CN203643071U - 一种中线蝶阀空载荷扭矩测试机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种中线蝶阀空载荷扭矩测试机，其特征在于包括机械单元、气动控制单元及扭矩显示单元，机械单元设有一操作台，一圆筒卧入台面下部放置，圆筒内依次设置驱动轴、扭矩传感器及阀连接轴，扭矩传感器通过驱动套与阀连接轴下端连接,驱动套上部设置驱动套压盖；其上表面设置法兰连接盘，阀连接轴上端与中线蝶阀连接；法兰连接盘左右两侧固装套装有弹簧的左或右阀体压板；驱动套压盖左右两侧安装分别顶压左、右阀体压板的左、右汽缸；圆筒底部设置与驱动轴连接的气动头，左、右汽缸及气动头分别连接气动控制单元，扭矩传感器连接扭矩显示单元。本实用新型优点:监测中线蝶阀扭矩，获取最小扭矩值，提供阀门驱动装置选型的依据。

Description

一种中线蝶阀空载荷扭矩测试机

技术领域

本实用新型涉及一种蝶阀性能测试设备，尤其涉及一种中线蝶阀空载荷扭矩测试机。

背景技术

蝶阀因其结构简单、体积小、重量轻、启闭方便迅速省力、且具有良好的流体控制特性而广泛应用于石油、煤气、化工、水处理等工业领域。蝶阀主要包括阀体、阀座、阀板、阀轴及传动头，一般应用于圆柱形通道内,使用中,其圆盘形阀板垂直于管道安装,并以阀轴为中心轴在0°～90°之间往复旋转,实现全闭全开。

扭矩是操作阀门所需的旋转作用力，是阀门产品的一个重要技术参数，蝶阀作为旋转类阀门，其扭矩计算比较复杂，有很多不确定因素，尤其由于各个厂家设计的蝶阀结构形式不同，所以目前尚未有一个非常统一确定的计算方法，往往计算的扭矩跟实际的扭矩相差较大，直接影响了阀门驱动装置的选配。企业一般依靠自己的经验数据，再结合工况条件给予增大或减小。蝶阀上的这种旋转作用力主要取决于三个因素：1.阀瓣与阀座密封的摩擦力；2.轴承摩擦力;3.动力矩。最小启动力矩是在某个压差下，轴承摩擦力和阀座/阀瓣干扰摩擦力所产生的扭矩的总和。这个值通常是操作阀门所需扭矩的最大值。中线蝶阀是一种广泛应用的阀门,若企业具有中线蝶阀空载荷扭矩检测手段，可在产品研发试制过程中随时进行蝶阀扭矩值测量，依据测量结果大小，可根据设计要求调整影响旋转作用力的因素，从而在保证密封良好的状态下，获得最小扭矩值。此外，也为蝶阀驱动装置的选型提供可靠数据。

实用新型内容

本实用新型解决的主要技术问题是为蝶阀研发生产部门提供一种结构简单、造价低、使用方便的中线蝶阀空载荷扭矩测试机，从而，达到对中线蝶阀扭矩的随时监控，实现获取最小扭矩值并为中线蝶阀驱动装置的选型提供可靠数据的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种中线蝶阀空载荷扭矩测试机，其特征在于包括固定夹紧所述中线蝶阀并驱动其旋转开闭的机械单元、提供蝶阀旋转驱动气源的气动控制单元及扭矩显示单元，所述机械单元设有一支架式操作台，一圆筒以其筒口的水平外折端板贴靠所述操作台台面、筒体穿过台面过孔卧入所述台面下部放置，沿所述圆筒中心线由筒体底部自下而上依次设置轴连接的驱动轴、扭矩传感器及伸至筒体上方的阀连接轴，所述扭矩传感器通过驱动套与所述阀连接轴下端固定连接,所述驱动套通过轴承固定支撑在圆筒端口，其上部设置固接到所述水平外折端板上的驱动套压盖；在驱动套压盖中央设有与驱动套间隙配合的圆孔，在驱动套压盖上表面与所述圆孔同轴设置覆盖其上的设有多个蝶阀固定销的法兰连接盘，所述阀连接轴上端以间隙配合插入法兰连接盘的中央轴孔中并与被测中线蝶阀的轴头连接；在法兰连接盘左右两侧的驱动套压盖上分别固装自下而上依次套装有弹簧、左或右阀体压板及螺母的竖直螺柱；与所述左、右阀体压板对应，在驱动套压盖左右两侧的水平外折端板上分别安装活塞杆竖直向上分别顶压所述左、右阀体压板尾端的左、右汽缸；在圆筒底部固定设置与所述驱动轴连接的气动头，所述左、右汽缸分别连接所述气动控制单元实现其活塞杆的上下移动；所述气动头的正转、反转进气口分别连接气动控制单元实现正转、反转；所述扭矩传感器的信号输出端连接所述扭矩显示单元。

所述阀连接轴、法兰连接盘为与不同规格中线蝶阀匹配的可更换件。

所述气动单元包括气源、球阀、空气过滤器、汽缸换向阀及气动头换向阀，所述气源通过管道依次连接球阀、空气过滤器，并分为两路：一路通过所述汽缸换向阀的一供气口连通所述左、右汽缸的无杆腔、或经换向通过所述汽缸换向阀的另一供气口连通所述左、右汽缸的有杆腔；另一路通过所述气动头换向阀的一供气口连通所述气动头的正转进气口、或经换向通过所述气动头换向阀的另一供气口连通所述气动头的反转进气口。

本实用新型的有益效果是：提供出一种结构简单、造价低、使用方便的中线蝶阀空载荷扭矩测试机，可在产品研发试制过程中随时进行蝶阀扭矩值测量，依据测量结果大小，可根据设计要求调整影响旋转作用力的因素，从而获得最小扭矩值。同时，为蝶阀驱动装置的选型提供可靠数据。尤其适宜在蝶阀研发、生产部门推广使用。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的机械单元的主视结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是本实用新型的气动控制单元及扭矩显示单元的连接结构示意图。图中：1气动头，2操作台，3驱动轴，4驱动套，5轴承，6a左气缸，6a1左气缸有杆腔气口，6a2左气缸无杆腔气口，6b右气缸，6b1右气缸有杆腔气口，6b2右气缸无杆腔气口，7驱动套压盖，8平键，9-10内六角圆柱头螺钉，11圆孔，12菱形销，13法兰连接盘，14竖直螺柱，15螺母，16万向垫，17弹簧，18a左阀体压板，18b右阀体压板，19a左气缸活塞杆，19b右气缸活塞杆，20螺栓，21水平外折端板，22阀连接轴，23螺柱，24螺母，25垫圈，26圆筒，27扭矩传感器，28气缸换向阀，29气动头换向阀,30气源,31球阀、32空气过滤器，33中线蝶阀。X气动控制单元，Y机械单元，Z扭矩显示单元。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。

图1-图4示出一种中线蝶阀空载荷扭矩测试机，其特征在于包括固定夹紧所述中线蝶阀33并驱动其旋转开闭的机械单元Y、提供蝶阀旋转驱动气源的气动控制单元X及扭矩显示单元Z，所述机械单元设有一支架式操作台2，一圆筒26以其筒口的水平外折端板21贴靠所述操作台台面、筒体穿过台面过孔卧入所述台面下部放置，沿所述圆筒中心线由筒体底部自下而上依次设置轴连接的驱动轴3、扭矩传感器27及伸至筒体上方的阀连接轴22，所述扭矩传感器通过驱动套4与所述阀连接轴22下端固定连接,这里，扭矩传感器与驱动套、驱动套与阀连接轴分别通过平键8连接的。所述驱动套4通过轴承5固定支撑在圆筒端口，该轴承采用了深沟球轴承用以承受径向载荷和轴向载荷。驱动套4的上部设置固接到水平外折端板21上的驱动套压盖7；在驱动套压盖7中央设有与驱动套4间隙配合的圆孔11，在驱动套压盖上表面与所述圆孔11同轴设置覆盖其上的设有多个蝶阀固定销的法兰连接盘13，本例中蝶阀固定销采用了菱形销12。所述阀连接轴22上端以间隙配合插入法兰连接盘的中央轴孔中并与被测中线蝶阀33的轴头连接。在法兰连接盘13左右两侧的驱动套压盖7上分别固装自下而上依次套装有弹簧17、左或右阀体压板、万向垫16及螺母15的竖直螺柱14；与所述左、右阀体压板18a、18b对应，在驱动套压盖7左右两侧的水平外折端板21上通过螺栓20分别安装活塞杆竖直向上分别顶压左、右阀体压板18a、18b尾端的左、右汽缸6a、6b。所述圆筒26通过螺柱23、螺母24及垫圈25固定在操作台2上，在圆筒26底部通过螺栓、螺母固定设置与所述驱动轴3连接的气动头1。

所述阀连接轴22、法兰连接盘13为与不同规格中线蝶阀匹配的可更换件。法兰连接盘上的菱形销12也同样随中线蝶阀规格的变化而调整更换。

所述左、右汽缸6a、6b分别连接所述气动控制单元以实现其活塞杆19a、19b的上下移动；所述气动头1的正转、反转进气口1a、1b分别连接气动控制单元以实现正转、反转。

图4是本实用新型的气动控制单元X及扭矩显示单元Z的连接结构示意图。如图所示，所述气动控制单元包括气源30、球阀31、空气过滤器32、汽缸换向阀28及气动头换向阀29。本实施例中，汽缸换向阀28及气动头换向阀29均采用了具有A、P、B、R口的三位四通手转气动换向阀，为市售标准阀门。手柄可置于R口、A口与R口之间、B口与R口之间的三个位置。P口连接气源。当手柄置于R口，阀关闭；当手柄置于A口与R口之间，则A口与R口接通，且B口与P口接通；当手柄置于B口与R口之间，则B口与R口接通，且A口与P口接通。

所述气源30通过管道依次连接球阀31、空气过滤器32，并分为两路：一路连通汽缸换向阀28的P口，并通过所述汽缸换向阀28的供气口A口连通所述左、右汽缸6a、6b的无杆腔气口6a2、6b2，或经换向通过所述汽缸换向阀的另一供气口B口连通所述左、右汽缸的有杆腔气口6a1、6b1；另一路连通气动头换向阀29的P口，并通过所述气动头换向阀29的供气口A口连通所述气动头的正转进气口1a、或经换向通过所述气动头换向阀的另一供气口B口连通所述气动头的反转进气口1b。

本例中，左、右汽缸6a、6b的无杆腔气口6a2、6b2设置在底部，由此进入压缩空气推动活塞杆19a、19b向上移动，以顶紧左、右阀体压板18a、18b；有杆腔气口6a1、6b1设置在气缸体侧面，由此进入压缩空气推动活塞杆向下移动，松开左、右阀体压板18a、18b。

所述扭矩传感器27的信号输出端连接所述扭矩显示单元Z，扭矩显示单元采用了内装常规的扭矩数据处理程序的显示器，可即时测得中线蝶阀扭矩数据，并可显示中线蝶阀阀门打开或关闭过程的扭矩曲线。为产品开发过程中及时了解扭矩状况，根据设计要求调整影响旋转作用力的因素，改善阀体结构提供可靠依据。

本实用新型的工作原理及过程如下：

试验开始前，首先将中线蝶阀33的法兰朝下放置在操作台2的法兰连接盘13上，在左、右气缸6a、6b未进压缩气体的状态下，左、右气缸活塞杆19a、19b分别与左、右阀体压板18a、18b为脱离状态，此时可手动转动左、右阀体压板，调整至合适位置后，将中线蝶阀33上的法兰连接孔和法兰连接盘13上的菱形销12插装连接，其轴头和阀连接轴22连接，以定位中线蝶阀的安装位置。将左、右阀体压板18a、18b压在中线蝶阀法兰两侧，调整好位置后，拧紧螺母15，开启球阀31，接通气源30，气体进入空气过滤器32过滤后，输出至采用三位四通手转气动换向阀的汽缸换向阀28及气动头换向阀29，转动手柄至B口与R口之间，接通汽缸换向阀28供气口A口与P口，左、右汽缸6a、6b的无杆腔气口6a2、6b2进入压缩空气，压缩气体推动活塞杆19a、19b向上移动分别顶住左、右阀体压板18a、18b末端，使两阀体压板前端受力以压紧中线蝶阀33。

测得中线蝶阀开启一次扭矩值的操作过程：

中线蝶阀33夹紧后，转动气动头换向阀29的手柄至B口与R口之间，接通气动头换向阀29的供气口A口与P口，压缩空气通过气动头1的正转进气口1a进入气动头，带动扭矩传感器26转动，进而带动驱动套4转动，驱动套带动阀连接轴22转动，阀连接轴22带动中线蝶阀开启90°。在开启过程中，通过扭矩传感器27的信号输出端，将扭矩检测信号输出至扭矩显示单元Z，经数据处理后在显示器上显示扭矩数据及扭矩曲线。测量完毕后，通过转动手柄至A口与R口之间接通气动头换向阀29的供气口B口与P口，压缩空气进入气动头的反转进气口1b，带动阀门关闭。在关闭过程中通过扭矩传感器27的信号输出端，将扭矩检测信号输出至扭矩显示单元Z。此时，正转时进入的气体从正转进气口1a经连通的A口及R口排出。接着，转动汽缸换向阀28的手柄至A口与R口之间接通汽缸换向阀28的供气口B口及P口，左、右汽缸6a、6b的有杆腔气口6a1、6b1进入压缩空气，推动活塞杆向下移动，此时无杆腔内气体经无杆腔气口6a2、6b2通过连通的A口与R口排出，左、右阀体压板18a、18b分别脱离活塞杆19a、19b，使其失去压紧力，即可取下阀门，至此，一次扭矩值测试完毕。

以上内容并非对本实用新型的结构、形状及材料作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种中线蝶阀空载荷扭矩测试机，其特征在于包括固定夹紧所述中线蝶阀并驱动其旋转开闭的机械单元、提供蝶阀旋转驱动气源的气动控制单元及扭矩显示单元，所述机械单元设有一支架式操作台，一圆筒以其筒口的水平外折端板贴靠所述操作台台面、筒体穿过台面过孔卧入所述台面下部放置，沿所述圆筒中心线由筒体底部自下而上依次设置轴连接的驱动轴、扭矩传感器及伸至筒体上方的阀连接轴，所述扭矩传感器通过驱动套与所述阀连接轴下端固定连接,所述驱动套通过轴承固定支撑在圆筒端口，其上部设置固接到所述水平外折端板上的驱动套压盖；在驱动套压盖中央设有与驱动套间隙配合的圆孔，在驱动套压盖上表面与所述圆孔同轴设置覆盖其上的设有多个蝶阀固定销的法兰连接盘，所述阀连接轴上端以间隙配合插入法兰连接盘的中央轴孔中并与被测中线蝶阀的轴头连接；在法兰连接盘左右两侧的驱动套压盖上分别固装自下而上依次套装有弹簧、左或右阀体压板及螺母的竖直螺柱；与所述左、右阀体压板对应，在驱动套压盖左右两侧的水平外折端板上分别安装活塞杆竖直向上分别顶压所述左、右阀体压板尾端的左、右汽缸；在圆筒底部固定设置与所述驱动轴连接的气动头，所述左、右汽缸分别连接所述气动控制单元实现其活塞杆的上下移动；所述气动头的正转、反转进气口分别连接气动控制单元实现正转、反转；所述扭矩传感器的信号输出端连接所述扭矩显示单元。

2.根据权利要求1所述的一种中线蝶阀空载荷扭矩测试机，其特征在于所述阀连接轴、法兰连接盘为与不同规格中线蝶阀匹配的可更换件。

3.根据权利要求1或2所述的一种中线蝶阀空载荷扭矩测试机，其特征在于所述气动单元包括气源、球阀、空气过滤器、汽缸换向阀及气动头换向阀，所述气源通过管道依次连接球阀、空气过滤器，并分为两路：一路通过所述汽缸换向阀的一供气口连通所述左、右汽缸的无杆腔、或经换向通过所述汽缸换向阀的另一供气口连通所述左、右汽缸的有杆腔；另一路通过所述气动头换向阀的一供气口连通所述气动头的正转进气口、或经换向通过所述气动头换向阀的另一供气口连通所述气动头的反转进气口。

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