FAD200-50安全閥公稱流量啟溢閉特性試驗的實現(xiàn)方法

1、FAD200/50安全閥公稱流量啟溢閉特性試驗的實現(xiàn)方法摘要： 安全閥是組成煤礦液壓支架液壓系統(tǒng)的重要元件之一，它對支架液壓系統(tǒng)的安全穩(wěn)定具有重要作用。通過試驗證明，該試驗方法操作簡單方便，試驗結(jié)果可靠。abstract: the safety valve is one of the most important components of hydraulic system of coal mine hydraulic support, and it plays an important role in the safety and stability of hydraulic system.

2、 the experiment proved that this test method was simple and convenient in operation, and the results were reliable.關(guān)鍵詞： 安全閥；啟溢閉特性試驗；千斤頂key words: safety valve；opening, overflowing and closing characteristic test；jack1 概述安全閥是用來限制液壓系統(tǒng)或系統(tǒng)局部液腔壓力的閥類，主要對液壓支架的缸體和支撐結(jié)構(gòu)起保護(hù)作用。安全閥主要有額定壓力和額定流量兩個技術(shù)特征，安全閥的公稱壓力是指安全

3、閥的調(diào)定壓力值，公稱流量則是指在允許的壓力范圍內(nèi)所通過的流量值。安全閥調(diào)定壓力為千斤頂閉鎖腔封閉壓力，當(dāng)閉鎖腔壓力大于安全閥調(diào)定壓力時，高壓液體推動閥芯壓縮彈簧移動，開啟泄壓保證安全。當(dāng)液壓支架的頂梁受到的壓力增長非常迅速時，立柱下腔的乳化液被迅速壓縮，壓力也很快隨之升高，當(dāng)達(dá)到安全閥的調(diào)定壓力時，安全閥開啟并開始溢流。如果壓力足夠大時，溢流量可能達(dá)到公稱流量。如果安全閥不能及時的發(fā)揮其作用，將立柱下腔的高壓液體泄出，那么立柱下腔壓力會繼續(xù)增加，當(dāng)壓力達(dá)到一定值時會破壞支撐結(jié)構(gòu)。此外，當(dāng)安全閥迅速泄壓，立柱下腔的壓力降低到一定水平后閥芯應(yīng)及時復(fù)位，若還不能及時復(fù)位的話，會造成立柱下腔壓力偏低，

4、致使液壓支架對頂板的支撐力不足，不能發(fā)揮支架支護(hù)頂板的有效性能。所以當(dāng)局部液腔壓力快速增加時，安全閥既要及時開啟將高壓液體泄出，又能及時復(fù)位閉鎖住液腔內(nèi)的壓力，故而安全閥的性能好壞直接影響支架支護(hù)能力的發(fā)揮和安全系數(shù)。為了保證出廠安全閥的質(zhì)量和可靠安全運(yùn)行，故對安全閥要進(jìn)行公稱流量啟溢閉特性試驗。只有符合gb 25974.3-2010煤礦用液壓支架第3部分：液壓控制系統(tǒng)及閥中的要求才準(zhǔn)予出廠。一般液壓支架用閥綜合試驗臺的額定流量都很小，達(dá)不到被試閥的公稱流量，而高壓泵源的額定壓力為31.5mpa，達(dá)不到被試閥的公稱壓力。該文就設(shè)計一種如何進(jìn)行安全閥的公稱流量啟溢閉特性試驗的方法，并已fad20

5、0/50安全閥為例做了詳細(xì)分析。2 被試安全閥的技術(shù)特征額定壓力：50mpa；額定流量：200l/min；工作范圍：4050mpa。當(dāng)作用在安全閥閥芯上的高壓液體的壓力高于安全閥的開啟壓力時，在高壓液體的作用下閥芯移動，高壓液體通過閥芯上的小孔釋放壓力；隨著壓力的釋放壓力逐漸降低，當(dāng)閥芯上的壓力低于開啟壓力時，閥芯復(fù)位，安全閥關(guān)閉。通過試驗證實：當(dāng)安全閥受到快速來壓時，安全閥溢流時的壓力值會高于或低于公稱壓力值。從以上的分析可以得出，安全閥的溢流壓力應(yīng)在一個范圍內(nèi)波動，最終穩(wěn)定在一個壓力值。在安全閥的公稱流量范圍內(nèi)，為了確保液壓支架的支撐結(jié)構(gòu)和缸體不會因過載而被破壞，安全閥的開啟壓力與溢流壓力

6、的最大值pmax不能超過公稱壓力的1.25倍；同時，當(dāng)安全閥開啟泄壓后，為了保證支架有效地支護(hù)頂板，發(fā)揮其承載性能，要求安全閥的溢流壓力和閉合壓力的最小值pmin不能低于公稱壓力的90%。所以要求安全閥在開啟、溢流、關(guān)閉的整個工作過程中，要確保立柱下腔的壓力始終滿足啟、溢、閉特性及范圍，如圖1所示。由以上分析可以得出圖1中p1=50×125%mpa=62.5mpa，p2=50×90%mpa=45mpa。故該安全閥的啟溢壓力范圍為45mpa62.5mpa。3 試驗的主要設(shè)備和方法3.1 檢驗試驗臺主要技術(shù)參數(shù)：最高測試壓力60mpa；油液壓站電機(jī)功率4kw；乳化液壓站電機(jī)功率

7、1.6kw；操作臺控制輸出口4路；配備外接乳化液進(jìn)口。3.2 高壓泵源主要技術(shù)參數(shù)：額定流量：400l/min額定壓力：31.5mpa功率：250kw電壓：380v3.3 試驗方法 根據(jù)gb 25974.3-2010煤礦用液壓支架第3部分：液壓控制系統(tǒng)及閥中的性能要求和試驗方法對被試安全閥進(jìn)行公稱流量啟溢閉特性試驗。使閥開啟，公稱流量溢流持續(xù)0.5s以上，然后迅速切斷供液，至壓力計值穩(wěn)定為止為試驗全過程，記錄試驗結(jié)果，每個閥進(jìn)行3次。系統(tǒng)壓力為閥的公稱壓力的1.2倍以上，既系統(tǒng)壓力為60mpa以上，而高壓泵源的公稱壓力為31.5mpa，公稱流量為400l/min。雖然高壓泵源的流量為400l/

8、min，能夠達(dá)到安全閥的公稱流量，但是它的公稱壓力卻為31.5mpa，達(dá)不到試驗的要求。檢驗試驗臺的最高壓力雖然能夠滿足試驗的要求，但其最大流量卻很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到安全閥的公稱流量200l/min的要求?？梢姼邏罕迷吹念~定壓力不能滿足試驗的需求，所以為了達(dá)到試驗的目的，需要一個增壓缸來對高壓泵源的壓力進(jìn)行增加來滿足試驗的要求?？紤]到實驗室現(xiàn)有的設(shè)備和成本，選用160/105-900千斤頂作為增壓缸，是利用千斤頂上、下腔截面積的不同起到增壓的目的，試驗原理圖如圖2所示。千斤頂上、下腔的壓強(qiáng)分別為p上、p下，則p上?仔r=p下?仔r故：p上=p下=31.5×mpa=73.1mpa每個單位

9、時間內(nèi)，千斤頂上下腔所流的乳化液的體積是相等的，故：q上=q下=400×l/min=172.3l/min其中q上、q下分別代表上、下腔的流量。由以上式子可以看出使用千斤頂增壓以后的公稱流量和壓力都基本符合試驗要求。試驗時，打開球形截止閥2（當(dāng)進(jìn)行100l安全閥公稱流量啟溢閉特性試驗時該閥起截流作用），關(guān)閉球形截止閥5。啟動高壓泵源，通過操作換向閥3，向千斤頂?shù)南虑还┮?，隨著供液，千斤頂上腔壓力增大，當(dāng)壓力達(dá)到安全閥的調(diào)定壓力時，上腔液體隨著安全閥的開啟溢流。要使千斤頂活塞桿收回時，打開球形截止閥5，通過操作換向閥3向千斤頂?shù)纳锨还┮?，從而可以實現(xiàn)對每個安全閥進(jìn)行三次啟溢閉特性試驗的要

10、求。整個試驗過程中的壓力變化通過高壓膠管連接到試驗臺上的壓力感測器，通過壓力感測器將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，可以實時的在計算機(jī)屏幕上顯示壓力變化的曲線，并保存全過程的壓力變化曲線，試驗結(jié)果見圖3。從圖中的壓力變化曲線可以看出，試驗結(jié)果基本符合要求。千斤頂體積相對比較大一些，并且在進(jìn)行試驗時千斤頂要進(jìn)行伸縮運(yùn)動，所以千斤頂?shù)陌卜藕凸潭ㄐ枰粋€特殊的工具。故根據(jù)實際需要設(shè)計了千斤頂固定工裝，該千斤頂固定工裝還增加了安放換向閥的位置。通過緊固件將換向閥固定在一個平臺上，使對換向閥的操作更加簡單方便，并且使整個試驗中實驗設(shè)備的擺放和管路的連接更加容易和節(jié)省空間。經(jīng)過實際使用證明該工裝非常牢固穩(wěn)定。4 結(jié)論通過實際應(yīng)用證明，使用千斤頂來增加試驗系統(tǒng)中的壓力來滿足試驗要求，該試驗方法能很好的利用試驗室現(xiàn)有的設(shè)備，實現(xiàn)安全閥的公稱流量啟溢閉特性試驗，降低了購買新設(shè)備的成本，并且操作方便簡單。通過連續(xù)幾次的試驗，觀察流量計的示數(shù)為180.5187.7l/min，基本符合被試閥的公稱流量。通過試驗得到的壓力變化曲線（圖3），基本與圖1中的安全閥公稱流量啟溢閉特性曲線一致，所以該試驗方法能達(dá)到gb 25974.3-2010煤礦用液壓支架第3部分：液壓控制系統(tǒng)及閥標(biāo)準(zhǔn)中對安全閥公稱流量啟溢閉特性試驗全部要求。參考文獻(xiàn)：1韓偉,王國法.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).gb 25974.3-2010