安全閥在線校驗技術(shù)-2013-12

1、安全閥在線檢驗技術(shù)安全閥在線校驗技術(shù)的設(shè)計原理安全閥在線校驗技術(shù)的設(shè)計原理 彈簧安全閥的開啟、關(guān)閉動作是依靠其進(jìn)口端的介質(zhì)壓力變化和彈簧預(yù)緊力來使閥芯自動開啟及關(guān)彈簧安全閥的開啟、關(guān)閉動作是依靠其進(jìn)口端的介質(zhì)壓力變化和彈簧預(yù)緊力來使閥芯自動開啟及關(guān)閉。當(dāng)介質(zhì)壓力（內(nèi)壓）升高到提升力比彈簧預(yù)緊力大時，閥芯克服彈簧預(yù)緊力自動開啟，泄放多余的介閉。當(dāng)介質(zhì)壓力（內(nèi)壓）升高到提升力比彈簧預(yù)緊力大時，閥芯克服彈簧預(yù)緊力自動開啟，泄放多余的介質(zhì)，使內(nèi)壓下降，又由于彈簧力的作用，當(dāng)內(nèi)壓降至安全值時，閥芯自動關(guān)閉，泄放停止。質(zhì)，使內(nèi)壓下降，又由于彈簧力的作用，當(dāng)內(nèi)壓降至安全值時，閥芯自動關(guān)閉，泄放停止。根據(jù)這個

2、原理，可以設(shè)想，在線（又稱熱態(tài)）測量或調(diào)整安全閥時，如果由外部提供一個向上的附加力，根據(jù)這個原理，可以設(shè)想，在線（又稱熱態(tài)）測量或調(diào)整安全閥時，如果由外部提供一個向上的附加力，則當(dāng)介質(zhì)壓力與這個附加力的總和剛剛克服彈簧預(yù)緊力時，閥芯同樣也會開啟，甚至在沒有介質(zhì)作用的離則當(dāng)介質(zhì)壓力與這個附加力的總和剛剛克服彈簧預(yù)緊力時，閥芯同樣也會開啟，甚至在沒有介質(zhì)作用的離線（又稱冷態(tài)）條件下，單獨由外部附加力克服彈簧預(yù)緊力時，閥芯也可開啟，圖一清楚地表示了這種力線（又稱冷態(tài)）條件下，單獨由外部附加力克服彈簧預(yù)緊力時，閥芯也可開啟，圖一清楚地表示了這種力的平衡關(guān)系。的平衡關(guān)系。很明顯，我們可以看出，閥芯開啟的

3、條件為：很明顯，我們可以看出，閥芯開啟的條件為： F FT TF FW WP PS S 其中：其中：F FT T彈簧預(yù)緊力彈簧預(yù)緊力F FW W外部附加力外部附加力P PL L 介質(zhì)作用壓力介質(zhì)作用壓力SS安全閥密封面面積安全閥密封面面積則整定壓力為：則整定壓力為：P PP PL LF FW WS S當(dāng)冷態(tài)時，當(dāng)冷態(tài)時，F(xiàn) FW W顯然，如果能夠準(zhǔn)確地測定附加外力顯然，如果能夠準(zhǔn)確地測定附加外力F FW W，就可以根據(jù)已知的閥芯面積就可以根據(jù)已知的閥芯面積S S和系統(tǒng)工作壓力，和系統(tǒng)工作壓力，很容易地求得安全閥的整定壓力很容易地求得安全閥的整定壓力P P。這即為安全閥在線測試技術(shù)的設(shè)計依據(jù)和原

4、理這即為安全閥在線測試技術(shù)的設(shè)計依據(jù)和原理。 FT 彈簧預(yù)緊力FW 附加外力PL介質(zhì)作用壓力圖一 安全閥受力分析S閥芯面積安全閥在線校驗技術(shù)的技術(shù)依據(jù)安全閥在線校驗技術(shù)的技術(shù)依據(jù) 根據(jù)對彈簧安全閥開啟動作特性的分析，可以得出：在外加力根據(jù)對彈簧安全閥開啟動作特性的分析，可以得出：在外加力F FW W的作用下，一個安全閥從關(guān)閉到開啟，再的作用下，一個安全閥從關(guān)閉到開啟，再由開啟到關(guān)閉的全過程中，外附加力由開啟到關(guān)閉的全過程中，外附加力F FW W的變化規(guī)律可見圖二所示：的變化規(guī)律可見圖二所示： 圖二（圖二（a a）為熱態(tài)（在線）測試時的過程曲線，當(dāng)附加力從零逐步增加，與內(nèi)壓力）為熱態(tài)（在線）測試

5、時的過程曲線，當(dāng)附加力從零逐步增加，與內(nèi)壓力P PL LS S之和正好為彈之和正好為彈簧預(yù)緊力時，閥門微啟，增大了介質(zhì)作用面積，使得用來克服彈簧預(yù)緊力的內(nèi)壓作用力急劇增大，其結(jié)簧預(yù)緊力時，閥門微啟，增大了介質(zhì)作用面積，使得用來克服彈簧預(yù)緊力的內(nèi)壓作用力急劇增大，其結(jié)果在瞬間減小了外附加力。從而出現(xiàn)第一個特征峰。當(dāng)外附加力逐漸減小而達(dá)到關(guān)閉點時，由于介質(zhì)作果在瞬間減小了外附加力。從而出現(xiàn)第一個特征峰。當(dāng)外附加力逐漸減小而達(dá)到關(guān)閉點時，由于介質(zhì)作用面積忽然減小，為保持力的平衡關(guān)系，此時，外附加力會出現(xiàn)瞬間回升現(xiàn)象，即第二個特征峰點。上用面積忽然減小，為保持力的平衡關(guān)系，此時，外附加力會出現(xiàn)瞬間回升

6、現(xiàn)象，即第二個特征峰點。上述兩個特征峰點和是在線條件下檢測安全閥整定壓力、回座壓力的技術(shù)依據(jù)。述兩個特征峰點和是在線條件下檢測安全閥整定壓力、回座壓力的技術(shù)依據(jù)。圖二（）為冷態(tài)環(huán)境時的測試過程曲線，當(dāng)閥門未打開前，外附加力克服閥芯靜態(tài)剛性力，當(dāng)達(dá)到開啟圖二（）為冷態(tài)環(huán)境時的測試過程曲線，當(dāng)閥門未打開前，外附加力克服閥芯靜態(tài)剛性力，當(dāng)達(dá)到開啟點以后，外附加力改為克服彈簧的彈性力，兩者隨時間變化的斜率不同，從而出現(xiàn)第一個拐點點以后，外附加力改為克服彈簧的彈性力，兩者隨時間變化的斜率不同，從而出現(xiàn)第一個拐點C C，同樣情況，同樣情況，在閥門關(guān)閉時也會出現(xiàn)另一個拐點在閥門關(guān)閉時也會出現(xiàn)另一個拐點D D

7、。這兩個拐點分別對應(yīng)閥門的開啟和回座，正是冷態(tài)時測試閥門開啟、。這兩個拐點分別對應(yīng)閥門的開啟和回座，正是冷態(tài)時測試閥門開啟、回座壓力的技術(shù)依據(jù)?；刈鶋毫Φ募夹g(shù)依據(jù)。從以上分析不難看出，安全閥在線測試技術(shù)的關(guān)鍵在于如何正確迅速地找到對應(yīng)開啟的特征點。從以上分析不難看出，安全閥在線測試技術(shù)的關(guān)鍵在于如何正確迅速地找到對應(yīng)開啟的特征點。開啟A開啟復(fù)位DFWB復(fù)位TCFW圖二 （a）熱態(tài)時附加外力圖二 （b）冷態(tài)時附加外力安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成 安全閥安全閥線線定壓儀定壓儀由機械夾具、液壓動力單元和數(shù)據(jù)采集處理單元三大部分組成，彼此相對獨立，由兩條由機械夾具、液壓動力

8、單元和數(shù)據(jù)采集處理單元三大部分組成，彼此相對獨立，由兩條1010米長的液壓軟管和兩條米長的液壓軟管和兩條1010米長的五芯屏蔽電纜互相聯(lián)成一個完整的安全閥測試系統(tǒng)。米長的五芯屏蔽電纜互相聯(lián)成一個完整的安全閥測試系統(tǒng)。 一、一、機械夾具：保證對待測安全閥實施夾持定位，為液壓動力單元提供施加外力的環(huán)境，采用組合式結(jié)機械夾具：保證對待測安全閥實施夾持定位，為液壓動力單元提供施加外力的環(huán)境，采用組合式結(jié)構(gòu)，拆卸十分方便。構(gòu)，拆卸十分方便。 安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成 安全閥安全閥線線定壓儀定壓儀由機械夾具、液壓動力單元和數(shù)據(jù)采集處理單元三大部分組成，彼此相對獨立，由兩條由

9、機械夾具、液壓動力單元和數(shù)據(jù)采集處理單元三大部分組成，彼此相對獨立，由兩條1010米長的液壓軟管和兩條米長的液壓軟管和兩條1010米長的五芯屏蔽電纜互相聯(lián)成一個完整的安全閥測試系統(tǒng)。米長的五芯屏蔽電纜互相聯(lián)成一個完整的安全閥測試系統(tǒng)。 一、一、機械夾具：保證對待測安全閥實施夾持定位，為液壓動力單元提供施加外力的環(huán)境，采用組合式結(jié)機械夾具：保證對待測安全閥實施夾持定位，為液壓動力單元提供施加外力的環(huán)境，采用組合式結(jié)構(gòu)，拆卸十分方便。構(gòu)，拆卸十分方便。 安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成 安全閥安全閥線線定壓儀定壓儀由機械夾具、液壓動力單元和數(shù)據(jù)采集處理單元三大部分組成，彼此

10、相對獨立，由兩條由機械夾具、液壓動力單元和數(shù)據(jù)采集處理單元三大部分組成，彼此相對獨立，由兩條1010米長的液壓軟管和兩條米長的液壓軟管和兩條1010米長的五芯屏蔽電纜互相聯(lián)成一個完整的安全閥測試系統(tǒng)。米長的五芯屏蔽電纜互相聯(lián)成一個完整的安全閥測試系統(tǒng)。 一、一、機械夾具：保證對待測安全閥實施夾持定位，為液壓動力單元提供施加外力的環(huán)境，采用組合式結(jié)機械夾具：保證對待測安全閥實施夾持定位，為液壓動力單元提供施加外力的環(huán)境，采用組合式結(jié)構(gòu)，拆卸十分方便。構(gòu)，拆卸十分方便。 安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成 二、二、液壓動力單元：提供可調(diào)節(jié)的液壓輸出和流量，最大輸出液壓動力單元

11、：提供可調(diào)節(jié)的液壓輸出和流量，最大輸出10MP10MPa a，最大提升力為，最大提升力為50KN50KN，用以控制外加，用以控制外加的提升力和提升速度。的提升力和提升速度。液壓油缸部件圖片：液壓油缸部件圖片： 安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成 二、二、液壓動力單元：提供可調(diào)節(jié)的液壓輸出和流量，最大輸出液壓動力單元：提供可調(diào)節(jié)的液壓輸出和流量，最大輸出10MP10MPa a，最大提升力為，最大提升力為50KN50KN，用以控制外加，用以控制外加的提升力和提升速度。的提升力和提升速度。 安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成 三、數(shù)據(jù)處理單元：它是測試系統(tǒng)

12、的核心，直接決定系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。 力傳感器采用輪輻式結(jié)構(gòu)，靈敏度極高，精度可達(dá)到0.05% ，壓力傳感器采用高溫型傳感器，工作溫度可達(dá)200250度。兩種傳感器均為高輸出式，內(nèi)藏放大器，其線性度、重復(fù)性和抗干擾能力極強。測試系統(tǒng)采用了二通道低增益，高精度放大電路，智能化A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集電路，可同時采集力、壓力二個參數(shù)，核心部分選用目前市場上先進(jìn)的筆記本電腦（CPU PM1.6G），可繪制曲線并打印測試結(jié)果，具有漢字化的人機對話功能，各測量通道的數(shù)據(jù)均可在屏幕上顯示，在超量程的情況下，確保系統(tǒng)和安全閥的安全，全部硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于維修和調(diào)試。另外，為保證主機能在50的高溫環(huán)境下正常連續(xù)的工作，特別設(shè)計了輔助配套設(shè)備電腦低溫工作臺。 安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成 三、數(shù)據(jù)處理單元：它是測試系統(tǒng)的核心，直接決定系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。 安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成安全閥在線校驗技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成 三、數(shù)據(jù)處理單元：它是測試系統(tǒng)的核心，直接決定系統(tǒng)的可靠