本發(fā)明涉及閥門性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域,具體地,涉及一種采用穩(wěn)態(tài)氣源對(duì)空氣閥進(jìn)行吸氣性能測(cè)試和排氣性能測(cè)試的測(cè)試裝置,本發(fā)明同時(shí)還涉及使用所述測(cè)試裝置對(duì)空氣閥性能進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試方法。
背景技術(shù):
空氣閥是一種在管道空管充水時(shí)實(shí)現(xiàn)快速排氣且在管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)又能快速進(jìn)氣的閥門裝置,它同時(shí)具備大、小進(jìn)排氣孔,在工作壓力下可排出管道中集結(jié)的微量空氣,主要用于緩解或消除長(zhǎng)距離輸水工程因負(fù)壓而造成的斷流彌合水錘,已成為長(zhǎng)距離輸水工程中的重要設(shè)備。
在泵站的壓力水箱高點(diǎn)及各輸水管道上的安裝空氣閥,用于輸水管道初期充水、管路定期檢修后充水時(shí)將輸水管道內(nèi)的空氣往外排出,避免壓力波動(dòng);在輸水管道產(chǎn)生水錘出現(xiàn)負(fù)壓時(shí),空氣閥開啟,令管道外空氣進(jìn)入管道,以免在管道內(nèi)產(chǎn)生較大的負(fù)壓,起到保護(hù)作用;管道系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),當(dāng)管道內(nèi)因壓力或溫度變化而使溶于水中的空氣被釋放出來(lái)時(shí),空氣閥將其及時(shí)排出,防止管道中形成氣囊而影響管道系統(tǒng)的運(yùn)行。
空氣閥在出廠時(shí)需要經(jīng)過(guò)多道檢驗(yàn)工序以保證其合格性,《中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T 217-2005》及《給水管道復(fù)合式高速進(jìn)排氣閥CJ/T 217-2013》均對(duì)空氣閥的出廠檢驗(yàn)制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),其中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了空氣閥的吸氣性能和排氣性能,現(xiàn)有技術(shù)中,空氣閥的吸排氣性能測(cè)試均采用瞬態(tài)氣流進(jìn)行,
氣體在閥門內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)可分為穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩類,穩(wěn)態(tài)流動(dòng)是閥門氣流流動(dòng)的基本狀態(tài),瞬態(tài)流動(dòng)則是穩(wěn)態(tài)氣流流動(dòng)受到破壞引起的,如閥的開閉等原因而發(fā)生瞬變。
然而,對(duì)空氣閥進(jìn)行瞬態(tài)氣源的性能測(cè)試,是在采用純水進(jìn)行測(cè)試時(shí),往管道里突然充入一股氣流,來(lái)模擬實(shí)際工況,該股氣流的壓力大小是可變的,不可能一直維持在一個(gè)壓力值,因此該瞬態(tài)氣源條件下得到的各種物理參數(shù)是瞬時(shí)的,而得不到空氣閥的整個(gè)工作過(guò)程中的工作性能參數(shù),無(wú)法得到衡量空氣閥真實(shí)性能的指標(biāo),閥門試驗(yàn)時(shí),且由于閥門結(jié)構(gòu)及開度不同,將導(dǎo)致閥門上下游管道內(nèi)流場(chǎng)的不均勻,閥門上下游必須有足夠長(zhǎng)的管道確保氣流在管道內(nèi)逐漸恢復(fù)穩(wěn)定,管道內(nèi)氣流穩(wěn)定位置處布置壓力測(cè)點(diǎn)才能獲得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。
此外,現(xiàn)有技術(shù)中空氣閥的吸氣和排氣性能測(cè)試采用兩套設(shè)備進(jìn)行,無(wú)法實(shí)現(xiàn)在一套設(shè)備上實(shí)現(xiàn)較精確的、吸氣和排氣性能測(cè)試一體化的功能,因此本發(fā)明根據(jù)空氣閥的工程運(yùn)用需求,設(shè)計(jì)了一種利用穩(wěn)態(tài)氣源對(duì)空氣閥進(jìn)行測(cè)試的吸排氣性能測(cè)試裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作的且全程采用穩(wěn)態(tài)氣源進(jìn)行性能測(cè)試的空氣閥性能測(cè)試裝置。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供一種操作簡(jiǎn)單方便、能精確測(cè)試空氣閥的吸、排氣性能的測(cè)試方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種空氣閥性能測(cè)試裝置,包括鼓風(fēng)機(jī)、被測(cè)閥安裝座一、流量計(jì),所述鼓風(fēng)機(jī)和流量計(jì)通過(guò)管道連接形成氣流回路,所述被測(cè)閥安裝座一設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口與流量計(jì)之間,所述鼓風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口連接有三通管;所述被測(cè)閥安裝座一與鼓風(fēng)機(jī)之間具有排氣口,所述排氣口與被測(cè)閥安裝座一之間設(shè)置換向閥一。
還包括設(shè)置在所述三通管與流量計(jì)之間的被測(cè)閥安裝座二,所述被測(cè)閥安裝座二與鼓風(fēng)機(jī)之間具有換向閥二;所述被測(cè)閥安裝座一、被測(cè)閥安裝座二與氣流回路管道之間分別設(shè)有換向閥三與換向閥四;所述被測(cè)閥安裝座一、被測(cè)閥安裝座二上分別設(shè)有壓力變送器一和壓力變送器二用于測(cè)量被測(cè)閥入口壓力。
所述三通管具有與外界連通的出口,出口設(shè)有可開閉結(jié)構(gòu)。
所述排氣口上具有可開閉結(jié)構(gòu)。
所述裝置設(shè)置兩個(gè)被測(cè)閥安裝座,根據(jù)空氣閥性能試驗(yàn)需求選取安裝位置,當(dāng)需測(cè)試空氣閥吸氣性能試驗(yàn)時(shí),空氣閥安裝在被測(cè)閥安裝座一上,當(dāng)需做排氣性能試驗(yàn)時(shí),空氣閥安裝在被測(cè)閥安裝座二上;空氣閥安裝到位后,通過(guò)對(duì)相關(guān)換向閥進(jìn)行開閉操作,使所述裝置形成一條吸氣管路或排氣管路,通過(guò)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的流量,得到被測(cè)閥入口處不同的壓力值,在不同壓力值條件下讀取流量計(jì)的流量值即可對(duì)空氣閥進(jìn)行相關(guān)吸排氣性能分析。
進(jìn)一步地,所述被測(cè)閥安裝座一包括法蘭變徑管一和法蘭直管一,所述被測(cè)閥安裝座二包括法蘭變徑管二和法蘭直管二,所述法蘭直管一和法蘭直管二一端用于安裝被測(cè)閥,所述法蘭變徑管一、法蘭變徑管二的小端分別與法蘭直管一和法蘭直管二連接,所述法蘭變徑管一和法蘭變徑管二與氣流管道相接。
法蘭變徑管一和法蘭變徑管二的設(shè)置一方面是因?yàn)楸粶y(cè)閥口徑較小,而氣流管道的管徑大;另一方面在做排氣性能測(cè)試時(shí),流向被測(cè)閥的氣流經(jīng)由法蘭變徑管二變徑,到達(dá)被測(cè)閥入口的壓力將處于穩(wěn)流狀態(tài)。
更進(jìn)一步地,所述法蘭變徑管一和法蘭變徑管二的錐度小于或等于15°,在該角度范圍內(nèi)所述測(cè)試裝置能最大限度地控制汽蝕,優(yōu)選地,該錐度為15°。
具體地,所述法蘭直管一和法蘭直管二上均設(shè)置有取壓口,所述壓力變送器一和壓力變送器二通過(guò)取壓口分別設(shè)置在法蘭直管一和法蘭直管二上,在取壓口的位置周圍還焊接有鎖固壓力變送器一和壓力變送器二的凸臺(tái),優(yōu)選地,為保證壓力變送器一和壓力變送器二與取壓口的連接穩(wěn)固性,所述壓力變送器一和壓力變送器二分別垂直于法蘭直管一和法蘭直管二設(shè)置。
具體地,所述三通管的設(shè)置使得所述鼓風(fēng)機(jī)可以在吸氣測(cè)試和排氣測(cè)試中對(duì)氣流的吸入方向進(jìn)行任意切換,吸氣試驗(yàn)時(shí),三通管上的可開閉結(jié)構(gòu)關(guān)閉,鼓風(fēng)機(jī)從氣流管道中吸氣,排氣試驗(yàn)時(shí),三通管上的可開閉結(jié)構(gòu)打開,鼓風(fēng)機(jī)從外界吸氣。
進(jìn)一步地,所述鼓風(fēng)機(jī)為羅茨鼓風(fēng)機(jī),羅茨鼓風(fēng)機(jī)在很寬的壓力范圍內(nèi),具有穩(wěn)定的大抽速,能迅速排出體內(nèi)氣體;且羅茨鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)先進(jìn),結(jié)構(gòu)合理,轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子與泵體間均有間隙,互不接觸,不用潤(rùn)滑,摩擦損失小,可用較低的動(dòng)力獲得較大的抽速,有顯著的節(jié)能效果。
進(jìn)一步地,所述鼓風(fēng)機(jī)由變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng),變頻器置于變頻器控制柜內(nèi)。
進(jìn)一步地,所述換向閥一、換向閥二、換向閥三和換向閥四采用蝸輪法蘭式蝶閥。
進(jìn)一步地,所述可開閉結(jié)構(gòu)可為法蘭蓋或換向閥,優(yōu)先選用換向閥,所述可開閉結(jié)構(gòu)為蝸輪法蘭式蝶閥,可實(shí)現(xiàn)對(duì)三通管出口或排氣口進(jìn)行高效地、精確地開閉操作。
進(jìn)一步地,為輔助所述鼓風(fēng)機(jī)的流量調(diào)節(jié),使被測(cè)閥入口處的壓力得到更好地控制,所述換向閥一與被測(cè)閥安裝座一之間設(shè)有調(diào)節(jié)裝置。
具體地,所述調(diào)節(jié)裝置為設(shè)于氣流管道上的節(jié)流支路一,所述節(jié)流支路一與外界連通,所述節(jié)流支路一上設(shè)有節(jié)流元件一,通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流元件一可使進(jìn)入流量計(jì)的氣流流量變化。
更進(jìn)一步地,所述節(jié)流支路一上還設(shè)有節(jié)流支路二,所述節(jié)流支路二上具有節(jié)流元件二,所述節(jié)流支路二連通所述節(jié)流元件一兩端的管道。
具體地,將所述節(jié)流支路一設(shè)置為粗調(diào)節(jié)流支路,所述節(jié)流支路二為微調(diào)節(jié)流支路,以便對(duì)氣流進(jìn)行精確控制。
更具體地,所述節(jié)流元件一起粗調(diào)作用,所述節(jié)流元件二起微調(diào)作用,優(yōu)選地,所述節(jié)流元件一采用球閥,所述節(jié)流元件二采用針閥。
進(jìn)一步地,為使空氣閥的吸排氣性能得到精確的分析判斷,在所述裝置對(duì)空氣閥進(jìn)行性能測(cè)試前需對(duì)流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn),為達(dá)到流量計(jì)的校準(zhǔn)目的,在所述流量計(jì)兩側(cè)設(shè)置差壓變送器,在所述被測(cè)閥安裝座一與流量計(jì)之間設(shè)有溫度傳感器。
具體地,兩個(gè)所述差壓變送器用于測(cè)得流量計(jì)兩側(cè)的壓降值以及流量計(jì)與被測(cè)閥之間的壓差值;所述溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)流入流量計(jì)的氣流的溫度值。
更具體地,根據(jù)得到的壓降值、壓差值、溫度值結(jié)合被測(cè)閥入口處的壓力值,代入流量計(jì)流量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式得出流量計(jì)在該狀態(tài)下的理論流量值,將記錄的流量值與計(jì)算得出的理論流量值進(jìn)行比對(duì),當(dāng)偏差不超過(guò)5%時(shí),流量計(jì)即達(dá)到校準(zhǔn)狀態(tài),可開始進(jìn)行空氣閥性能測(cè)試。
進(jìn)一步地,所述被測(cè)閥安裝座一與流量計(jì)之間還設(shè)有整流柵,所述整流柵用于對(duì)流向流量計(jì)的氣流進(jìn)行穩(wěn)流,在試驗(yàn)過(guò)程中,要求氣流盡可能平衡,以減少所述測(cè)試裝置中零部件的振動(dòng)和管道內(nèi)的壓力,尤其需要避免進(jìn)入流量計(jì)的氣流沖擊較大。
具體地,所述整流柵由多根小直徑的鋼管均勻排列焊接在大直徑鋼管中,所述大直徑鋼管兩端大小與氣流管道適配。
進(jìn)一步地,所述鼓風(fēng)機(jī)與排氣口之間設(shè)置泄壓閥,用于保證所述鼓風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行,通過(guò)設(shè)定鼓風(fēng)機(jī)的額定升壓值,當(dāng)氣流管道中壓力超過(guò)該額定升壓值時(shí),鼓風(fēng)機(jī)即停機(jī),泄壓閥的閥瓣即充分打開及時(shí)泄壓。
進(jìn)一步地,所述鼓風(fēng)機(jī)與氣流管道的連接處采用彈性接頭連接,鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處壓力較大,使用彈性接頭可起到耐壓高、彈性好、降噪減震等作用,且彈性接頭安裝方便,使用靈活,便于拆換維修。
進(jìn)一步地,為避免鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處因流量大等原因?qū)е略跉饬鞴艿乐挟a(chǎn)生蜂鳴等噪聲,可在靠近鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的氣流管道上設(shè)置消聲裝置,具體地,所述消聲裝置的覆蓋范圍延伸至泄壓閥連接處。
具體地,所述消聲裝置為包覆在所述氣流管道外表面的消聲材料,所述消聲材料可為吸音海綿、泡沫塑料、玻璃纖維棉或工業(yè)毛氈等,優(yōu)選地選用吸音海綿,可具有吸音、保溫、隔熱等作用。
進(jìn)一步地,所述裝置可使用普通的孔板流量計(jì),優(yōu)選的采用一體式孔板流量計(jì),一體式孔板流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,性能穩(wěn)定,使用可靠等優(yōu)點(diǎn),可為空氣閥的吸、排氣性能提供更加精確的參數(shù)信息。
進(jìn)一步地,所述裝置還包括分別與流量計(jì)、溫度傳感器、壓力變送器一、壓力變送器二和差壓變送器等電連接的數(shù)據(jù)采集分析模塊,所述數(shù)據(jù)采集分析模塊全程參與空氣閥的性能測(cè)試過(guò)程,對(duì)采集的信息及時(shí)進(jìn)行分析處理,為操作者提供操作依據(jù)并最終提供精確的空氣閥吸、排氣性能分析報(bào)告。
進(jìn)一步地,所述氣流管道根據(jù)所述裝置的實(shí)際布置來(lái)選擇直管或彎管連接而成。
具體地,氣流管道的連接在任意兩根相互連接的管道直徑不同時(shí),采用變徑管連接。
具體地,空氣閥在做性能測(cè)試時(shí),一般將空氣閥布置為豎直方向,因此被測(cè)閥安裝座一和/或被測(cè)閥安裝座二中的管道可根據(jù)需要選擇彎管。
所述測(cè)試裝置用于做吸氣性能測(cè)試時(shí),裝置內(nèi)氣流流向?yàn)椋罕粶y(cè)閥→被測(cè)閥安裝座一→整流柵→流量計(jì)→三通管→鼓風(fēng)機(jī)→泄壓閥→排氣口。
所述測(cè)試裝置用于做排氣性能測(cè)試時(shí),裝置內(nèi)氣流流向?yàn)椋喝ü堋娘L(fēng)機(jī)→泄壓閥→整流柵→被測(cè)閥安裝座二→被測(cè)閥。
本發(fā)明同時(shí)提供一種利用所述空氣閥性能測(cè)試裝置對(duì)空氣閥性能進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試方法,采用穩(wěn)態(tài)氣源進(jìn)行測(cè)試,包括吸氣性能測(cè)試和排氣性能測(cè)試,操作步驟如下:
a.吸氣性能測(cè)試
aS1.對(duì)流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn):檢查各裝置部件及各測(cè)量?jī)x表是否安裝到位,將被測(cè)閥安裝至被測(cè)閥安裝座二上,按順序開啟三通管上的可開閉結(jié)構(gòu)、換向閥一、換向閥四,關(guān)閉換向閥三、換向閥二和排氣口處的可開閉結(jié)構(gòu),將節(jié)流元件一和節(jié)流元件二置于調(diào)節(jié)狀態(tài),開啟鼓風(fēng)機(jī),調(diào)節(jié)節(jié)流元件一和節(jié)流元件二,通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析模塊對(duì)溫度傳感器測(cè)得的溫度值、流量計(jì)測(cè)得的流量值、差壓變送器測(cè)得的流量計(jì)前后壓降值、被測(cè)閥入口處的壓力值以及流量計(jì)與被測(cè)閥之間的壓差值進(jìn)行計(jì)算得出孔板流量計(jì)在該狀態(tài)下的理論流量值,并將流量計(jì)的實(shí)際流量值與理論流量值進(jìn)行比對(duì),當(dāng)偏差不超過(guò)5%時(shí),流量計(jì)為校準(zhǔn)狀態(tài),可開始進(jìn)行吸氣測(cè)試,否則需調(diào)試流量計(jì);
aS2.對(duì)空氣閥進(jìn)行測(cè)試:關(guān)閉換向閥四,將被測(cè)閥安裝至被測(cè)閥安裝座一上,按順序開啟排氣口處的可開閉結(jié)構(gòu),關(guān)閉換向閥一、換向閥四以及節(jié)流元件一和節(jié)流元件二,開啟換向閥三和換向閥二,關(guān)閉三通管上的可開閉結(jié)構(gòu);調(diào)節(jié)變頻器,逐步增大鼓風(fēng)機(jī)流量,觀察被測(cè)閥處的壓力變送器一測(cè)得的壓力值,同時(shí)注意流量計(jì)測(cè)得的流量值,當(dāng)流量值增大到趨于平穩(wěn),而壓力變送器一壓力值劇烈波動(dòng)或突然下降,則被測(cè)閥達(dá)最大吸氣量,數(shù)據(jù)采集分析模塊將對(duì)相應(yīng)的壓力值—流量值進(jìn)行記錄和分析;
aS3.使aS2測(cè)試過(guò)程中被測(cè)閥入口處的壓力變化,得到至少3組不同壓力值下的壓力值—流量值,并進(jìn)行記錄和分析。
aS4.測(cè)試結(jié)束,關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī);
b.排氣性能測(cè)試
bS1.對(duì)流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn):檢查各裝置部件及各測(cè)量?jī)x表是否安裝到位,將被測(cè)閥安裝至被測(cè)閥安裝座二上,按順序開啟三通管上的可開閉結(jié)構(gòu)、換向閥一、換向閥四,關(guān)閉換向閥三、換向閥二和排氣口處的可開閉結(jié)構(gòu),將節(jié)流元件一和節(jié)流元件二置于調(diào)節(jié)狀態(tài),開啟鼓風(fēng)機(jī),調(diào)節(jié)節(jié)流元件一和節(jié)流元件二,通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析模塊對(duì)溫度傳感器測(cè)得的溫度值、流量計(jì)測(cè)得的流量值、差壓變送器測(cè)得的流量計(jì)前后壓降值、被測(cè)閥入口處的壓力值以及流量計(jì)與被測(cè)閥之間的壓差值進(jìn)行計(jì)算得出孔板流量計(jì)在該狀態(tài)下的理論流量值,并將流量計(jì)的實(shí)際流量值與理論流量值進(jìn)行比對(duì),當(dāng)偏差不超過(guò)5%時(shí),流量計(jì)為校準(zhǔn)狀態(tài),可開始進(jìn)行吸氣測(cè)試,否則需調(diào)試流量計(jì);
bS2.對(duì)空氣閥進(jìn)行測(cè)試:調(diào)節(jié)變頻器,調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)流量或通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流元件一和節(jié)流元件二來(lái)調(diào)節(jié)氣流流量,觀察被測(cè)閥入口處的壓力值變化,同時(shí)注意流量計(jì)測(cè)得的流量值,當(dāng)被測(cè)閥入口處的壓力值劇烈波動(dòng),而流量值趨于平穩(wěn),或者被測(cè)閥節(jié)流塞被吹起時(shí),則被測(cè)閥達(dá)最大排氣量,數(shù)據(jù)采集分析模塊將對(duì)相應(yīng)的壓力值—流量值進(jìn)行記錄和分析;
bS3.空氣閥微排過(guò)程記錄:當(dāng)達(dá)最大排氣量后,被測(cè)閥開始進(jìn)行節(jié)流排氣,此時(shí)流量值相應(yīng)減小,但壓力值還在緩慢增大,數(shù)據(jù)采集分析模塊將對(duì)微排結(jié)束時(shí)相應(yīng)的壓力值—流量值進(jìn)行記錄和分析;
bS4.使bS2測(cè)試過(guò)程中被測(cè)閥入口處的壓力變化,得到至少3組不同壓力值下的壓力值—流量值,并進(jìn)行記錄和分析,同時(shí)對(duì)應(yīng)記錄bS3過(guò)程中的壓力值—流量值并進(jìn)行分析。
bS5.測(cè)試結(jié)束,關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明所述的空氣閥性能測(cè)試裝置,打破了現(xiàn)有技術(shù)關(guān)于空氣閥吸、排氣性能測(cè)試裝置中采用瞬態(tài)氣源進(jìn)行測(cè)試的技術(shù)定勢(shì),利用穩(wěn)態(tài)氣源的平緩和小沖擊性能,設(shè)計(jì)出一種利用鼓風(fēng)機(jī)輸出穩(wěn)態(tài)氣源進(jìn)行測(cè)試的空氣閥吸排氣性能測(cè)試裝置,穩(wěn)態(tài)氣源測(cè)試具有氣源壓力恒定、對(duì)測(cè)試設(shè)備無(wú)沖擊等優(yōu)點(diǎn),本發(fā)明中采用鼓風(fēng)機(jī)提供穩(wěn)定氣源,可保證測(cè)試過(guò)程中持續(xù)不變的壓力,實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試過(guò)程的穩(wěn)定性以及測(cè)試結(jié)果的精確性等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明所述測(cè)試裝置多功能化,可在一套裝置中對(duì)空氣閥進(jìn)行吸氣性能測(cè)試和排氣性能測(cè)試,而不需對(duì)流量計(jì)等零部件進(jìn)行多次拆卸安裝,克服了現(xiàn)有技術(shù)中吸氣性能測(cè)試和排氣性能測(cè)試為兩套不同的測(cè)試裝置的缺點(diǎn),從兩套裝置到一套裝置的集成,一方面節(jié)約了裝置成本,例如鼓風(fēng)機(jī)和流量計(jì)均只需一個(gè)便可達(dá)到要求,另一方面節(jié)約了整個(gè)裝置的占地面積,再者其合理的零件布置方便操作者進(jìn)行相關(guān)操作。
本發(fā)明還提供了一種利用所述測(cè)試裝置對(duì)空氣閥進(jìn)行吸、排氣性能測(cè)試的測(cè)試方法,其充分利用了所述裝置中穩(wěn)態(tài)氣源測(cè)試的優(yōu)點(diǎn),從而得到可靠地、精確地測(cè)試結(jié)果,能客觀地、準(zhǔn)確地反映被測(cè)空氣閥的吸氣性能和排氣性能的各項(xiàng)指標(biāo)。
附圖說(shuō)明
圖1為所述空氣閥性能測(cè)試裝置的主視圖;
圖2為所述空氣閥性能測(cè)試裝置的俯視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。其中,附圖僅用于示例性說(shuō)明,表示的僅是示意圖,而非實(shí)物圖,不能理解為對(duì)本專利的限制;為了更好地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例,附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小,并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸;對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō),附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。
實(shí)施例1
如圖1~2所示,提供一種空氣閥性能測(cè)試裝置,包括鼓風(fēng)機(jī)1、被測(cè)閥安裝座一2、流量計(jì)4,鼓風(fēng)機(jī)1和流量計(jì)4通過(guò)管道連接形成氣流回路,被測(cè)閥安裝座一2設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)1出風(fēng)口與流量計(jì)4之間,鼓風(fēng)機(jī)1吸風(fēng)口連接有三通管5;被測(cè)閥安裝座一2與鼓風(fēng)機(jī)1之間具有排氣口6,排氣口6與被測(cè)閥安裝座一2之間設(shè)置換向閥一71。
還包括設(shè)置在三通管5與流量計(jì)4之間的被測(cè)閥安裝座二3,被測(cè)閥安裝座二3與鼓風(fēng)機(jī)1之間具有換向閥二72;被測(cè)閥安裝座一2、被測(cè)閥安裝座二3與氣流回路管道之間分別設(shè)有換向閥三73與換向閥四74;被測(cè)閥安裝座一1、被測(cè)閥安裝座二2上分別設(shè)有壓力變送器一21和壓力變送器二31用于測(cè)量被測(cè)閥100入口壓力。
三通管5具有與外界連通的出口,出口設(shè)有可開閉結(jié)構(gòu)51。
排氣口6上具有可開閉結(jié)構(gòu)61。
本測(cè)試裝置設(shè)置兩個(gè)被測(cè)閥安裝座,根據(jù)空氣閥性能試驗(yàn)需求選取安裝位置,當(dāng)需測(cè)試空氣閥吸氣性能試驗(yàn)時(shí),被測(cè)閥100安裝在被測(cè)閥安裝座一2上,當(dāng)需做排氣性能試驗(yàn)時(shí),被測(cè)閥100安裝在被測(cè)閥安裝座二3上;被測(cè)閥100安裝到位后,通過(guò)對(duì)相關(guān)換向閥進(jìn)行開閉操作,使測(cè)試裝置形成一條吸氣管路或排氣管路,通過(guò)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)1的流量,得到被測(cè)閥100入口處不同的壓力值,在不同壓力值條件下讀取流量計(jì)4的流量值即可對(duì)空氣閥進(jìn)行相關(guān)吸排氣性能分析。
本發(fā)明所述的空氣閥性能測(cè)試裝置,打破了現(xiàn)有技術(shù)關(guān)于空氣閥吸、排氣性能測(cè)試裝置中采用瞬態(tài)氣源進(jìn)行測(cè)試的技術(shù)定勢(shì),利用鼓風(fēng)機(jī)輸出平緩和小沖擊的穩(wěn)態(tài)氣源對(duì)空氣閥進(jìn)行吸排氣性能測(cè)試,穩(wěn)態(tài)氣源測(cè)試具有氣源壓力恒定、對(duì)測(cè)試設(shè)備無(wú)沖擊等優(yōu)點(diǎn),鼓風(fēng)機(jī)提供的穩(wěn)定氣源,可保證測(cè)試過(guò)程中持續(xù)不變的壓力,實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試過(guò)程的穩(wěn)定性以及測(cè)試結(jié)果的精確性等優(yōu)點(diǎn)。
被測(cè)閥安裝座一2包括法蘭變徑管一22和法蘭直管一23,被測(cè)閥安裝座二3包括法蘭變徑管二32和法蘭直管二33,法蘭直管一23和法蘭直管二33一端用于安裝被測(cè)閥100,法蘭變徑管一22、法蘭變徑管二32的小端分別與法蘭直管一23和法蘭直管二33連接,法蘭變徑管一22和法蘭變徑管二32與氣流管道相接。
法蘭變徑管一22和法蘭變徑管二32的設(shè)置一方面是因?yàn)楸粶y(cè)閥100口徑較小,而氣流管道的管徑大;另一方面在做排氣性能測(cè)試時(shí),流向被測(cè)閥100的氣流經(jīng)由法蘭變徑管二32變徑,到達(dá)被測(cè)閥入口的壓力將處于穩(wěn)流狀態(tài)。
法蘭變徑管一22和法蘭變徑管二32的錐度設(shè)置為小于或等于15°,在該角度范圍內(nèi)本測(cè)試裝置能最大限度地控制汽蝕,優(yōu)選地,該錐度為15°。
法蘭直管一23和法蘭直管二33上均設(shè)置有取壓口(未示出),壓力變送器一21和壓力變送器二31通過(guò)取壓口分別垂直設(shè)置在法蘭直管一23和法蘭直管二33上,在取壓口的位置周圍還焊接有鎖固壓力變送器一和壓力變送器二的凸臺(tái)(未示出)。
具體地,三通管5的設(shè)置使得鼓風(fēng)機(jī)1可以在吸氣測(cè)試和排氣測(cè)試中對(duì)氣流的吸入方向進(jìn)行任意切換,吸氣試驗(yàn)時(shí),三通管上的可開閉結(jié)構(gòu)51關(guān)閉,鼓風(fēng)機(jī)1從氣流管道中吸氣,排氣試驗(yàn)時(shí),三通管上的可開閉結(jié)構(gòu)51打開,鼓風(fēng)機(jī)1從外界吸氣。
本實(shí)施例中鼓風(fēng)機(jī)1為羅茨鼓風(fēng)機(jī),羅茨鼓風(fēng)機(jī)在很寬的壓力范圍內(nèi),具有穩(wěn)定的大抽速,能迅速排出體內(nèi)氣體;且羅茨鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)先進(jìn),結(jié)構(gòu)合理,轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子與泵體間均有間隙,互不接觸,不用潤(rùn)滑,摩擦損失小,可用較低的動(dòng)力獲得較大的抽速,有顯著的節(jié)能效果。
具體地選用RRF-290型羅茨鼓風(fēng)機(jī),羅茨鼓風(fēng)機(jī)由變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng),變頻器置于變頻器控制柜內(nèi)。
換向閥一71、換向閥二72、換向閥三73和換向閥四74采用蝸輪法蘭式蝶閥。
本實(shí)施例針對(duì)口徑為DN50-DN300的空氣閥進(jìn)行測(cè)試,鼓風(fēng)機(jī)1吸風(fēng)口和出風(fēng)口的口徑為DN300,因此與鼓風(fēng)機(jī)1連接的管道為DN300口徑管道,其余管道均采用DN350口徑管道,即三通管5口徑和與鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接端的管道口徑為DN300。
三通管5上的可開閉結(jié)構(gòu)51為蝸輪法蘭式蝶閥,可實(shí)現(xiàn)對(duì)三通管出口或排氣口進(jìn)行高效地、精確地開閉操作,具體地,選用300D341X-10型的蝸輪法蘭式蝶閥。
根據(jù)氣流管道的口徑設(shè)置,換向閥71、換向閥二72、換向閥三73和換向閥四74均選用350D341X-10型的蝸輪法蘭式蝶閥。
排氣口6的可開閉結(jié)構(gòu)61采用350D341X-10型的蝸輪法蘭式蝶閥。
為輔助鼓風(fēng)機(jī)1的流量調(diào)節(jié),使被測(cè)閥100入口處的壓力得到更好地控制,在換向閥一71與被測(cè)閥安裝座一2之間設(shè)有調(diào)節(jié)裝置8。
具體地,調(diào)節(jié)裝置8為設(shè)于氣流管道上的節(jié)流支路一,節(jié)流支路一具有與外界連通的端部,節(jié)流支路一上設(shè)有節(jié)流元件一81,通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流元件一81可使進(jìn)入流量計(jì)4的氣流流量變化。
同時(shí),節(jié)流支路一上還設(shè)有節(jié)流支路二,節(jié)流支路二上具有節(jié)流元件二82,節(jié)流支路二連通節(jié)流元件一81兩端的管道。
本實(shí)施例中將節(jié)流支路一設(shè)置為粗調(diào)節(jié)流支路,將節(jié)流支路二為微調(diào)節(jié)流支路,以便對(duì)氣流進(jìn)行精確控制,此時(shí)節(jié)流元件一81起粗調(diào)作用,節(jié)流元件二82起微調(diào)作用,優(yōu)選地,節(jié)流元件一81采用球閥,節(jié)流元件二82采用針閥。
具體地,節(jié)流元件一81為150Q341X-10型球閥,節(jié)流元件二82為50J61W-63型型針閥。
為使被測(cè)閥100的吸排氣性能得到精確的分析判斷,在采用本測(cè)試裝置對(duì)空氣閥進(jìn)行性能測(cè)試前需對(duì)流量計(jì)4進(jìn)行校準(zhǔn),為達(dá)到流量計(jì)的校準(zhǔn)目的,在流量計(jì)4兩側(cè)設(shè)置差壓變送器41,在被測(cè)閥安裝座一2與流量計(jì)4之間設(shè)有溫度傳感器9。
具體地,兩個(gè)差壓變送器41用于測(cè)得流量計(jì)4兩側(cè)的壓降值hn以及流量計(jì)4與被測(cè)閥100之間的壓差值h;溫度傳感器9用于監(jiān)測(cè)流入流量計(jì)4的氣流的溫度值T。
根據(jù)得到的壓降值hn、壓差值h、溫度值T結(jié)合被測(cè)閥100入口處的壓力值hv,代入流量計(jì)流量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式得出流量計(jì)在該狀態(tài)下的理論流量值Ql,將記錄的流量值Q與計(jì)算得出的理論流量值Ql進(jìn)行比對(duì),當(dāng)偏差不超過(guò)5%時(shí),流量計(jì)即達(dá)到校準(zhǔn)狀態(tài),可開始進(jìn)行空氣閥性能測(cè)試。
具體地,本實(shí)施例中差壓變送器采用CECC-630-G22M1B3D1iJ型號(hào),溫度傳感器型號(hào)選用OPTITEMP TRA-C30型。
本測(cè)試裝置還包括分別與流量計(jì)4、溫度傳感器9、壓力變送器一21、壓力變送器二31和差壓變送器41等電連接的數(shù)據(jù)采集分析模塊(未示出),數(shù)據(jù)采集分析模塊全程參與空氣閥的性能測(cè)試過(guò)程,對(duì)采集的信息及時(shí)進(jìn)行分析處理,為操作者提供操作依據(jù)并最終提供精確的空氣閥吸、排氣性能分析報(bào)告。
數(shù)據(jù)采集分析模塊具體為數(shù)據(jù)采集分析儀,優(yōu)選YSV8016網(wǎng)絡(luò)型數(shù)據(jù)采集分析儀,其具有24位A/D精度,可選16路同步采集,采樣頻率60KHz/CH。以太網(wǎng)接口可以和計(jì)算機(jī)通信、傳送數(shù)據(jù),并通過(guò)配套軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制和數(shù)據(jù)采集、信號(hào)分析等功能。適用于振動(dòng)噪聲、沖擊、流量、壓力、電壓、電流等各種物理量信號(hào)采集。
被測(cè)閥安裝座一2與流量計(jì)4之間還設(shè)有用于對(duì)流向流量計(jì)的氣流進(jìn)行穩(wěn)流的整流柵110,因?yàn)樵谠囼?yàn)過(guò)程中,要求氣流盡可能平衡,以減少測(cè)試裝置中零部件的振動(dòng)和管道內(nèi)的壓力,尤其需要避免進(jìn)入流量計(jì)的氣流沖擊較大。
整流柵110由多根小直徑的鋼管均勻排列焊接在大直徑鋼管中,大直徑鋼管兩端大小與氣流管道適配。
鼓風(fēng)機(jī)1與排氣口6之間設(shè)置泄壓閥120用于保證鼓風(fēng)機(jī)1的安全運(yùn)行,通過(guò)設(shè)定鼓風(fēng)機(jī)1的額定升壓值,當(dāng)氣流管道中壓力超過(guò)該額定升壓值時(shí),鼓風(fēng)機(jī)即停機(jī),泄壓閥120的閥瓣即充分打開及時(shí)泄壓。
鼓風(fēng)機(jī)1出風(fēng)口與氣流管道的連接處采用彈性接頭130連接,鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處壓力較大,使用彈性接頭可起到耐壓高、彈性好、降噪減震等作用,且彈性接頭安裝方便,使用靈活,便于拆換維修。
為避免鼓風(fēng)機(jī)1出風(fēng)口處因流量大等原因?qū)е略跉饬鞴艿乐挟a(chǎn)生蜂鳴等噪聲,可在靠近鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的氣流管道上設(shè)置消聲裝置140,具體地,消聲裝置的覆蓋范圍延伸至泄壓閥120連接處。
本實(shí)施例中消聲裝置為包覆在氣流管道外表面的吸音海綿,其具有吸音、保溫、隔熱等作用。
本測(cè)試裝置的流量計(jì)4采用一體式孔板流量計(jì),一體式孔板流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,性能穩(wěn)定,使用可靠等優(yōu)點(diǎn),可為空氣閥的吸、排氣性能提供更加精確的參數(shù)信息。
具體地選用德國(guó)科隆流量計(jì),具體型號(hào)為KDP-O-35-0G0FB-C2D3G2的一體式孔板流量計(jì)。
氣流管道根據(jù)測(cè)試裝置的實(shí)際布置來(lái)選擇直管或彎管連接而成。
氣流管道的連接在任意兩根相互連接的管道直徑不同時(shí),采用變徑管連接。
具體地,空氣閥在做性能測(cè)試時(shí),一般將空氣閥布置為豎直方向,因此被測(cè)閥安裝座一2和/或被測(cè)閥安裝座二3中的管道可根據(jù)需要選擇彎管。
本測(cè)試裝置多功能化,可在一套裝置中對(duì)空氣閥進(jìn)行吸氣性能測(cè)試和排氣性能測(cè)試,而不需對(duì)流量計(jì)等零部件進(jìn)行多次拆卸安裝,克服了現(xiàn)有技術(shù)中吸氣性能測(cè)試和排氣性能測(cè)試為兩套不同的測(cè)試裝置的缺點(diǎn),從兩套裝置到一套裝置的集成,一方面節(jié)約了裝置成本,例如鼓風(fēng)機(jī)和流量計(jì)均只需一個(gè)便可達(dá)到要求,另一方面節(jié)約了整個(gè)裝置的占地面積,再者其合理的零件布置方便操作者進(jìn)行相關(guān)操作。
本測(cè)試裝置用于做吸氣性能測(cè)試時(shí),裝置內(nèi)氣流流向?yàn)椋罕粶y(cè)閥100→被測(cè)閥安裝座一2→整流柵110→流量計(jì)4→三通管5→鼓風(fēng)機(jī)1→泄壓閥120→排氣口6。
本測(cè)試裝置用于做排氣性能測(cè)試時(shí),裝置內(nèi)氣流流向?yàn)椋喝ü?→鼓風(fēng)機(jī)1→泄壓閥120→整流柵110→被測(cè)閥安裝座二3→被測(cè)閥100。
實(shí)施例2
如圖1~2所示,本實(shí)施例提供一種利用實(shí)施例1所述測(cè)試裝置對(duì)空氣閥進(jìn)行性能測(cè)試的方法,采用穩(wěn)態(tài)氣源進(jìn)行測(cè)試,包括吸氣性能測(cè)試和排氣性能測(cè)試,測(cè)試時(shí),鼓風(fēng)機(jī)1的測(cè)試電壓為380V,流量為95.7m3/min,轉(zhuǎn)速為730r/min,變頻信號(hào)為50HZ,操作步驟如下:
a.吸氣性能測(cè)試
aS1.對(duì)流量計(jì)4進(jìn)行校準(zhǔn):檢查各裝置部件及各測(cè)量?jī)x表是否安裝到位,將被測(cè)閥100安裝至被測(cè)閥安裝座二的法蘭直管二33上,按順序開啟三通管上的可開閉結(jié)構(gòu)51、換向閥一71、換向閥四74,關(guān)閉換向閥三73、換向閥二72和排氣口處的可開閉結(jié)構(gòu)61,將節(jié)流元件一81和節(jié)流元件二82置于調(diào)節(jié)狀態(tài),開啟鼓風(fēng)機(jī)1,調(diào)節(jié)節(jié)流元件一81和節(jié)流元件二82,通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析模塊對(duì)溫度傳感器9測(cè)得的溫度值T、流量計(jì)4測(cè)得的流量值Q、差壓變送器41測(cè)得的流量計(jì)4前后壓降值hn、被測(cè)閥100入口處的壓力值hv以及流量計(jì)4與被測(cè)閥100之間的壓差值h進(jìn)行計(jì)算得出孔板流量計(jì)4在該狀態(tài)下的理論流量值Ql,并將流量計(jì)的實(shí)際流量值Q與理論流量值Ql進(jìn)行比對(duì),當(dāng)偏差不超過(guò)5%時(shí),流量計(jì)為校準(zhǔn)狀態(tài),可開始進(jìn)行吸氣測(cè)試,否則需調(diào)試流量計(jì)4;
aS2.對(duì)空氣閥進(jìn)行測(cè)試:關(guān)閉換向閥四74,將被測(cè)閥100安裝至被測(cè)閥安裝座一的法蘭直管一23上,按順序開啟排氣口處的可開閉結(jié)構(gòu)61,關(guān)閉換向閥一71、換向閥四74以及節(jié)流元件一81和節(jié)流元件二82,開啟換向閥三73和換向閥二72,關(guān)閉三通管上的可開閉結(jié)構(gòu)51;調(diào)節(jié)變頻器,逐步增大鼓風(fēng)機(jī)流量,觀察被測(cè)閥100處的壓力變送器一21測(cè)得的壓力值hv,同時(shí)注意流量計(jì)4測(cè)得的流量值Q,通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析模塊記錄壓力值分別為-5 kPa、-10 kPa、-15 kPa、-20 kPa等數(shù)值下的流量值Q,當(dāng)流量值Q增大到趨于平穩(wěn),而壓力變送器一21壓力值hv劇烈波動(dòng)或突然下降,則被測(cè)閥100達(dá)最大吸氣量,數(shù)據(jù)采集分析模塊將對(duì)相應(yīng)的壓力值—流量值進(jìn)行記錄和分析,;
aS3.測(cè)試結(jié)束,關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī);
b.排氣性能測(cè)試
bS1.對(duì)流量計(jì)4進(jìn)行校準(zhǔn):檢查各裝置部件及各測(cè)量?jī)x表是否安裝到位,將被測(cè)閥100安裝至被測(cè)閥安裝座二的法蘭直管二33上,按順序開啟三通管上的可開閉結(jié)構(gòu)51、換向閥一71、換向閥四74,關(guān)閉換向閥三73、換向閥二72和排氣口處的可開閉結(jié)構(gòu)61,將節(jié)流元件一81和節(jié)流元件二82置于調(diào)節(jié)狀態(tài),開啟鼓風(fēng)機(jī)1,調(diào)節(jié)節(jié)流元件一81和節(jié)流元件二82,通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析模塊對(duì)溫度傳感器9測(cè)得的溫度值T、流量計(jì)4測(cè)得的流量值Q、差壓變送器41測(cè)得的流量計(jì)4前后壓降值hn、被測(cè)閥100入口處的壓力值hv以及流量計(jì)4與被測(cè)閥100之間的壓差值h進(jìn)行計(jì)算得出孔板流量計(jì)4在該狀態(tài)下的理論流量值Ql,并將流量計(jì)的實(shí)際流量值Q與理論流量值Ql進(jìn)行比對(duì),當(dāng)偏差不超過(guò)5%時(shí),流量計(jì)為校準(zhǔn)狀態(tài),可開始進(jìn)行吸氣測(cè)試,否則需調(diào)試流量計(jì)4;
bS2.對(duì)空氣閥進(jìn)行測(cè)試:調(diào)節(jié)變頻器,調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)流量或通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流元件一81和節(jié)流元件二82來(lái)調(diào)節(jié)氣流流量,觀察被測(cè)閥100入口處的壓力值hv變化,同時(shí)注意流量計(jì)4測(cè)得的流量值Q,通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析模塊記錄壓力值分別為5 kPa、10 kPa、15 kPa、20 kPa、25 kPa、30 kPa等數(shù)值下的流量值Q,當(dāng)被測(cè)閥100入口處的壓力值hv劇烈波動(dòng),而流量值Q趨于平穩(wěn),或者被測(cè)閥100節(jié)流塞被吹起時(shí),則被測(cè)閥達(dá)最大排氣量,數(shù)據(jù)采集分析模塊將對(duì)相應(yīng)的壓力值—流量值進(jìn)行記錄和分析;
bS3.空氣閥微排過(guò)程記錄:當(dāng)達(dá)最大排氣量后,被測(cè)閥100開始進(jìn)行節(jié)流排氣,此時(shí)流量值Q相應(yīng)減小,但壓力值hv還在緩慢增大,通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析模塊記錄壓力值分別為2kPa、4 kPa、6 kPa等數(shù)值下的流量值Q,直至微排結(jié)束,數(shù)據(jù)采集分析模塊將對(duì)微排結(jié)束時(shí)相應(yīng)的壓力值—流量值進(jìn)行記錄和分析;
bS4.測(cè)試結(jié)束,關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)。
本測(cè)試方法充分利用了所述裝置中穩(wěn)態(tài)氣源測(cè)試的優(yōu)點(diǎn),從而得到可靠地、精確地測(cè)試結(jié)果,能客觀地、準(zhǔn)確地反映被測(cè)空氣閥的吸氣性能和排氣性能的各項(xiàng)指標(biāo)。
顯然,上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案所作的舉例,而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。