳定的测试介质，例如气体，安全阀系统则实现对安全阀9的性能数据的获取。

如图1所示，稳压管路系统包括气源1、储气罐2、截止阀3、电动膜片调压阀4、前电动截止阀5、试验容器7、后电动截止阀8和放气阀10。在气流的流动方向上，气源1、储气罐2、截止阀3、电动膜片调压阀4、前电动截止阀5、质量流量传感器6、试验容器7、后电动截止阀8和放气阀10依次设置且连通。

储气罐2上游为气源1，气源1向储气罐2内提供气体，储气罐2则暂存气体，以供测试使用。截止阀3和前电动截止阀5是用于控制储气罐2和试验容器7之间管路通断的，不同的是，截止阀3用于手动控制管路的通断；前电动截止阀5是电动控制管路的通断；在试验过程中，截止阀3处于常开。

电动膜片调压阀4负责控制储气罐2和试验容器7之间管路的压力；前电动截止阀5和后电动截止阀8负责电动控制管路的通断；质量流量传感器6用于对安全阀排放过程中的排量进行实时测量。

试验容器7的作用是为安全阀系统提供稳定、足量的气源，其上装有压力传感器。后电动截止阀8，用于控制试验容器7升压的速率。后电动截止阀8的输出端连通安全阀9的入口和放气阀10。实验结束后，打开放气阀10可以排出试验装置中的介质。

如图2-6所示，安全阀系统包括动作性能测试组件和回座冲击力检测组件。

动作性能测试组件主要用于实现对安全阀9的动作性能的测试，包括入口压力传感器23、入口温度传感器38、出口温度传感器24、激光位移传感器26、加速度传感器25。

如图2所示，阀体12的入口处加工2个NPT螺纹孔，分别用于安装入口压力传感器23和入口温度传感器38；在阀体12入口的圆周方向上，入口压力传感器23和入口温度传感器38彼此成180°；在阀体12的入口气流流向上，入口压力传感器23和入口温度传感器38间隔一定距离设置。入口压力传感器23用于实时检测安全阀入口压力的波动；入口温度传感器38用于实时检测安全阀入口温度的波动。出口温度传感器24设置在阀体12的出口处，用于检测安全阀9的出口温度。入口压力传感器23、入口温度传感器38和出口温度传感器24安装时保证安装到位且与阀体12有效的密封。

加速度传感器25采用磁吸的方式安装于安全阀下弹簧座19的下端面。下弹簧座19采用具有磁性的不锈钢或者其它满足性能要求的磁性材料制成，并严格保证下端面的平面度和光洁度。由于安全阀动作时，阀杆17、下弹簧座19同步运动，这种安装方式能够实现安全阀9动作过程中阀杆17的加速度的实时检测。

如图3所示，激光位移传感器26通过螺栓螺母安装于位移传感器上固定支架27上。位移传感器下固定支架28与位移传感器上固定支架27通过焊接连接，位移传感器下固定支架28通过紧定螺钉30安装于阀盖18上。与激光位移传感器26配合使用的激光位移检测块29通过螺纹安装于阀杆17上端部，且上下可调节。

具体的，如图4、5所示，位移传感器上固定支架27为角钢形状不锈钢铁片，竖直面开有连接孔31，水平面开有上固定孔32，激光位移传感器26利用螺栓螺母通过连接孔31进行固定。位移传感器下固定支架28为圆筒状，其下端开口，上端由端板封闭；制作时保证圆筒的同轴度和端面的平面度。位移传感器下固定支架28的上端板开设有椭圆形的下固定孔33和通光孔34，下固定孔33和通光孔34均为通孔，即贯穿位移传感器下固定支架28的上端板。

位移传感器上固定支架27与位移传感器下固定支架28利用螺栓螺母,通过上固定孔32和下固定孔33进行固定。铝制的激光位移检测块29通过螺纹的方式安装于阀杆17端部，该激光位移检测块29可以上下调节。安装激光位移传感器26时，应保证激光发射器和接收器正对通光孔34。调节激光位移检测块29位置，保证位移检测面处于激光位移传感器26的量程中，且阀门起跳后激光位移检测块29不碰撞激光位移传感器26。调节激光位移检测块29至合适位置后，通过下方的螺母进行固定，减小阀门起跳过程中产生的振动。

回座冲击力检测组件包括冲击力传感器35、预紧螺栓36，锤头37、钢球40。

冲击力传感器35为压电式冲击力传感器，冲击力传感器35的安装方式如图6所示。在阀杆17的下端面加工为平面并攻螺纹孔，同时在阀瓣13一侧铣出缺口供冲击力传感器35的数据线通过；冲击力传感器35的数据线通过该缺口、衬套14通气孔以及阀盖18的背压调节孔中顺出。冲击力传感器35的数据线也可依据安全阀9的结构进行布线，只要不影响冲击力传感器35的使用以及安全阀9的性能即可。将预紧螺栓36两端涂抹润滑脂后，一端拧入阀杆17；冲击力传感器35呈圆环形，将其安装在预紧螺栓36上；预紧螺栓36的另一端与锤头37拧紧。冲击力传感器35、阀杆17和锤头37通过施加预紧力的方式形成刚性连接。锤头37下有球窝，配合钢球40保证冲击力传感器35的对中效果。

为减弱冲击力传感器35与阀杆17间的振动，减小试验误差，通过锤头37对冲击力传感器35进行预紧，使锤头37、冲击力传感器35、阀杆17之间形成刚性连接，预紧力应不小于传感器1/4的测试量程。

在阀瓣13和卡圈15上加工螺纹孔，在衬套14上加工光孔，光孔的直径略大于螺纹孔，通过预紧螺钉39进行连接，将阀瓣13与衬套14固定连接，将卡圈15与衬套14固定连接。通过这种方式，防止阀瓣13、衬套14、阀杆17间的相对转动，避免冲击力传感器35受到损坏，同时保留了一定的摆动量，有利于阀门动作过程。

如图7、8所示，电源模块主要是为质量流量传感器6、冲击力传感器35、入口压力传感器23、入口温度传感器38、出口温度传感器24、激光位移传感器26、加速度传感器25供电。PLC系统主要是用来采集上述传感器的信号，还用来控制前电动截止阀5、后电动截止阀8的开度。

数据采集系统包括电源模块、PLC系统和上位机，电源模块将220V电压转换成24V电压，用于给上述传感器供电，PLC系统用来采集上述传感器的信号，PLC系统与上位机通过RS485进行数据传输；电源模块进行电压转换以及对传感器供电、PLC系统传感器的信号并传输等均为现有技术，无创新。例如，220V的电源电压通过电源模块转变为24V，24V电压为质量流量传感器6、冲击力传感器35、入口压力传感器23、入口温度传感器38、出口温度传感器24、激光位移传感器26、加速度传感器25供电。加速度传感器25、冲击力传感器35、质量流量传感器6和激光位移传感器26的电压信号经电压信号调理电路处理后传至PLC系统，入口压力传感器23、入口温度传感器38和出口温度传感器24的电流信号经电流信号调理电路处理后传至PLC系统，PLC系统将数据经RS485传至上位机。

应用上述测试装置对弹簧式安全阀进行测试的测试方法，包括以下步骤：

第一步：使试验容器7的压力达到预设压力；

启动系统，设定要进行试验的安全阀的试验压力；

打开试验容器7上游的截止阀3和前电动截止阀5，关闭后电动截止阀8，由储气罐2向试验容器7内供气；通过PLC系统发出控制信号使电动截止阀5的开度达到最大，通过试验容器7的压力传感器判断试验容器7内的气体压力，当试验容器7内的压力达到试验设定压力的80％时，PLC系统发出控制信号使电动截止阀5的开度减少，从而使试验容器7的进气缓慢，减小压力波动，当试验容器7内的气压达到设定压力时，PLC系统发出信号控制电动截止阀5关闭，此时压力容器7内的压力稳定在设定压力。

第二步：安全阀的开启、排放；

PLC系统控制前电动截止阀5关闭、后电动截止阀8打开，试验容器7内的气体流出；由于压力容器7内气压高于安全阀9开启的设定压力，安全阀9开启并排放介质；试验容器7内的压力远高于安全阀9开启的设定压力，安全阀达到全开高，进入稳定排放阶段；PLC系统采集试验过程中质量流量传感器6、入口压力传感器23、入口温度传感器38、出口温度传感器24、激光位移传感器26、加速度传感器25的数据；

采集到的数据经上位机处理后得到安全阀9开启和排放过程中的入口压力、进出口温度、阀杆位移曲线、质量流量，分析判断安全阀9的开启是否准确和排放过程是否稳定。

第三步：安全阀的回座；

随着安全阀9的排放，试验容器7内的气压不断下降，安全阀9开始回座直至再次形成密封；

PLC系统采集试验过程中入口压力传感器23、激光位移传感器26、加速度传感器25、冲击力传感器35的数据；采集到的数据经上位机处理后得到安全阀9回座过程中安全阀9入口压力、阀杆位移和阀杆加速度的数据以及安全阀回座瞬间冲击力传感器记录的数值。

第四步：分析、获得安全阀回座过程中阀座受力；

本试验过程中，冲击力传感器35未直接安装于冲击力作用面，因此实测值仅为冲击力传感器35及以上所有运动件产生的冲击作用，而不是全部运动件产生的冲击作用；安全阀9的回座过程中，入口介质始终对运动件有支持作用，为得到阀门回座瞬间的冲击作用，需要对冲击力传感器实测值进行数学推演。

安全阀9的回座过程中阀座受力分析如图9所示，修正过程如下：

计算获得运动件总质量m_总：

式中：

m_阀杆是阀杆17的质量；

m_阀瓣是阀瓣13的质量；

m_传感器是冲击力传感器35、预紧螺栓36和锤头37的总质量；

m_下弹簧座是下弹簧座19的质量；

m_弹簧是弹簧20的质量；

计算获得介质施加在阀瓣13上的作用力F_介质：

F_介质＝P·S_密封

式中：

P为安全阀入口压力；

S_密封为安全阀的密封面积；

计算获得部分冲击力F_部冲：

F_部冲＝F_实测-F_弹簧

式中：

F_实测为冲击力传感器35传感器实测合力；

F_弹簧为弹簧预紧力；

真实冲击力F_总冲：

式中：

m_总是运动件总质量；

m_阀瓣是阀瓣13的质量；

m_传感器是冲击力传感器35、预紧螺栓36和锤头37的总质量；

F_部冲是部分冲击力；

阀座所受真实合力F_座：

F_座＝F_总冲+F_弹簧-F_介质+m_总g

式中：

F_总冲是真实冲击力；

F_弹簧为弹簧预紧力；

F_介质是介质施加在阀瓣13上的作用力；

m_总是运动件总质量。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于弹簧式安全阀的测试装置，用于对安全阀(9)进行测试，安全阀(9)包括阀座(11)、阀体(12)、阀瓣(13)、衬套(14)、卡圈(15)、导套(16)、阀杆(17)、阀盖(18)、下弹簧座(19)、弹簧(20)、上弹簧座(21)和调整螺钉(22)；其特征在于：所述测试装置包括稳压管路系统和安全阀系统；

所述稳压管路系统用于向安全阀(9)提供测试所需的介质；所述稳压管路系统包括储气罐(2)、电动膜片调压阀(4)、前电动截止阀(5)、质量流量传感器(6)、试验容器(7)和后电动截止阀(8)；在气流的流动方向上，储气罐(2)、电动膜片调压阀(4)、前电动截止阀(5)、质量流量传感器(6)、试验容器(7)和后电动截止阀(8)依次设置且连通；后电动截止阀(8)的输出端与安全阀(9)的输入口连通；

所述安全阀系统包括动作性能测试组件和回座冲击力检测组件；

所述动作性能测试组件包括

入口压力传感器(23)，用于检测安全阀(9)入口的压力；

入口温度传感器(38)，用于检测安全阀(9)入口的温度；

出口温度传感器(24)，用于检测安全阀(9)出口的温度；

激光位移传感器(26)，用于检测阀杆(17)的位移；

和加速度传感器(25)，用于检测阀杆(17)移动时的加速度；

所述回座冲击力检测组件包括冲击力传感器(35)、预紧螺栓(36)、锤头(37)和钢球(40)；测试时，冲击力传感器(35)套装在预紧螺栓(36)上，预紧螺栓(36)的一端与阀杆(17)固定连接，另一端与锤头(37)固定连接；冲击力传感器(35)位于锤头(37)和阀杆(17)之间，通过锤头(37)在冲击力传感器(35)上施加预紧力；锤头(37)的下侧面设有球窝，钢球(40)位于球窝和阀瓣(13)之间。

2.根据权利要求1所述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置，其特征在于：所述稳压管路系统还包括放气阀(10)，所述放气阀(10)与后电动截止阀(8)的输出端连通，用于排气。

3.根据权利要求1所述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置，其特征在于：所述稳压管路系统还包括截止阀(3)，所述截止阀(3)位于储气罐(2)和试验容器(7)之间的管路上，用于手动控制管路的通断。

4.根据权利要求1所述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置，其特征在于：所述加速度传感器(25)采用磁吸的方式安装于下弹簧座(19)的下端面上。

5.根据权利要求1所述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置，其特征在于：在阀体(12)入口的圆周方向上，入口压力传感器(23)和入口温度传感器(38)间隔180°设置；在阀体(12)的入口气流流向上，入口压力传感器(23)和入口温度传感器(38)间隔设置。

6.根据权利要求1所述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置，其特征在于：锤头(37)在冲击力传感器(35)上施加的预紧力应不小于冲击力传感器(35)测试量程的1/4。

7.应用如权利要求1至6中任一项所述的一种用于弹簧式安全阀的测试装置的测试方法，其特征在于：完成安全阀(9)与测试装置的组装后，依次执行以下步骤：

第一步：使试验容器(7)的压力达到预设压力；

第二步：安全阀(9)开启、排放；

控制试验容器(7)内的气体流出；安全阀(9)逐渐开启并排放介质直至达到全开高，进入稳定排放阶段；采集试验过程中安全阀(9)开启和排放过程中的入口压力、入口温度、出口温度、阀杆位移和质量流量，分析判断安全阀(9)的开启是否准确和排放过程是否稳定；

第三步：安全阀回座；

随着安全阀(9)的排放，试验容器(7)内的气压不断下降，安全阀(9)开始回座直至再次形成密封；采集得到安全阀(9)回座过程中的入口压力、阀杆位移和阀杆加速度以及回座瞬间冲击力；

第四步：分析、获得安全阀回座过程中阀座受力。

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于：第四步分析、获得安全阀回座过程中阀座受力包括以下步骤：

计算获得运动件总质量m_总：

式中：

m_阀杆是阀杆(17)的质量；

m_阀瓣是阀瓣(13)的质量；

m_传感器是冲击力传感器(35)、预紧螺栓(36)和锤头(37)的总质量；

m_下弹簧座是下弹簧座(19)的质量；

m_弹簧是弹簧(20)的质量；

计算获得介质施加在阀瓣(13)上的作用力F_介质：

F_介质＝P·S_密封

式中：

P为安全阀入口压力；

S_密封为安全阀的密封面积；

计算获得部分冲击力F_部冲：

F_部冲＝F_实测-F_弹簧

式中：

F_实测为冲击力传感器(35)传感器实测合力；

F_弹簧为弹簧预紧力；

真实冲击力F_总冲：

式中：

m_总是运动件总质量；

m_阀瓣是阀瓣(13)的质量；

m_传感器是冲击力传感器(35)、预紧螺栓(36)和锤头(37)的总质量；

F_部冲是部分冲击力；

阀座所受真实合力F_座：

F_座＝F_总冲+F_弹簧-F_介质+m_总g

式中：

F_总冲是真实冲击力；

F_弹簧为弹簧预紧力；

F_介质是介质施加在阀瓣(13)上的作用力；

m_总是运动件总质量。

9.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于：第一步包括以下步骤：

启动系统，设定要进行试验的安全阀(9)的试验压力；

打开试验容器(7)上游前电动截止阀(5)，关闭后电动截止阀(8)，由储气罐(2)向试验容器(7)内供气；

控制电动截止阀(5)的开度达到最大，通过试验容器(7)的压力传感器判断试验容器(7)内的气体压力；

当试验容器(7)内的压力达到试验设定压力的80％时，控制电动截止阀(5)的开度减少，从而使试验容器(7)的进气缓慢，减小压力波动；

当试验容器(7)内的气压达到设定压力时，控制电动截止阀(5)关闭，压力容器(7)内的压力稳定在设定压力。

10.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于：第二步中，通过入口压力传感器(23)、入口温度传感器(38)、出口温度传感器(24)、激光位移传感器(26)、加速度传感器(25)和质量流量传感器(6)分别采集获得安全阀(9)开启和排放过程中的入口压力、入口温度、出口温度、阀杆位移曲线、质量流量。

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