專利名稱：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安全閥在線檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安全閥在線檢測儀，特別涉及對流程工業(yè)中彈簧全啟式安全閥進(jìn)行檢測的在線檢測儀。
背景技術(shù)：
承壓(類)設(shè)備是指鍋爐、壓力容器、壓力管道等承壓類特種設(shè)備及其安全附件， 已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于石油、化工、鋼鐵、電力和日常生活領(lǐng)域中，在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中起著舉足輕重的作用。安全閥是壓力系統(tǒng)中重要的安全部件，用以防止設(shè)備發(fā)生超壓破壞，確保壓力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和安全生產(chǎn)。安全閥在運(yùn)行過程中，在操作壓力，溫度以及介質(zhì)侵蝕等物理和化學(xué)因素的作用下，其整定壓力和密封性能會發(fā)生改變，導(dǎo)致安全閥不能按規(guī)定壓力開啟或發(fā)生嚴(yán)重泄漏，從而影響安全生產(chǎn)。為了確保承壓設(shè)備的安全，加強(qiáng)對承壓設(shè)備安全閥的安全監(jiān)察和管理，我國制定了相關(guān)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定“安全閥每年至少應(yīng)校驗(yàn)一次”。承壓設(shè)備安全閥的校驗(yàn)方法可分為離線(又稱冷態(tài))校驗(yàn)和在線(又稱熱態(tài))校驗(yàn)兩種，目前離線校驗(yàn)方法是常用的方法。對于安全閥離線校驗(yàn)方法，需要將安全閥從承壓設(shè)備和裝置中拆卸下來檢驗(yàn)，這使得重要裝置不能實(shí)現(xiàn)長周期有效運(yùn)行。由于承壓設(shè)備和裝置安裝及使用條件的限制，有些安全閥的拆卸、安裝及運(yùn)輸較為困難(例如焊接在設(shè)備上的安全閥)，此外還存在著校驗(yàn)時(shí)間長，綜合成本高等問題。另外，在校驗(yàn)臺上已校驗(yàn)合格的安全閥，由于安裝運(yùn)輸?shù)确矫娴脑?，其整定壓力及密封性能可能發(fā)生變化，帶來了安全隱患，從而影響生產(chǎn)裝置的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在進(jìn)行安全閥離線校驗(yàn)期間，被保護(hù)承壓設(shè)備和裝置就處于無保護(hù)狀態(tài)，帶來巨大的生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)，為容規(guī)、鍋規(guī)及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)所不允許的，因此生產(chǎn)裝置必須停車檢修，這就給企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失。在線檢測方法已應(yīng)用在對彈簧全啟式安全閥的檢測中，已出現(xiàn)的一些安全閥在線檢測儀由于普遍采用液壓傳動(dòng)，所以整個(gè)裝置重量往往很大，攜帶不方便。已出現(xiàn)的安全閥在線檢測儀往往采用閥瓣微動(dòng)法作為判開準(zhǔn)則，通常采用高靈敏度的音頻監(jiān)聽技術(shù)，當(dāng)檢測人員在檢測安全閥時(shí)聽到清脆的“噗”的一聲就認(rèn)為安全閥在此時(shí)起跳，該方法用在噪音很大的檢測環(huán)境中時(shí)，往往不能有效地排除人為因素以及外界干擾引起的誤差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要克服現(xiàn)有安全閥在線檢測儀笨重、安裝和拆卸不便、校驗(yàn)時(shí)間長、易受人為因素和外界因素干擾的缺點(diǎn)，提供一種便于攜帶、安裝和拆卸方便、校驗(yàn)快捷、判開客觀準(zhǔn)確的安全閥在線檢測儀。本實(shí)用新型所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安全閥在線檢測儀，其特征在于包括用來將檢測裝置固定在安全閥上的機(jī)械夾具系統(tǒng)、用來提供提升安全閥所需的拉力的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)、用于傳輸所述的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)和控制所述的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的電氣檢測系統(tǒng)；所述的機(jī)械夾具系統(tǒng)的中間有兩個(gè)螺紋卡頭，所述的螺紋卡頭通過連接銷安放在卡頭座上，所述的卡頭座受驅(qū)動(dòng)螺桿的驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)螺桿通過螺紋座固定在卡頭座上；所述的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)安裝在底板上，所述的底板上還設(shè)置有渦輪蝸桿裝置，所述的步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與蝸桿連接，蝸輪通過螺紋連接軸套，軸套通過螺紋連接到中心軸上，傳感器的一端連接中心軸，一端通過連接螺桿連接到用來夾住安全閥的拉桿的夾具上；所述電氣測試系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集箱和筆記本電腦，所述的數(shù)據(jù)采集箱與所述的步進(jìn)電機(jī)、傳感器、筆記本電腦均有數(shù)據(jù)線連接，所述的筆記本電腦內(nèi)有控制模塊，通過界面的直接操作能實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制，從而拉動(dòng)安全閥起跳，通過界面操作能實(shí)現(xiàn)將采集到的信號處理、放大、判斷，從而實(shí)現(xiàn)對特征值的判斷。通過控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向的快速控制；攜帶方便適合現(xiàn)場操作，適合各種彈簧全啟式安全閥整定壓力的測定的特點(diǎn)；機(jī)械夾具夾持定位準(zhǔn)確，拆卸方便；其適合各種彈簧全啟式安全閥的檢測；通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)安全閥檢測大大減輕了傳統(tǒng)安全閥在線檢測設(shè)備的重量。具有高靈敏度的傳感器確保了獲得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確；經(jīng)過數(shù)據(jù)處理的信號能以圖像的形式顯示，直觀，高效；電氣測試系統(tǒng)是集步進(jìn)電機(jī)控制和調(diào)節(jié)于一體的組合箱體，通過改變步進(jìn)電機(jī)的功率來改變步進(jìn)電機(jī)的速度大小以及轉(zhuǎn)向，達(dá)到控制提升力大小和方向的目的，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出的功能。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是其具有較高的精確度以及可重復(fù)性，便于攜帶、安裝和拆卸方便、校驗(yàn)快捷、判開客觀準(zhǔn)確。

圖1是機(jī)械夾具部分的原理圖圖2是步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的原理圖圖3是電氣系統(tǒng)的原理圖圖4是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安全閥在線檢測儀的原理圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。參照附圖本實(shí)用新型所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安全閥在線檢測儀，包括用來將檢測裝置固定在安全閥上的機(jī)械夾具系統(tǒng)、用來提供提升安全閥所需的拉力的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)、 用于傳輸所述的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)和控制所述的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的電氣檢測系統(tǒng)；所述的機(jī)械夾具系統(tǒng)的中間有兩個(gè)螺紋卡頭16，所述的螺紋卡頭16通過連接銷 18安放在卡頭座19上，所述的卡頭座19受驅(qū)動(dòng)螺桿13的驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)螺桿13通過螺紋座 14固定在卡頭座19上；所述的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)21安裝在底板四上，所述的底板四上還設(shè)置有渦輪蝸桿裝置，所述的步進(jìn)電機(jī)21通過聯(lián)軸器23與蝸桿沈連接，蝸輪25通過螺紋連接軸套，軸套通過螺紋連接到中心軸211上，傳感器213的一端連接中心軸211，一端通過連接螺桿連接到用來夾住安全閥的拉桿的夾具215上；所述電氣測試系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集箱和筆記本電腦39，所述的數(shù)據(jù)采集箱與所述的步進(jìn)電機(jī)21、傳感器213、筆記本電腦39均有數(shù)據(jù)線連接，所述的筆記本電腦內(nèi)39有控制模塊，通過界面的直接操作能實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)21的控制，從而拉動(dòng)安全閥起跳，通過界面操作能實(shí)現(xiàn)將采集到的信號處理、放大、判斷，從而實(shí)現(xiàn)對特征值的判斷。如圖1所示，機(jī)械夾具系統(tǒng)將螺紋卡頭16安放在安全閥的19卡頭座上，通過連接銷18達(dá)到固定的目的。手柄球12通過螺紋連接與手柄軸11連接既達(dá)到緊密連接的目的又便于拆卸。軌道螺桿15通過螺紋與螺紋座14和卡頭座19達(dá)到緊密連接的目的。立柱座17通過連接螺釘安裝在軌道螺15桿上，通過調(diào)節(jié)立柱座17的前后距離可有效調(diào)節(jié)整個(gè)裝置的對中性。旋轉(zhuǎn)手柄軸11可以控制驅(qū)動(dòng)螺桿13的前進(jìn)與后退，從而達(dá)到固定安全閥的目的，由于卡頭座19與驅(qū)動(dòng)螺桿13的對中性良好，所以旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠快速、有效。由于保證了兩根軌道螺桿的平行度，所以能保證驅(qū)動(dòng)螺桿13平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2所示，步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)21通過螺栓固定在步進(jìn)電機(jī)板22上， 步進(jìn)電機(jī)21的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)聯(lián)軸器23轉(zhuǎn)動(dòng)，聯(lián)軸器23末端連接軸承座24，聯(lián)軸器23的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)蝸桿沈的轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿沈的轉(zhuǎn)動(dòng)使得蝸輪25轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪25的上面放置推力軸承觀，壓力傳感器213的一端與中心軸211連接另一端與傳動(dòng)螺桿214連接，傳動(dòng)螺桿214的底端與夾具215連接，蝸輪25的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)夾具的上下移動(dòng)。從而使得安全閥起跳或者回到壓緊狀態(tài)。固定螺桿27與固定板210通過螺紋連接，固定板210通過螺栓固定在底板四上。如圖3所示，電氣測試系統(tǒng)包括電源接口 31用來連接到電源中，當(dāng)電源接通時(shí)， 按下開關(guān)33時(shí)指示燈顯示綠色，當(dāng)電源沒接通時(shí)，開關(guān)33無顯示，當(dāng)電源壓力或者脈沖過大時(shí)保險(xiǎn)絲32將會自動(dòng)跳停，用以保護(hù)設(shè)備，控制輸出端口 34用來連接到電腦上達(dá)到驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的目的，通過壓力傳感器接口 35連接壓力傳感器與電腦，擴(kuò)展通道36，預(yù)留硬件連接端口 37，用以設(shè)備的升級改造，采集箱接口 38用來連接采集箱和筆記本電腦，筆記本電腦39用來對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并顯示。使用時(shí)，機(jī)械夾具部分的螺紋卡頭16卡在安全閥上，夾具215夾住安全閥的拉桿， 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄軸11，使得驅(qū)動(dòng)螺桿13往安全閥所在一側(cè)移動(dòng)，帶動(dòng)卡頭座19移動(dòng)，從而使機(jī)械夾具牢牢固定在安全閥上。步進(jìn)電機(jī)21通過螺栓連接固定在步進(jìn)電機(jī)板四上，步進(jìn)電機(jī) 21連接到控制輸出端口 34，壓力傳感器213連接到壓力傳感器接口 35，讓電源接口 31接電源，打開開關(guān)33，使數(shù)據(jù)采集箱能正常運(yùn)行，將采集箱接口 38與筆記本電腦39相連接，使電腦能處理采集到的數(shù)據(jù)。檢測時(shí)，通過操作筆記本電腦里的控制軟件系統(tǒng)，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)21，步進(jìn)電機(jī) 21帶動(dòng)聯(lián)軸器23的轉(zhuǎn)動(dòng)，聯(lián)軸器23帶動(dòng)蝸桿沈的轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿沈的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)蝸輪25的轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪25的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)壓力傳感器213的上下移動(dòng)，壓力傳感器213通過壓力傳感器接口將采集到的壓力數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)采集箱，數(shù)據(jù)采集箱經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換通過采集箱接口 38將數(shù)據(jù)傳遞給筆記本電腦39，筆記本電腦39通過數(shù)據(jù)處理將壓力值以曲線的形式顯示在屏幕上。隨著電腦對步進(jìn)電機(jī)21的控制，壓力傳感器的壓力值會逐步增大，當(dāng)向上的提升力達(dá)到安全閥的起跳壓力時(shí)，壓力傳感器213的值會出現(xiàn)一個(gè)明顯的波動(dòng)，此時(shí)在筆記本電腦39上能看到一個(gè)明顯的下降點(diǎn)，此時(shí)通過控制系統(tǒng)停止步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)，保存數(shù)據(jù)。檢測完畢后，通過控制系統(tǒng)使步進(jìn)電機(jī)21反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使安全閥回到原始的狀態(tài)。保存的數(shù)據(jù)通過電腦的處理能得到我們需要的整定壓力值。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)的范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也
5及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安全閥在線檢測儀，其特征在于包括用來將檢測裝置固定在安全閥上的機(jī)械夾具系統(tǒng)、用來提供提升安全閥所需的拉力的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)、用于傳輸所述的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)和控制所述的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的電氣檢測系統(tǒng)；所述的機(jī)械夾具系統(tǒng)的中間有兩個(gè)螺紋卡頭，所述的螺紋卡頭通過連接銷安放在卡頭座上，所述的卡頭座受驅(qū)動(dòng)螺桿的驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)螺桿通過螺紋座固定在卡頭座上；所述的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)安裝在底板上，所述的底板上還設(shè)置有渦輪蝸桿裝置，所述的步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與蝸桿連接，蝸輪通過螺紋連接軸套，軸套通過螺紋連接到中心軸上，傳感器的一端連接中心軸，一端通過連接螺桿連接到用來夾住安全閥的拉桿的夾具上；所述電氣測試系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集箱和筆記本電腦，所述的數(shù)據(jù)采集箱與所述的步進(jìn)電機(jī)、傳感器、筆記本電腦均有數(shù)據(jù)線連接，所述的筆記本電腦內(nèi)有控制模塊，通過界面的直接操作能實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制，從而拉動(dòng)安全閥起跳，通過界面操作能實(shí)現(xiàn)將采集到的信號處理、放大、判斷，從而實(shí)現(xiàn)對特征值的判斷。
專利摘要步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安全閥在線檢測儀，包括用來將檢測裝置固定在安全閥上的機(jī)械夾具系統(tǒng)、用來提供提升安全閥所需的拉力的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)、用于傳輸所述的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)和控制所述的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的電氣檢測系統(tǒng)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是其具有較高的精確度以及可重復(fù)性，便于攜帶、安裝和拆卸方便、校驗(yàn)快捷、判開客觀準(zhǔn)確。
文檔編號G01L5/00GK202229910SQ20112033748
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者包士毅, 李智斌, 盛水平, 陳海云, 韓樹新, 高增梁 申請人:杭州市特種設(shè)備檢測院, 浙江工業(yè)大學(xué)