CN203259337U - 一种高温阀门检测试验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高温阀门检测试验系统，它包括进油泵、储油罐、压力泵、缓冲罐、检测装置、冷凝装置；在储油罐的顶部安装有电加热器、压力变送器；储油罐的底部通过第三主干管道与缓冲罐连接，在缓冲罐的内侧壁上安装有压力变送器以及温度传感器，缓冲罐通过第四主干管路与待测阀门的入油口连接；所述检测装置包括检测台、扭矩测试装置，所述待测阀门的阀杆与扭矩测试装置连接，待测阀门的出油口依次通过第五主干管道、冷凝装置、第二主干管道与储油罐相连。本实用新型结构简单，操作方便，可以对高温阀门进行阻力系数测试、扭矩性能测试，流量特性测试以及泄露量检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高温阀门检测试验系统。
背景技术
阀门是流体管路的控制装置，其基本功能是接通或切断管路介质的流通，改变介质的流动方向，调节介质的压力和流量，保护管路的设备的正常运行。
工业用的阀门的大量应用是在瓦特实用新型蒸汽机之后，近二三十年来，由于石油、化工、电站、冶金、船舶、核能、宇宙等方面的需要，对阀门提出了更高的要求，促使人们研究和生产高参数的阀门，其工作温度从超低温-269℃到高温1200℃，甚至高达3430℃。
目前国内大部分的阀门生产企业在对阀门特别是高温阀门进行出厂检验时，通常只涉及到材料、外观、尺寸、构造、压力、泄露等检查，并未对其在高温介质下的流通能力进行测试。
高温阀门广泛的应用于石油炼化行业，流通介质为烟气或裂解油等。目前国内的高温阀门企业对外提供产品前，由于缺乏在高温介质流通能力方面的检测设备，无法提供相应的参数数据，如阀门在高温介质下开关性能是否良好、泄露是否严重、流通能力是否正常等，从而直接影响到国内高温阀门产品的核心竞争力。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的技术问题提供一种结构简单，可以对高温阀门进行阻力系数测试、扭矩性能测试，流量特性测试以及泄露量检测的高温阀门检测试验系统。
本实用新型所采用的技术方案为：一种高温阀门检测试验系统，其特征在于包括进油泵、储油罐、压力泵、缓冲罐、检测装置、冷凝装置；在储油罐的顶部安装有电加热器、压力变送器，在储油罐的内侧壁安装有温度传感器；储油罐的底部通过第三主干管道与缓冲罐连接，第三主干管道上设置有压力泵和止回阀，在缓冲罐的顶部安装有电加热器，在缓冲罐的内侧壁上安装有压力变送器以及温度传感器，缓冲罐通过第四主干管路与待测阀门的入油口连接；
所述检测装置包括检测台、扭矩测试装置，在检测台上设置有待测阀门，所述待测阀门的阀杆与扭矩测试装置连接，在待测阀门的入油口处的第四主干管道上设有截止阀、流量计、压力变送器；
待测阀门的出油口依次通过第五主干管道、冷凝装置、第二主干管道与储油罐相连，第五主干管道上设置压力变送器、截止阀。
按上述技术方案，所述扭矩测试装置包括支架，在支架上设置有电动执行器、扭矩传感器，电动执行器的输出轴通过联轴器与扭矩传感器连接，扭矩传感器的输出轴通过联轴器与待测阀门的阀杆连接。
按上述技术方案，所述电动执行器上设有角行程位移传感器。
按上述技术方案，所述冷凝装置包括水槽、蛇管，水槽上端的进水口与进水管相连，进水管上设有进水泵，水槽底部的出水口与出水管相连，出水管上设置出水泵；蛇管位于水槽内，蛇管的底端通过法兰与第五主干管道相连，蛇管的上端通过法兰与第二主干管道(22)连接。
按上述技术方案，冷凝装置还通过支流管道与缓冲罐连通，在支流管路上设置有截止阀、稳压阀、弯管膨胀节。
按上述技术方案，所述的第五主干管道上还设有泄漏检测管道，泄漏检测管道上设有截止阀。
按上述技术方案，在储油罐的顶部还安装有安全阀以及排气阀，储油罐的顶部设有第一进油孔，储油罐的侧面设有第二进油孔，进油泵的出油口通过第一主干管道连通储油罐的第一进油孔，在第一主干管道上设置有止回阀；储油罐的底部连接有安装截止阀的排油管道；第二主干管道与储油罐的第二进油孔连通，第二主干管道上安装有止回阀。
按上述技术方案，在缓冲罐的顶部安装有电加热器和安全阀。
按上述技术方案，所述检测台为长方体的水泥基座。
本实用新型所取得的有益效果为：
1、本实用新型结构简单，可以对不同规格的高温阀门进行阻力系数测试、扭矩性能测试，流量特性测试以及泄露量检测，测试范围广、精确度高；
2、本实用新型成本低廉、操作方便，实用性强。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中扭矩测试装置的结构示意图。
图3为本实用新型的控制原理示意图。
图中：1、进油泵；2、止回阀；3、温度传感器；4、排气阀；5、电加热器；6、安全阀；7、储油罐；8、稳压阀；9、压力泵；10、弯管膨胀节；11、压力变送器；12、缓冲罐；13、截止阀；14电动执行器；15、扭矩测试装置；16、待测阀门；17、检测台；18、流量计；19、出水泵；20、冷凝装置；21、进水泵；22、第二主干管道。23、支流管路；24、联轴器；25、轴承座；26、扭矩传感器；27、阀杆；28、支架；29、储油罐温度数显仪；30、储油罐压力数显仪；31、缓冲罐温度数显仪；32、缓存罐压力数显仪；33、储油罐加热器开关；34、缓存罐加热器开关；35、压力泵开关；36、稳压阀开关；37、进油泵开关；38、进水泵开关；39、出水泵开关；40、信号变送器；41、处理器；42、数据采集器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1示出了本实用新型提供的一个实施例的结构示意图，由图1可知，本实施例提供的高温阀门检测试验系统包括进油泵1、储油罐7、压力泵9、缓冲罐12、检测装置、冷凝装置、数据采集系统、控制系统。在储油罐7的顶部安装有电加热器5、压力变送器11、安全阀6以及排气阀4，在储油罐7的内侧壁安装有温度传感器3，底部连接有安装截止阀13的排油管道。储油罐的顶部设有第一进油孔，储油罐的侧面设有第二进油孔，进油泵1的出油口通过第一主干管道连通储油罐7的第一进油孔，在第一主干管道上设置有止回阀2。储油罐7的底部通过第三主干管道与缓冲罐12连接，第三主干管道上设置有压力泵9和止回阀2，压力泵9的作用是为整个介质循环系统提供动力，止回阀的作用是防止缓冲罐12内的介质回流，其中，缓冲罐12的体积小于储油罐7的体积，在缓冲罐12的顶部安装有电加热器5和安全阀6，在缓冲罐12的内侧壁上安装有压力变送器11以及温度传感器3，在缓冲罐12的底部设置有安装截止阀13的排油管道。缓冲罐12通过第四主干管路与待测阀门16的入油口连接。
所述检测装置包括检测台17、扭矩测试装置15，所述检测台17为长方体的水泥基座，在检测台17上设置有待测阀门16，所述待测阀门16的阀杆与扭矩测试装置连接，在待测阀门16的入油口处的第四主干管道上设有截止阀13、流量计18、压力变送器11，待测阀门的出油口与第五主干管道相连，第五主干管道上设置压力变送器11、截止阀13，所述的流量计18为耐温达700℃的靶式流量计（以检测流体作用在测量管道中心并垂直于流动方向的圆盘（靶）上的力来测量流体力量的流量计）。
扭矩测试装置15的结构示意图如图2所示，扭矩测试装置垂直放置的检测台17上，所述扭矩测试装置包括支架28，在支架28上设置有电动执行器14、轴承座25、扭矩传感器26，电动执行器14的输出轴通过联轴器24与扭矩传感器26连接，扭矩传感器26的输出轴通过联轴器24与待测阀门的阀杆27连接。电动执行器上设有角行程位移传感器。
所述冷凝装置包20括水槽、蛇管，水槽上端的进水口与进水管相连，进水管上设有进水泵21，水槽底部的出水口与出水管相连，出水管上设置出水泵19。蛇管位于水槽内，蛇管从水槽底部向上盘绕，蛇管的底端通过法兰与第五主干管道相连，蛇管的上端通过法兰与第二主干管道22连接，其中进水泵21的流量要稍大于出水泵19的流量，其目的在于补偿高温介质流经蛇管与水进行热交换而产生的蒸发量。
第二主干管道22与储油罐7的第二进油孔连通，第二主干管道22上安装有止回阀2，构成循环回路。
其中，第五主干管道还通过支流管道23与缓冲罐12连通，在支流管路23上设置有截止阀13、稳压阀8、弯管膨胀节10。安设稳压阀8的目的是保证缓冲罐内的高温介质以恒定的压强沿第四主干管道、第五主干管道、第二主干管道22流出，弯管膨胀节10作为一种挠性结构用于补偿管道内因温度差而引起的附加应力，可防止管道破坏。所述的第五主干管道上还设有泄漏检测管道，泄漏检测管道上设有截止阀13。
所述控制系统用于控制各个电器的开关，所述控制系统设置在控制柜上，在控制柜上设有储油罐温度数显仪29、储油罐压力数显仪30、缓冲罐温度数显仪31、缓存罐压力数显仪32、储油罐加热器开关33、缓存罐加热器开关34、压力泵开关35、稳压阀开关36、进油泵开关37、进水泵开关38、出水泵开关39、信号变送器40。数据采集系统包括数据采集器和处理器41，信号变送器40将各路信号发送至数据采集器42，处理器41用于处于数据采集器42发送的各路信号。本实施例中，处理器41采用计算机实现。
本实施例中，选择润滑油作为循环系统的流体介质，其成分中含有阻燃添加剂，最高温度可达650℃，由进油泵1输送至储油罐7中，体积约为罐体的三分之二。在控制柜上按下电加热开关33，储油罐内的电加热器开始工作，然后在控制柜前观察储油罐温度数显仪29的示数。当储油罐内的油温上升至350℃时，立即在控制柜上启动压力泵开关35。根据压力泵的流量以及缓冲罐的容积，控制好开启时间，当缓冲罐恰好被充满时关闭压力泵。然后开启缓存罐加热器开关34，缓冲罐内的油继续被加热。当油温达到650℃后，再次启动压力泵9。
完成润滑油的预热后，在压力泵9的作用下，650℃的高温油从缓冲罐顶部沿第三主干管道、第四主干管道依次经过检测台上的待测阀门16和冷凝装置20，最后再次回到储油罐7完成整个循环。其中，当缓冲罐12内的压力大于3Mpa时，缓冲罐内的润滑油从支流管道23经稳压阀8及冷凝装置20流入储油罐7内，使第三主干管道、第四主干管道、第二主干管道22上的压力始终保持在3Mpa。
由于目前国内市场适用于水、油等介质的高温泵最高温度只能达到450℃，故高温油在流过检测台由冷凝装置20降温至450℃以下，才能保证整个系统的安全使用。
本实施例中，待测阀门的测试内容包括阻力系数测试、扭矩性能测试、流量特性测试和泄漏量测试。
阀门的阻力系数 
取决于阀门的尺寸、结构以及内腔形状,其计算公式为：
，式中，
为阀前后压力差；A为阀板面积；Q为管道流量；g为重力加速度。试验过程中将储存罐内压强保持在3MPa，试验需要测得的量为阀门相对开度、阀前压力、阀后压力、管内流量。由电动执行器14缓慢调节阀门的相对开度，范围从0～100%,在由数据采集器42的实时采集上述待测量的数据，计算和分析后从而得到待测阀门不同开度下的阻力系数图。
阀门的扭矩性能测试过程中，需要测得的量为阀门开启的角度，以及对应开度下阀杆的扭矩。在数据采集器上，将待测阀门电动执行器的角度变化范围限定在0～90°，阀门启闭过程中的开启的角度由电动执行器上的角行程位移传感器测出，在计算机上控制待测阀门启闭过程中转动的角度，从而得到各角度下的扭矩值，经组态王软件分析整理得出待测阀门的开度-扭矩图。
阀门的流量特性是指开度与流量的关系。本实施例中，高温油经过储存罐7和缓冲罐12加热以及压力泵9和稳压阀8作用后以恒定的3Mpa压力流经待测阀门，试验过程中，需要测得的量为阀门的相对开度和高温流量计的读数。阀门启闭过程中的相对开度由电动执行器上的角行程位移传感器测出，与流量计自身传感器测得的流量数据经数据采集器42后传至计算机，整理分析后得出待测阀门的流量特性曲线。
本实施例中待测阀门的泄漏量采用定量检测，即高温润滑油在循环过程中完全关闭待测阀门阀板，打开水泥基座一侧且位于泄漏检测管道上的截止阀开关，观测管中是否有介质流出，如有，则待冷却后对其称重即可得到待测阀门的泄漏量。
Claims (9)
1.一种高温阀门检测试验系统，其特征在于包括进油泵（1）、储油罐（7）、压力泵（9）、缓冲罐（12）、检测装置、冷凝装置（20）；在储油罐（7）的顶部安装有电加热器（5）、压力变送器（11），在储油罐（7）的内侧壁安装有温度传感器（3）；储油罐（7）的底部通过第三主干管道与缓冲罐（12）连接，第三主干管道上设置有压力泵（9）和止回阀（2），在缓冲罐（12）的顶部安装有电加热器，在缓冲罐（12）的内侧壁上安装有压力变送器（11）以及温度传感器（3），缓冲罐（12）通过第四主干管路与待测阀门（16）的入油口连接；
所述检测装置包括检测台（17）、扭矩测试装置（15），在检测台（17）上设置有待测阀门（16），所述待测阀门（16）的阀杆与扭矩测试装置连接，在待测阀门（16）的入油口处的第四主干管道上设有截止阀（13）、流量计（18）、压力变送器（11）；
待测阀门的出油口依次通过第五主干管道、冷凝装置、第二主干管道（22）与储油罐(7)相连，第五主干管道上设置压力变送器(11)、截止阀(13)。
2.根据权利要求1所述的一种高温阀门检测试验系统，其特征在于，所述扭矩测试装置包括支架(28)，在支架(28)上设置有电动执行器(14)、扭矩传感器(26)，电动执行器(14)的输出轴通过联轴器(24)与扭矩传感器(26)连接，扭矩传感器(26)的输出轴通过联轴器(24)与待测阀门的阀杆(27)连接。
3.根据权利要求2所述的一种高温阀门检测试验系统，其特征在于，所述电动执行器上设有角行程位移传感器。
4.根据权利要求1所述的一种高温阀门检测试验系统，其特征在于，所述冷凝装置(20)包括水槽、蛇管，水槽上端的进水口与进水管相连，进水管上设有进水泵(21)，水槽底部的出水口与出水管相连，出水管上设置出水泵(19)；蛇管位于水槽内，蛇管的底端通过法兰与第五主干管道相连，蛇管的上端通过法兰与第二主干管道(22)连接。
5.根据权利要求1所述的一种高温阀门检测试验系统，其特征在于，冷凝装置（20）还通过支流管道(23)与缓冲罐(12)连通，在支流管路(23)上设置有截止阀(13)、稳压阀(8)、弯管膨胀节(10)。
6.根据权利要求1所述的一种高温阀门检测试验系统，其特征在于，所述的第五主干管道上还设有泄漏检测管道，泄漏检测管道上设有截止阀（13）。
7.根据权利要求1所述的一种高温阀门检测试验系统，其特征在于，在储油罐（7）的顶部还安装有安全阀（6）以及排气阀(4)，储油罐的顶部设有第一进油孔，储油罐的侧面设有第二进油孔，进油泵(1)的出油口通过第一主干管道连通储油罐(7)的第一进油孔，在第一主干管道上设置有止回阀(2)；储油罐(7)的底部连接有安装截止阀(13)的排油管道；第二主干管道(22)与储油罐(7)的第二进油孔连通，第二主干管道(22)上安装有止回阀(2)。
8.根据权利要求1所述的一种高温阀门检测试验系统，其特征在于，在缓冲罐(12)的顶部安装有电加热器(5)和安全阀(6)。
9.根据权利要求1所述的一种高温阀门检测试验系统，其特征在于，所述检测台(17)为长方体的水泥基座。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20131030 Effective date of abandoning: 20160413 |
|
| C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |