CN211082452U - 一种液压切断阀流量特性测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液压切断阀流量特性测试设备。液压泵压油口与伺服阀P口、溢流阀进油口、比例减压阀A口、压力表相通，伺服阀B口、T口分别与对应的流量计进口、油箱相通；流量计出口与被测试切断阀出口、第二压力传感器相通；比例减压阀B口与被测试切断阀进口、第一压力传感器相通，比例减压阀Y口、T口与油箱相通，第一压力传感器、第二压力传感器、流量计、比例减压阀、伺服放大器与数据采集卡对应的通道连接，伺服阀信号输入端与伺服放大器输出端连接，计算机辅助测试软件装在计算机中。本实用新型结构简单、测试准确、安全可靠和自动化程度高。

Description

一种液压切断阀流量特性测试设备

技术领域

本实用新型属于液压元件测试技术领域。具体涉及一种液压切断阀流量特性测试设备。

背景技术

切断阀是液压系统关键控制元件之一，切断阀安装于升降缸下腔油口，若进口油管爆裂，切断阀阀口迅速减小，保持升降缸活塞缓慢下降，防止负载快速下坠，广泛用于电梯、叉车等设备，因此切断阀切断流量和切断后流量是衡量切断阀性能的关键参数。目前，切断阀切断流量的测试方法：搭建台架和液压系统，在切断阀出口安装液压缸，液压缸活塞杆端部放置配重模拟负载，在切断阀进口管路安装液压阀，快速打开液压阀开口，模拟进口管路爆裂工况。该方法因需搭建台架和设置负载坠地时的缓冲装置，成本高，具有一定危险性；“一种切断阀在线检测系统”(201820505363.4)提出一种切断阀的在线检测系统，在切断阀上设置切断阀设置机构，通过气体压力控制切断阀设置机构，从而切断阀门，该测试方法为定性研究，不具有精确测量切断流量特性的功能；“紧急切断阀过流量检验校验台”(200910215467.7) 提出了一种切断阀瞬时切断流量测试方法，采用水泵供水，通过手动逐渐开启切断阀上部球阀增大通过切断阀流量，直至阀切断，记录最大流量。该方法的切断阀进口压力为0.5～ 0.6MPa，出口压力约为0，适用于进出口压力低，出口无负载工况，且需手动调节阀口大小的切断阀切断流量测试，自动化程度低。

发明内容

本实用新型旨在弥补切断阀切断流量特性测试技术的不足，提出一种系统简单、测试准确、安全可靠、自动化程度高的液压切断阀流量特性测试设备。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：液压切断阀流量特性测试设备的结构是：液压泵由电机驱动，液压泵的压油口分别与溢流阀的进油口、伺服阀的P口和比例减压阀的A口相通，伺服阀的B口与流量计的进口相通，流量计的出口与被测试切断阀的出口相通；比例减压阀的B口与被测试切断阀的进口相通，比例减压阀的Y口与比例减压阀的T口相通，比例减压阀的T口与伺服阀的T口相通；伺服阀的A口封闭，伺服阀的T口与油箱相通，在溢流阀的进油口管路装有压力表，在被测试切断阀的进油口管路和出油口管路对应地装有第一压力传感器和第二压力传感器。

第一压力传感器、第二压力传感器、流量计与数据采集卡的输入通道A/D-0、A/D-1、A/D-2 对应连接，伺服阀的信号输入端与、伺服放大器的输出端子连接，比例减压阀的输入端子、伺服放大器的输入端子与数据采集卡的输出通道D/A-0、D/A-1对应连接，数据采集卡与计算机通过控制总线连接，计算机中装有计算机辅助测试软件。

所述计算机辅助测试软件的程序主流程为：

S1-1、初始化变量：被测试切断阀的进口压力值的计数点数值m＝0，伺服阀控制信号值的计数点数值n＝0，被测试切断阀的出口实时压力的计数点数值i＝0，被测试切断阀的实时流量的计数点数值w＝0，计时器的时间数据变量t＝0，伺服阀的控制信号值u_n＝0，伺服阀的控制信号步进值△u＝0.01，伺服放大器的输入电信号值A＝0，比例减压阀的控制信号v＝0，比例减压阀的设定压力值B＝0，被测试切断阀的进口压力值p₁(1000)＝0，被测试切断阀的出口压力值p₂(1000)＝0，通过被测试切断阀的实时流量q(1000)＝0，伺服阀的控制过程标识符 Flag1＝0，比例减压阀的控制过程标识符Flag2＝0。

S1-1中：m、n、i和w均为自然数示。

S1-2、读取设置值：比例减压阀的试验压力P₁，被测试切断阀的初始试验流量Q₀，被测试切断阀的最大试验流量Q₁，比例减压阀的输入比例系数K₀，第一压力传感器的输出比例系数K₁，第二压力传感器输出比例系数K₂，流量计的输出比例系数K₃，阶跃信号比例系数K₄。

S1-2中：

比例减压阀的输入比例系数K₀为比例减压阀的出口压力与比例减压阀的控制电压之比， MPa/V；

第一压力传感器的输出比例系数K₁为第一压力传感器的测试压力与第一压力传感器的输出电压之比，MPa/V；

第二压力传感器的输出比例系数K₂为第二压力传感器(9)的测试压力与第二压力传感器的输出电压之比，MPa/V；

流量计的输出比例系数K₃为通过流量计的流量与流量计的输出电压之比，L/min/V。

S1-3、比例减压阀的设定压力值B＝P₁，P₁表示比例减压阀的试验压力值。

S1-4、D/A-0通道输出比例减压阀的控制信号v＝B/K₀。

S1-5、若比例减压阀的控制过程标识符Flag2＝0，进入S1-6，否则进入S1-26。

S1-6、计时器的时间数据变量t＝0。

S1-7、伺服放大器的输入电信号值A＝△u。

S1-8、D/A-1通道输出伺服阀的控制信号值u_n+1＝u_n+A。

S1-9、扫描数据采集卡的输入通道A/D-0、A/D-1和A/D-2对应的电压值，计算并记录被测试切断阀的进口压力值p₁(m)＝U_A/D-0×K₁、被测试切断阀的出口压力值p₂(i)＝U_A/D-1×K₂和被测试切断阀的实时流量q(w)＝U_A/D-2×K₃。

S1-10、被测试切断阀的进口压力值的计数点数值m＝m+1，伺服阀控制信号值的计数点数值n＝n+1，被测试切断阀的出口实时压力的计数点数值i＝i+1，被测试切断阀的实时流量的计数点数值w＝w+1。

S1-11、判断伺服阀的控制过程标识符Flag1。

若控制过程标识符Flag1＝0，进入S1-12；若控制过程标识符Flag1＝1，进入S1-14；若控制过程标识符Flag1＝2，进入S1-17；若控制过程标识符Flag1＝3，进入S1-20。

S1-12、若被测试切断阀的实时流量q(w)大于等于被测试切断阀的初始试验流量Q₀，进入S1-13，若被测试切断阀的实时流量q(w)小于被测试切断阀的Q₀，进入S1-8。

S1-13、伺服阀的控制过程标识符Flag1＝1。

S1-14、伺服放大器的输入电信号值A＝K₄×△u。

S1-15、若被测试切断阀的实时流量q(w)大于等于被测试切断阀的最大试验流量Q₁，进入 S1-16，若被测试切断阀的实时流量q(w)小于被测试切断阀的的最大试验流量Q₁，进入S1-8。

S1-16、伺服阀的控制过程标识符Flag1＝2。

S1-17、伺服放大器的输入电信号值A＝0。

S1-18、若计时器的时间数据变量t＝20，进入S1-19，否则进入S1-8。

S1-19、伺服阀的控制过程的标识符Flag1＝3。

S1-20、绘制切断阀切断流量特性曲线，横坐标为时间，纵坐标分别为被测试切断阀的实时流量q(w)和压差|p₂(i)-p₁(m)|。

S1-21、伺服放大器的输入电信号值A＝-△u。

S1-22、若被测试切断阀的实时流量q(w)小于等于0，进入S1-23，否则进入S1-8。

S1-23、比例减压阀的控制过程标识符Flag2＝1。

S1-24、比例减压阀的设定压力值B＝0。

S1-25、若比例减压阀的控制信号v＝0，进入S1-26，否则进入S1-4。

S1-26、程序结束。

所述液压切断阀流量特性测试设备的测试方法是：

S2-1、启动计算机，打开计算机辅助测试软件。

S2-2、启动液压泵的驱动电机。

S2-3、在计算机辅助测试软件中设置参数：比例减压阀的试验压力P₁，被测试切断阀的初始试验流量Q₀，被测试切断阀的最大试验流量Q₁，比例减压阀的输入比例系数K₀，第一压力传感器的输出比例系数K₁，第二压力传感器的输出比例系数K₂，流量计的输出比例系数 K₃，阶跃信号的比例系数K₄。

S2-4、手动调节溢流阀的调压螺栓，使压力表读数显示为P₀；P₀为被测试切断阀的切断流量特性测试装置的限定压力值。

S2-5、开始测试，等待被测试切断阀的切断流量特性测试结果。

S2-6、将被测试切断阀的切断流量特性测试结果存盘打印。

S2-7、手动调节溢流阀调压螺栓，使压力表读数显示为0。

S2-8、停止液压泵的驱动电机。

S2-9、退出计算机辅助测试软件，关闭计算机。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下积极效果：

1、本实用新型采用伺服阀，取消了配重、台架和缓冲装置，通过快速打开伺服阀的阀口，迅速增大通过被测试切断阀的实时流量，模拟进口管路爆裂工况，系统无需搭建台架和设置负载坠地时的缓冲装置，结构简单、成本低、安全性高；

2、本实用新型采用伺服阀作为流量控制元件，伺服阀响应快，模拟管路破裂导致的流量激增，接近实际工况，且采用高精度的第一压力传感器、第二压力传感器和流量计对压力、流量进行自动测试，测试精度高；

3、本实用新型采用计算机辅助测试软件，无需手动增加阀的流量，按预先编制程序自动完成，自动化程度高；

因此，本实用新型具有系统简单、测试准确、安全可靠和自动化程度高的优点。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为图1中计算机装有的计算机辅助测试软件的主流程图；

图3为图1所示测试设备测得的液压切断阀流量特性曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述，并非对其保护范围的限制:

实施例

一种液压切断阀流量特性测试设备。本实施例所述液压切断阀流量特性测试设备的结构如图1所示：液压泵3由电机2驱动，液压泵3的压油口分别与溢流阀4的进油口、伺服阀 5的P口和比例减压阀6的A口相通，伺服阀5的B口与流量计10的进口相通，流量计10 的出口与被测试切断阀8的出口相通；比例减压阀6的B口与被测试切断阀8的进口相通，比例减压阀6的Y口与比例减压阀6的T口相通，比例减压阀6的T口与伺服阀5的T口相通；伺服阀5的A口封闭，伺服阀5的T口与油箱1相通，在溢流阀4的进油口管路装有压力表11，在被测试切断阀8的进油口管路和出油口管路对应地装有第一压力传感器7和第二压力传感器9。

如图1所示，第一压力传感器7、第二压力传感器9、流量计10与数据采集卡13的输入通道A/D-0、A/D-1、A/D-2对应连接，伺服阀5的信号输入端与、伺服放大器12的输出端子连接，比例减压阀6的输入端子、伺服放大器12的输入端子与数据采集卡13的输出通道 D/A-0、D/A-1对应连接，数据采集卡13与计算机14通过控制总线连接，计算机14中装有计算机辅助测试软件。

所述计算机辅助测试软件的程序主流程如图2所示：

S1-1、初始化变量：被测试切断阀8的进口压力值的计数点数值m＝0，伺服阀5控制信号值的计数点数值n＝0，被测试切断阀8的出口实时压力的计数点数值i＝0，被测试切断阀8 的实时流量的计数点数值w＝0，计时器的时间数据变量t＝0，伺服阀5的控制信号值u_n＝0，伺服阀5的控制信号步进值△u＝0.01，伺服放大器12的输入电信号值A＝0，比例减压阀6的控制信号v＝0，比例减压阀6的设定压力值B＝0，被测试切断阀8的进口压力值p₁1000＝0，被测试切断阀8的出口压力值p₂1000＝0，通过被测试切断阀8的实时流量q1000＝0，伺服阀 5的控制过程标识符Flag1＝0，比例减压阀6的控制过程标识符Flag2＝0。

S1-1中：m、n、i和w均为自然数示。

S1-2、读取设置值：比例减压阀6的试验压力P₁，被测试切断阀8的初始试验流量Q₀，被测试切断阀8的最大试验流量Q₁，比例减压阀6的输入比例系数K₀，第一压力传感器7 的输出比例系数K₁，第二压力传感器9输出比例系数K₂，流量计10的输出比例系数K₃，阶跃信号比例系数K₄。

S1-2中：

比例减压阀6的输入比例系数K₀为比例减压阀6的出口压力与比例减压阀6的控制电压之比，MPa/V；

第一压力传感器7的输出比例系数K₁为第一压力传感器7的测试压力与第一压力传感器 7的输出电压之比，MPa/V；

第二压力传感器9的输出比例系数K₂为第二压力传感器9的测试压力与第二压力传感器 9的输出电压之比，MPa/V；

流量计10的输出比例系数K₃为通过流量计10的流量与流量计10的输出电压之比，L/min/V。

S1-3、比例减压阀6的设定压力值B＝P₁，P₁表示比例减压阀6的试验压力值。

S1-4、D/A-0通道输出比例减压阀6的控制信号v＝B/K₀。

S1-5、若比例减压阀6的控制过程标识符Flag2＝0，进入S1-6，否则进入S1-26。

S1-6、计时器的时间数据变量t＝0。

S1-7、伺服放大器12的输入电信号值A＝△u。

S1-8、D/A-1通道输出伺服阀5的控制信号值u_n+1＝u_n+A。

S1-9、扫描数据采集卡13的输入通道A/D-0、A/D-1和A/D-2对应的电压值，计算并记录被测试切断阀8的进口压力值p₁m＝U_A/D-0×K₁、被测试切断阀8的出口压力值p₂i＝U_A/D-1×K₂和被测试切断阀8的实时流量qw＝U_A/D-2×K₃。

S1-10、被测试切断阀8的进口压力值的计数点数值m＝m+1，伺服阀5控制信号值的计数点数值n＝n+1，被测试切断阀8的出口实时压力的计数点数值i＝i+1，被测试切断阀8的实时流量的计数点数值w＝w+1。

S1-11、判断伺服阀5的控制过程标识符Flag1。

若控制过程标识符Flag1＝0，进入S1-12；若控制过程标识符Flag1＝1，进入S1-14；若控制过程标识符Flag1＝2，进入S1-17；若控制过程标识符Flag1＝3，进入S1-20。

S1-12、若被测试切断阀8的实时流量qw大于等于被测试切断阀8的初始试验流量Q₀，进入S1-13，若被测试切断阀8的实时流量qw小于被测试切断阀8的Q₀，进入S1-8。

S1-13、伺服阀5的控制过程标识符Flag1＝1。

S1-14、伺服放大器12的输入电信号值A＝K₄×△u。

S1-15、若被测试切断阀8的实时流量qw大于等于被测试切断阀8的最大试验流量Q₁，进入S1-16，若被测试切断阀8的实时流量qw小于被测试切断阀8的的最大试验流量Q₁，进入S1-8。

S1-16、伺服阀5的控制过程标识符Flag1＝2。

S1-17、伺服放大器12的输入电信号值A＝0。

S1-18、若计时器的时间数据变量t＝20，进入S1-19，否则进入S1-8。

S1-19、伺服阀5的控制过程的标识符Flag1＝3。

S1-20、绘制切断阀切断流量特性曲线，横坐标为时间，纵坐标分别为被测试切断阀8的实时流量qw和压差|p₂i-p₁m|。

S1-21、伺服放大器12的输入电信号值A＝-△u。

S1-22、若被测试切断阀8的实时流量qw小于等于0，进入S1-23，否则进入S1-8。

S1-23、比例减压阀6的控制过程标识符Flag2＝1。

S1-24、比例减压阀6的设定压力值B＝0。

S1-25、若比例减压阀6的控制信号v＝0，进入S1-26，否则进入S1-4。

S1-26、程序结束。

所述液压切断阀流量特性测试设备的测试方法是：

S2-1、启动计算机14，打开计算机辅助测试软件。

S2-2、启动液压泵3的驱动电机2。

S2-3、在计算机辅助测试软件中设置参数：比例减压阀6的试验压力P₁＝2MPa，被测试切断阀8的初始试验流量Q₀＝40L/min，被测试切断阀8的最大试验流量Q₁＝120L/min，比例减压阀6的输入比例系数K₀＝3.15，第一压力传感器7的输出比例系数K₁＝4，第二压力传感器9的输出比例系数K₂＝4，流量计10的输出比例系数K₃＝15，阶跃信号的比例系数K₄＝10。

S2-4、手动调节溢流阀4的调压螺栓，使压力表读数显示为P₀＝7MPa；P₀为被测试切断阀8的切断流量特性测试装置的限定压力值。

S2-5、开始测试，等待被测试切断阀8的切断流量特性测试结果。

S2-6、被测试切断阀8的切断流量特性测试结果如图3所示，存盘打印。

S2-7、手动调节溢流阀4调压螺栓，使压力表读数显示为0。

S2-8、停止液压泵3的驱动电机2。

S2-9、退出计算机辅助测试软件，关闭计算机14。

由于采用了上述技术方案，本具体实施方式具有以下积极效果：

1、本具体实施方式采用伺服阀5，取消了配重、台架和缓冲装置，通过快速打开伺服阀 5的阀口，迅速增大通过被测试切断阀8的实时流量，模拟进口管路爆裂工况，系统无需搭建台架和设置负载坠地时的缓冲装置，结构简单、成本低、安全性高；

2、本具体实施方式采用伺服阀5作为流量控制元件，伺服阀5响应快，模拟管路破裂导致的流量激增，接近实际工况，且采用高精度的第一压力传感器、第二压力传感器9和流量计10对压力、流量进行自动测试，测试精度高；

3、本具体实施方式采用计算机辅助测试软件，无需手动增加阀的流量，按预先编制程序自动完成，自动化程度高；

因此，本具体实施方式具有系统简单、测试准确、安全可靠和自动化程度高的优点。

Claims (1)

1.一种液压切断阀流量特性测试设备，其特征在于所述测试设备的结构是：液压泵(3)由电机(2)驱动，液压泵(3)的压油口分别与溢流阀(4)的进油口、伺服阀(5)的P口和比例减压阀(6)的A口相通，伺服阀(5)的B口与流量计(10)的进口相通，流量计(10)的出口与被测试切断阀(8)的出口相通；比例减压阀(6)的B口与被测试切断阀(8)的进口相通，比例减压阀(6)的Y口与比例减压阀(6)的T口相通，比例减压阀(6)的T口与伺服阀(5)的T口相通；伺服阀(5)的A口封闭，伺服阀(5)的T口与油箱(1)相通，在溢流阀(4)的进油口管路装有压力表(11)，在被测试切断阀(8)的进油口管路和出油口管路对应地装有第一压力传感器(7)和第二压力传感器(9)；

第一压力传感器(7)、第二压力传感器(9)、流量计(10)与数据采集卡(13)的输入通道A/D-0、A/D-1、A/D-2对应连接，伺服阀(5)的信号输入端与、伺服放大器(12)的输出端子连接，比例减压阀(6)的输入端子、伺服放大器(12)的输入端子与数据采集卡(13)的输出通道D/A-0、D/A-1对应连接，数据采集卡(13)与计算机(14)通过控制总线连接，计算机(14)中装有计算机辅助测试软件。

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