CN208621315U - 阀门检测机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阀门检测机，包括阀门安装箱、阀门转动装置、扭力检测器和气体分析仪，待检测的所述阀门内通有压力气体，待检测的所述阀门固定在所述阀门安装箱内，所述阀门安装箱内设有加热装置；所述阀门转动装置用于转动打开或者关闭所述阀门；所述阀门转动装置转动打开或者关闭阀门时所述扭力检测器采集阀门转动装置的施力值；所述阀门转动装置转动打开或者关闭阀门时所述气体分析仪测量阀门的泄漏量。本实用新型的阀门检测机能够自动获取待测阀门的扭力和泄漏量，满足美国石油协会标准API STD624‑2014针对阀门启闭扭力测量、逸散性泄漏的相关规定，使用后能够提高检测效率和检测准确率。

Description

阀门检测机

技术领域

本实用新型涉及一种阀门检测机。

背景技术

近年来，随着全球石油化工的飞速发展，石油化工厂有机排放化合物 (VOCs)呈逐年上升趋势，据统计，石化行业60％的VOCs由阀门泄漏产生，其中填料处的泄漏是其主要的泄漏通道。为了有效控制阀门的泄漏，阀门测量标准中引入了泄漏量测量。测量泄漏量主要有两种方式，分别为液体介质测量和气体介质测量，其中气体介质测量的测量精度优于液体介质测量，气体介质测量过程中，需要向密封后的阀体内充入带压的可燃气体，随后在常温→高温 (260℃)→常温→高温交替的环境中进行循环测试。另一方面，装填填料的阀门，为了满足泄漏量达标，通常充填超份量的填料，但是，填料充填过多不可避免的会影响阀门的启闭力，因此，阀门出厂前，需要检测阀门的启闭力(或者扭力)是否满足标准要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种阀门检测机，自动完成阀门扭力、泄漏量的动态检测，满足美国石油协会标准API STD624-2014针对阀门启闭扭力测量、逸散性泄漏的相关规定。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种阀门检测机，包括阀门安装箱、阀门转动装置、扭力检测器和气体分析仪，待检测的所述阀门内通有压力气体，待检测的所述阀门固定在所述阀门安装箱内，所述阀门安装箱内设有加热装置；所述阀门转动装置用于转动打开或者关闭所述阀门；所述阀门转动装置转动打开或者关闭阀门时所述扭力检测器采集阀门转动装置的施力值；所述阀门转动装置转动打开或者关闭阀门时所述气体分析仪测量阀门的泄漏量。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述阀门转动装置包括第一转动执行器和第二转动执行器，所述第一转动执行器固定在第一花键轴上，所述第一花键轴在动力源的驱动下水平转动；所述第二转动执行器固定在传动机构上，所述传动机构能够将水平转动转化为垂直转动；所述传动机构固定在第二花键轴上；所述第一花键轴上花键联接有滑动套；所述滑动套连接在切换机构上，所述切换机构驱动滑动套沿第一花键轴轴向移动，使得第二花键轴花键联接在滑动套内、或者脱离所述滑动套。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述扭力检测器为扭力传感器，所述扭力传感器安装在第一花键轴上、且靠近所述动力源安装。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述传动机构为相互啮合的第一锥形轮和第二锥形轮，所述第一锥形轮花键联接在第二花键轴上，所述第二转动执行器固定在第二锥形轮的轮轴上。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述加热装置包括电加热管，所述电加热管电连接至检测主机；待检测阀门的填料函上固定有第一温度传感器，待检测阀门的阀杆穿入阀体的介质通道内固定有第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器均电连接至所述检测主机；所述电加热管加热所述阀门安装箱，使得所述阀门的填料函和介质通道的温度为260℃。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述阀门安装箱上设有排风口，所述排风口外接排风管，所述排风管的末端设有风机，所述排风管上设有排风阀，所述排风阀连接至检测主机。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括待检测的阀门通过固定装置固定在所述阀门安装箱内；所述固定装置包括进口盲板和出口盲板，所述进口盲板和出口盲板分别用于封堵所述阀门的进口和出口，所述进口盲板和出口盲板上分别设有进气口和出气口，所述进气口和出气口分别外接进气管和出气管，所述进气管和出气管上分别设有进气阀和出气阀，所述阀门的阀体内设有压力传感器，所述压力传感器电连接至检测主机，所述检测主机控制连接进气阀和出气阀；所述进口盲板和出口盲板上还均设有安装孔，所述安装孔内穿设有固定杆。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括其还包括固定安装平台和转动平台，所述转动平台转动连接在固定安装平台上；所述第二花键轴设置在转动平台上，使得第二花键轴与转动平台同步转动；所述固定安装平台上设有第一固定位和第二固定位，所述转动平台转动后能够被固定在第一固定位或者第二固定位；所述转动平台固定在第一固定位时，所述第二花键轴与第一花键轴同轴设置；所述转动平台固定在第二固定位时避让第一转动执行器。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括其还包括安装架，所述固定安装平台能够升降的固定在所述安装架上；所述安装架的底部还设有第一直线滑轨，所述第一直线滑轨上设有能够沿其滑动的滑动底座，所述滑动底座上设有第二直线滑轨，所述第一直线滑轨和第二直线滑轨两者的延伸方向相垂直；所述阀门安装箱能够沿第二直线滑轨滑动的固定在第二直线滑轨上。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括其还包括比较器，所述比较器控制连接所述动力源；所述比较器内存储有扭力阈值；所述扭力检测器的扭力采集值输出至比较器，所述扭力采集值超过扭力阈值时，所述比较器关断所述动力源。

本实用新型的阀门检测机，由阀门转动装置自动控制待测阀门的打开或者关闭，阀门转动装置打开或者关闭过程中扭力检测器动态检测阀门转动装置的施力值、气体分析仪动态测定阀门的泄漏量，以此自动获取待测阀门的扭力和泄漏量，满足美国石油协会标准API STD624-2014针对阀门启闭扭力测量、逸散性泄漏的相关规定，使用后能够提高检测效率和检测准确率。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例中阀门检测机的主视结构示意图；

图2是图1阀门检测机的俯视结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例中阀门检测机的控制框图；

图4是是本实用新型优选实施例中阀门转动装置用于转动水平轮阀门时的结构示意图；

图5是本实用新型优选实施例中阀门转动装置用于转动垂直轮阀门时的结构示意图；

图6是本实用新型优选实施例中传动机构的结构示意图；

图7是本实用新型优选实施例中固定装置的结构示意图。

其中：1-阀门，3-检测主机，31-第一温度传感器，32-第二温度传感器，33- 排风阀，34-进气阀，35-出气阀，36-压力传感器；

2-阀门安装箱，21-电加热管，22-排风口，23-进口盲板，24-出口盲板，25- 固定杆，26-进气管，27-出气管；

4-阀门转动装置，41-第一转动执行器，42-第二转动执行器，43-第一花键轴，44-伺服电机，45-第二花键轴，46-滑动套，47-切换气缸，48-第一锥形轮， 49-第二锥形轮，50-转板，51-转动端子；

6-扭力传感器；

8-固定安装平台，81-转动平台，82-第一固定位，83-第二固定位，84-安装架，85-第一直线滑轨，86-第二直线滑轨。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1-7所示，本实施例公开了一种阀门检测机，包括阀门安装箱2、阀门转动装置4、扭力检测器和气体分析仪，待检测的上述阀门1内通有压力气体，待检测的上述阀门2固定在上述阀门安装箱2内，上述阀门安装箱2内设有加热装置；上述阀门转动装置4用于转动打开或者关闭上述阀门1；上述阀门转动装置转动打开或者关闭阀门1时上述扭力检测器采集阀门转动装置的施力值；上述阀门转动装置转动打开或者关闭阀门1时上述气体分析仪测量阀门的泄漏量。

待检测的阀门1被固定在阀门安装箱2内，通过加热装置调整阀门安装箱 2内部的环境温度，间接加热阀门1至测试要求温度；由阀门转动装置4自动控制待测阀门1的打开或者关闭，阀门转动装置4打开或者关闭阀门1的过程中扭力检测器动态检测阀门的扭力；阀门转动装置4打开或者关闭阀门的过程中，气体分析仪动态测量阀门的泄漏量，以此自动获取待测阀门的扭力和泄漏量，满足美国石油协会标准API STD624-2014针对阀门启闭扭力测量、逸散性泄漏的相关规定。

其中，气体分析仪的探头安装在阀门1的阀杆穿入阀体的介质通道内，介质通道内的样气(甲烷)被抽入气体分析仪的气室，在氢火焰中燃烧，燃烧过程中将分离出自由离子，然后被电极收集，离子堆积形成的电流与样气浓度直接相关，测定电流的大小即可测定阀门的泄漏量。

待检测的阀门1被安装固定在阀门安装箱2内，本市实施例技术方案中，其优选的固定结构如下：如图7所示，待检测的阀门1通过固定装置固定在上述阀门安装箱2内；上述固定装置包括进口盲板23和出口盲板24，上述进口盲板23和出口盲板24上均设有安装孔，上述安装孔内穿设有固定杆25，固定杆25横跨固定在阀门安装箱2的箱体上。

根据检测需要，待检测的阀门需要在常温(15℃～40℃)→高温(260±5℃) →常温→高温→常温→高温→常温交替的环境中进行循环测试，比如，在常温环境下，以阀门全关→全开→全关为一个测试循环，测试50个循环；再在高温环境下，以阀门全关→全开→全关为一个测试循环，测试50个循环；以此交替循环测试。为了满足高温测试条件，上述阀门安装箱2内设有加热装置，上述加热装置包括电加热管21，上述电加热管21电连接至检测主机3；待检测阀门 1的填料函上固定有第一温度传感器31，待检测阀门1的阀杆穿入阀体的介质通道内固定有第二温度传感器32，上述第一温度传感器31和第二温度传感器 32均电连接至上述检测主机3；上述电加热管21加热上述阀门安装箱2，使得上述阀门2的填料函和介质通道的温度为260℃。电加热21受控于检测主机3，用于提高上述阀门安装箱2内部的环境温度，使得放置于阀门安装箱2内的阀门得到加热，第一温度传感器31和第二温度传感器32用于实时采集阀门填料函和介质通道的温度，当阀门的填料函和介质通道温度均达到260℃时，停止加热上述阀门安装箱2，上述阀门在阀门安装箱2内进行检测。本实施例技术方案中，通过加热上述阀门安装箱2来间接加热阀门，相较于传统的裹覆加热棉的方式，阀门整体能够受热均匀的升温至目标温度，加热快，受热均匀。

高温测试结束后进入常温测试，为了缩短检测周期，加快阀门安装箱2的降温速度，上述阀门安装箱2上设有排风口22，上述排风口22外接排风管，上述排风管的末端设有风机，上述排风管上设有排风阀33，上述排风阀33连接至检测主机3。高温测试结束后，检测主机3控制启动排风阀33，以对流散热的方式加快阀门安装箱2的降温速度，利于缩短检测周期。

根据检测需要，待检测的阀门内需要通入压力气体(0.5MPa、甲烷)，以甲烷作为介质的气体介质检测过程中，甲烷的压力会随着温度的变化而变化，温度越高压力越大，反之则越小。针对这一实际检测环境，为了提高检测精度以及检测准确度，本实施例技术方案中，上述压力气体的压力随着环境温度的变化能够实时调整，其实现过程如下：上述进口盲板23和出口盲板24分别用于封堵上述阀门的进口和出口，上述进口盲板和出口盲板上分别设有进气口和出气口，上述进气口和出气口分别外接进气管26和出气管27，上述进气管26和出气管27上分别设有进气阀34和出气阀35，上述阀门的阀体内设有压力传感器36，上述压力传感器36电连接至检测主机3，上述检测主机3控制连接进气阀34和出气阀35。上述阀门2的内腔被进口盲板23和出口盲板24封堵为密封腔，通过进气管26向密封腔内充入压力气体(甲烷)，通过出气管27将密封腔内的压力气体排出，上述压力传感器36实时采集密封腔内的压力值并反馈至检测主机3，检测主机3根据压力传感器36反馈的压力值来控制进气阀34 和出气阀35的启闭，压力值小于目标值时，进气阀34打开、出气阀35关闭；压力值超过目标值时，进气阀34关闭、出气阀35打开，以此来实时调整密封腔内的气压为目标压力，以此来提高阀门检测的准确性和测量精度。

上述阀门转动装置包括第一转动执行器41和第二转动执行器42，上述第一转动执行器41固定在第一花键轴43上，上述第一花键轴43在动力源的驱动下水平转动；上述第二转动执行器42固定在传动机构上，上述传动机构能够将水平转动转化为垂直转动；上述传动机构固定在第二花键轴45上；上述第一花键轴43上花键联接有滑动套46；上述滑动套46连接在切换机构上，上述切换机构驱动滑动套46沿第一花键轴43轴向移动，使得第二花键轴45花键联接在滑动套46内、或者脱离上述滑动套46。

上述第一转动执行器41和第二转动执行器42均能够用于转动待测阀门的手轮，其具体结构为：上述第一转动执行器41和第二转动执行器42均包括转板50和固定在上述转板50上的转动端子51，转动端子51具有以转板50中心环形排布的三个，分别对应阀门手轮上的三个连接杆，三个转动端子51分别依次抵接在连接杆上，转板50转动即可转动打开或者关闭阀门。

本实施技术方案中，实现将水平转动转化为垂直转动的传动机构的优选结构如下：如图6所示，上述传动机构为相互啮合的第一锥形轮48和第二锥形轮 49，上述第一锥形轮48花键联接在第二花键轴45上，上述第二转动执行器42 固定在第二锥形轮49的轮轴上。上述第一锥形轮48水平转动，带动第二锥形轮49垂直转动。

如图4-5所示的第一转动执行器41用于转动打开或者关闭水平轮阀门(阀杆水平放置的阀门)，第二转动执行器42用于转动打开或者关闭垂直轮阀门(阀杆垂直放置的阀门)，整个阀门转动装置能够对应水平轮阀门和垂直轮阀门两种规格的阀门打开或者关闭使用，且两种结构共用同一个动力源，其实现过程如下：

需要转动水平轮阀门时，第二花键轴45脱离滑动套46，动力源带动第一花键轴43转动，并最终转化成带动第一转动执行器41转动打开或者关闭水平轮阀门。

需要转动垂直轮阀门时，第二花键轴45花键联接在滑动套46内，动力源带动第一花键轴43水平转动，第二花键轴45随动，传动机构将第二花键轴45 的水平转动转化为垂直转动，最终转化成带动第二转动执行器42转动打开或者关闭垂直轮阀门。

本实施例技术方案中，上述扭力检测器优选使用扭力传感器6，上述扭力传感器6安装在第一花键轴43上、且靠近上述动力源安装，第一花键轴的动力源优选使用伺服电机44。伺服电机44驱动第一花键轴43转动实现阀门的打开或者关闭，靠近伺服电机暗转的扭力传感器6实时采集第一花键轴43的扭力值，以此自动获取阀门的扭力。

为了方便安装，扭力检测机还包括固定安装平台8和转动平台81，上述转动平台81转动连接在固定安装平台8上；上述第二花键轴45设置在转动平台 81上，使得第二花键轴45与转动平台81同步转动；上述固定安装平台8上设有第一固定位82和第二固定位83，上述转动平台81转动后通过固定销能够被固定在第一固定位82或者第二固定位83；上述转动平台81固定在第一固定位 82时，上述第二花键轴45与第一花键轴43同轴设置；上述转动平台81固定在第二固定位83时避让第一转动执行器41。以上结构设计的固定安装平台和转动平台81能够实现转动水平轮阀门和垂直轮阀门的同时，能够缩小整个转动装置的体积。

为了方便检测同种规格(垂直轮阀门或者水平轮阀门)、不同型号阀门的扭力，扭力检测机还包括安装架84，上述固定安装平台8能够升降的固定在上述安装架84上。上述安装架84的底部还设有第一直线滑轨85，上述第一直线滑轨85上设有能够沿其滑动的滑动底座，上述滑动底座上设有第二直线滑轨86，上述第一直线滑轨85和第二直线滑轨86两者的延伸方向相垂直；上述阀门安装箱2能够沿第二直线滑轨86滑动的固定在第二直线滑轨86上。本实施例技术方案中，第一直线滑轨85和第二直线滑轨86选优X轴方向延伸、Y轴方向延伸，再配合固定安装平台8的升降，构成三轴调整平台，待测阀门固定在阀门安装箱2上后，能够灵活的调整阀门的固定位置和转动执行器的高度，以此，一套设备可以满足对两种规格、多种型号的阀门进行扭力检测。

本实施例技术方案中，上述切换机构为固定在上述固定安装平台8上切换气缸12，上述切换气缸12的活塞杆连接在滑动套46上。

本实施例技术方案中，上述阀门转动装置的使用目的为自动打开或者关闭待测阀门，其施力大小取决于完全打开阀门和完全关闭阀门。装填填料的阀门生产厂家，为了满足泄漏量达标的要求，会适量甚至过量的增加填料的充填量，过量充填填料势必会造成阀门启闭扭力的影响。为了避免因为过量充填填料带、启闭扭力急剧增加造成检测机破坏的情况发生，上述扭力检测机还包括比较器，上述比较器电连接至检测主机，上述比较器控制连接上述动力源；上述比较器内存储有扭力阈值；上述扭力检测器的扭力采集值输出至比较器，上述扭力采集值超过扭力阈值时，上述比较器关断上述动力源。扭力检测器自动获取的阀门扭力一方面动态显示，另一方面，通过比较器将采集到的扭力与预先设定的阈值进行比较，扭力采集值超过扭力阈值时，关断动力源，停止对当前阀门的检测，保护检测机免受损伤。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种阀门检测机，其特征在于：包括阀门安装箱、阀门转动装置、扭力检测器和气体分析仪，待检测的所述阀门内通有压力气体，待检测的所述阀门固定在所述阀门安装箱内，所述阀门安装箱内设有加热装置；所述阀门转动装置用于转动打开或者关闭所述阀门；所述阀门转动装置转动打开或者关闭阀门时所述扭力检测器采集阀门转动装置的施力值；所述阀门转动装置转动打开或者关闭阀门时所述气体分析仪测量阀门的泄漏量。

2.如权利要求1所述的阀门检测机，其特征在于：所述阀门转动装置包括第一转动执行器和第二转动执行器，所述第一转动执行器固定在第一花键轴上，所述第一花键轴在动力源的驱动下水平转动；所述第二转动执行器固定在传动机构上，所述传动机构能够将水平转动转化为垂直转动；所述传动机构固定在第二花键轴上；所述第一花键轴上花键联接有滑动套；所述滑动套连接在切换机构上，所述切换机构驱动滑动套沿第一花键轴轴向移动，使得第二花键轴花键联接在滑动套内、或者脱离所述滑动套。

3.如权利要求2所述的阀门检测机，其特征在于：所述扭力检测器为扭力传感器，所述扭力传感器安装在第一花键轴上、且靠近所述动力源安装。

4.如权利要求2所述的阀门检测机，其特征在于：所述传动机构为相互啮合的第一锥形轮和第二锥形轮，所述第一锥形轮花键联接在第二花键轴上，所述第二转动执行器固定在第二锥形轮的轮轴上。

5.如权利要求1所述的阀门检测机，其特征在于：所述加热装置包括电加热管，所述电加热管电连接至检测主机；待检测阀门的填料函上固定有第一温度传感器，待检测阀门的阀杆穿入阀体的介质通道内固定有第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器均电连接至所述检测主机；所述电加热管加热所述阀门安装箱，使得所述阀门的填料函和介质通道的温度为260℃。

6.如权利要求1所述的阀门检测机，其特征在于：所述阀门安装箱上设有排风口，所述排风口外接排风管，所述排风管的末端设有风机，所述排风管上设有排风阀，所述排风阀连接至检测主机。

7.如权利要求1所述的阀门检测机，其特征在于：待检测的阀门通过固定装置固定在所述阀门安装箱内；所述固定装置包括进口盲板和出口盲板，所述进口盲板和出口盲板分别用于封堵所述阀门的进口和出口，所述进口盲板和出口盲板上分别设有进气口和出气口，所述进气口和出气口分别外接进气管和出气管，所述进气管和出气管上分别设有进气阀和出气阀，所述阀门的阀体内设有压力传感器，所述压力传感器电连接至检测主机，所述检测主机控制连接进气阀和出气阀；所述进口盲板和出口盲板上还均设有安装孔，所述安装孔内穿设有固定杆。

8.如权利要求2所述的阀门检测机，其特征在于：其还包括固定安装平台和转动平台，所述转动平台转动连接在固定安装平台上；所述第二花键轴设置在转动平台上，使得第二花键轴与转动平台同步转动；所述固定安装平台上设有第一固定位和第二固定位，所述转动平台转动后能够被固定在第一固定位或者第二固定位；所述转动平台固定在第一固定位时，所述第二花键轴与第一花键轴同轴设置；所述转动平台固定在第二固定位时避让第一转动执行器。

9.如权利要求8所述的阀门检测机，其特征在于：其还包括安装架，所述固定安装平台能够升降的固定在所述安装架上；所述安装架的底部还设有第一直线滑轨，所述第一直线滑轨上设有能够沿其滑动的滑动底座，所述滑动底座上设有第二直线滑轨，所述第一直线滑轨和第二直线滑轨两者的延伸方向相垂直；所述阀门安装箱能够沿第二直线滑轨滑动的固定在第二直线滑轨上。

10.如权利要求2所述的阀门检测机，其特征在于：其还包括比较器，所述比较器控制连接所述动力源；所述比较器内存储有扭力阈值；所述扭力检测器的扭力采集值输出至比较器，所述扭力采集值超过扭力阈值时，所述比较器关断所述动力源。