CN203479501U - 利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的在线校验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的安全阀在线校验装置，具体包括：被测安全阀、机械夹具及施力装置、位移传感器、压力传感器、压力值A／D转换及位移值A／D转换、数据处理单片机C8051F410和C8051F340、数据存储器、触控屏及计算机。机械夹具及施力装置安装在被测安全阀上，位移传感器及压力传感器安装在机械夹具及施力装置上，位移传感器及压力传感器输出信号通过A／D转换后分别输入C8051F410和C8051F340，C8051F410与C8051F340之间通过串口通信，C8051F340通过SPI口与数据存储器相连、通过USB接口与计算机相连，通过串口与触控屏相连。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化生产安全检测领域，具体涉及安全阀在线校验中的安全阀在线校验装置。
背景技术
安全阀是广泛应用于电力、石油化工行业中承压设备的超压保护装置，是系统安全运行的保障。安全阀的定期校验是保证安全阀能否准确可靠地工作，消除被保护压力设备安全隐患的重要措施。目前，安全阀校验技术主要有离线校验和在线校验两大类。安全阀在线校验技术是近年来发展起来的一项专业化技术，由于在线校验在整定安全阀的开启压力时生产系统不需要停车，生产照常进行，使得安全阀的校验变得简便和迅速。因此，这项技术一出现就在业内立即引起了极大的兴趣，尤其对诸如石化、电力、化工等现代化连续生产的流程工业更具吸引力。同时，在一些特殊场合，如安装于蒸汽锅炉系统上的安全阀由于工作温度高，其热态时整定压力与冷态时的整定压力存在较大差异，因此要求安全阀在冷态整定后再进行热态在线校验，以准确确定其热态开启压力。
由于阀瓣微启识别的准确性直接影响校验结果的准确性，因此阀瓣微启识别技术是弹簧式安全阀在线校验的关键技术和难点。目前应用到安全阀在线校验系统中的阀瓣微启识别技术传统的方法主要有探针法、音频法、位移法、附加外力曲线拐点识别法等，但这些方法普遍存在微启识别不准确，直接影响到安全阀的在线校验装置的准确性。
目前，由于安全阀在线校验由于没有一种有效的阀瓣微启识别技术，普遍 存在校验准确性差的缺点。基于弹簧形变曲线拐点识别法作为关键技术设计的安全阀在线校验装置，最大优点就是具有校验准确性高，同时还具备携带方便、操作简便及高度自动化等特点，非常适合应用于复杂环境如石油、化工、电力等工业控制领域中的安全阀校验。因此本实用新型具有创新性，其推广应用可以取得显著的经济效益和社会效益。
发明内容
弹簧形变曲线法主要利用弹簧形变受力曲线进行阀门微启识别。在实际系统中，当给阀杆施加附加力时，机械装置会有形变，拉杆式位移传感器会检测到位移。不同的附加力，机械装置形变值具有微小差异。当附加力达到设定检测点约70％左右时，这时在附加力的作用下，作用于阀杆的机械装置处于拉紧状态。继续增加外力时，在阀瓣微启前，附加力主要是克服阀门静态刚性力。此时，如拉杆式位移传感器发生位移主要是因机械装置形变引起的，一般需增加较大的附加力才会引起机械装置的形变。而当附加力增加到使阀瓣微启后，此时附加力仅需要克服弹簧的弹性力，因此，只需增加较小的附加力，弹簧即可由形变使拉杆式位移传感器发生较大的位移。阀瓣微启必然会使阀杆发生位移，也必然会被拉杆式位移传感器检测到。因此，在检测附加方时，以拉杆式位移传感器位移变化作为启动测量附加力的触发信号，从而克服弹簧受力曲线法中需要均匀增加外力的弊端。采用弹簧形变曲线法优点是以拉杆式位移传感器产生位移作为轮式压力传感器启动测量的触发信号，因此不需要附加力均匀施加，阀瓣微启识别准确。
本实用新型的目的在于针对目前安全阀在线校验中由于没有一种有效的阀瓣微启识别技术，普遍存在校验准确性差的缺点。发明了利用弹簧受力形变曲 线来识别安全阀阀瓣微启，为安全阀在线校验的阀瓣微启识别提供一种新的方法和技术手段。本实用新型所提供方法合理，理论基础充分，实现的技术方案成熟可行，能克服现有阀瓣微启识别存在的缺陷，如测量准确性、可靠性、一致性等问题，能准确实现弹簧式安全阀在线校验中阀瓣微启的识别，满足现有安全阀在线校验的迫切需求。
为能达到上述实用新型的目的，本实用新型提供了利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的安全阀在线校验装置，其特征在于，具体包括：被测安全阀(1)、机械夹具及施力装置(2)、拉杆式位移传感器(3)、轮式压力传感器(4)、压力值A／D转换及位移值A／D转换、数据处理单片机C8051F410和C8051F340、数据存储器、触控屏及计算机；机械夹具及施力装置安装在被测安全阀上，位移传感器及压力传感器安装在机械夹具及施力装置上，位移传感器及压力传感器输出信号通过A／D转换后分别输入C8051F410和C8051F340，C8051F410与C8051F340之间通过串口通信，C8051F340通过SPI口与数据存储器相连、通过USB口与计算机相连、通过串口与触控屏相连。
按照本实用新型提供的利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的在线校验装置，其特征是：所述的机械夹具及施力装置包括阀杆受力杆(5)、液压千斤顶受力支架(6)，机械支架底座(7)、限位螺帽(8)、轮式压力传感器受力圆盘(9)，拉杆式位移传感器安装支架(10)；阀杆受力杆通过连接螺帽(11)连接被测安全阀阀杆(12)、液压油缸(13)、油缸支架(17)、液压油管(18)；液压油缸通过油缸支架固定在液压千斤顶支架上，液压千斤顶受力支架固定在机械支架底座上，机械支架底座固定在被测安全阀阀体上，通过液压油管给阀杆施加向上作用力。
按照本实用新型提供的利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力 的在线校验装置，其特征是：所述的轮式压力传感器为中间穿孔的涡轮式压力传感器，阀杆受力杆穿过其中心通孔，中心受力环下表面置于液压千斤顶托盘上，轮式压力传感器外围受力外框上表面由限位螺帽及轮式压力传感器受力圆盘固定在阀杆受力杆上；轮式压力传感器数据输出线(14)连接压力值A／D转换器，获取液压千斤顶作用在阀杆上的外加力。
按照本实用新型提供的利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的在线校验装置，其特征是：所述的拉杆式位移传感器上端通过安装支架固定在阀杆受力杆上，滑动杆下端通过磁铁(15)吸附到机械支架底座上；拉杆式位移传感器数据输出线(16)连接位置值A／D转换器，获取阀杆在外力作用下的位移信息。
附图说明
附图1为利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的在线校验装置系统框图；
附图2为利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的在线校验装置的机械夹具及施力装置图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细的描述。
图1为利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的在线校验装置系统框图。
被测安全阀(1)、机械夹具及施力装置(2)、拉杆式位移传感器(3)、轮式压力传感器(4)、压力值A／D转换及位移值A／D转换、数据处理单片机 C8051F410和C8051F340、数据存储器、触控屏及计算机；机械夹具及施力装置安装在被测安全阀上，位移传感器及压力传感器安装在机械夹具及施力装置上，位移传感器及压力传感器输出信号通过A／D转换后分别输入C8051F410和C8051F340，C8051F410与C8051F340之间通过串口通信，C8051F340通过SPI口与数据存储器相连、通过USB口与计算机相连、通过串口与触控屏相连，数据处理单片机获取阀杆位移值及作用在被测安全阀阀杆上的外加力值后，通过计算获取安全阀开启压力。
图2为利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的在线校验装置的机械夹具及施力装置图。
机械夹具及施力装置包括阀杆受力杆(5)、液压千斤顶受力支架(6)，机械支架底座(7)、限位螺帽(8)、轮式压力传感器受力圆盘(9)，拉杆式位移传感器安装支架(10)；阀杆受力杆通过连接螺帽(11)连接被测安全阀阀杆(12)、液压油缸(13)、油缸支架(17)、液压油管(18)；液压油缸通过油缸支架固定在液压千斤顶支架上，液压千斤顶受力支架固定在机械支架底座上，机械支架底座固定在被测安全阀阀体上，通过液压油管给阀杆施加向上作用力。
轮式压力传感器为中间穿孔的涡轮式压力传感器，阀杆受力杆穿过其中心通孔，中心受力环下表面置于液压千斤顶托盘上，轮式压力传感器外围受力外框上表面由限位螺帽及轮式压力传感器受力圆盘固定在阀杆受力杆上；轮式压力传感器数据输出线(14)连接压力值A／D转换器，获取液压千斤顶作用在阀杆上的外加力。
拉杆式位移传感器上端通过安装支架固定在阀杆受力杆上，滑动杆下端通过磁铁(15)吸附到机械支架底座上；拉杆式位移传感器数据输出线(16)连接位置值A／D转换器，获取阀杆在外力作用下的位移信息。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些不需要创造性劳动就能做出的各种改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的在线校验装置，其特征在于，具体包括：被测安全阀(1)、机械夹具及施力装置(2)、拉杆式位移传感器(3)、轮式压力传感器(4)、压力值A／D转换及位移值A／D转换、数据处理单片机C8051F410和C8051F340、数据存储器、触控屏及计算机；机械夹具及施力装置安装在被测安全阀上，位移传感器及压力传感器安装在机械夹具及施力装置上，位移传感器及压力传感器输出信号通过A／D转换后分别输入C8051F410和C8051F340，C8051F410与C8051F340之间通过串口通信，C8051F340通过SPI口与数据存储器相连、通过USB口与计算机相连、通过串口与触控屏相连，数据处理单片机获取阀杆位移值及作用在被测安全阀阀杆上的外加力值后，通过计算获取安全阀开启压力。
2.根据权利要求1所述的利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的在线校验装置，其特征在于：所述的机械夹具及施力装置包括阀杆受力杆(5)、液压千斤顶受力支架(6)，机械支架底座(7)、限位螺帽(8)、轮式压力传感器受力圆盘(9)，拉杆式位移传感器安装支架(10)；阀杆受力杆通过连接螺帽(11)连接被测安全阀阀杆(12)、液压油缸(13)、油缸支架(17)、液压油管(18)；液压油缸通过油缸支架固定在液压千斤顶支架上，液压千斤顶受力支架固定在机械支架底座上，机械支架底座固定在被测安全阀阀体上，通过液压油管给阀杆施加向上作用力。
3.根据权利要求1所述的利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的在线校验装置，其特征在于：所述的轮式压力传感器为中间穿孔的涡轮式压力传感器，阀杆受力杆穿过其中心通孔，中心受力环下表面置于液压千斤顶托盘上，轮式压力传感器外围受力外框上表面由限位螺帽及轮式压力传感器受力圆盘固定在阀杆受力杆上；轮式压力传感器数据输出线(14)连接压力值A／D 转换器，获取液压千斤顶作用在阀杆上的外加力。
4.根据权利要求1所述的利用弹簧形变曲线拐点识别法测量安全阀开启压力的在线校验装置，其特征在于：所述的拉杆式位移传感器上端通过安装支架固定在阀杆受力杆上，滑动杆下端通过磁铁(15)吸附到机械支架底座上；拉杆式位移传感器数据输出线(16)连接位置值A／D转换器，获取阀杆在外力作用下的位移信息。
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| CN104406781A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-11 | 广西华银铝业有限公司 | 一种安全阀在线校验方法及装置 |
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| CN104406781B (zh) * | 2014-11-26 | 2017-10-20 | 广西华银铝业有限公司 | 一种安全阀在线校验方法及装置 |
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