專利名稱：浮動球閥閥座測試裝置及其測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥座測試裝置，特別涉及一種浮動球閥閥座測試裝置，及其測試方法。
背景技術(shù)：
浮動球閥是一種壓力管道元件。其通過改變管道斷面和介質(zhì)流動狀況來控制輸送介質(zhì)的壓力、流量及溫度。其中，閥球為浮動球閥的啟閉件。而且，閥球是浮動的，由兩個閥座支撐，在介質(zhì)壓力的作用下，閥球本身能產(chǎn)生一定量的位移，并緊緊壓在出口端的閥座密封圈上，保證出口密封。浮動球閥的閥座密封材料為聚四氟乙烯、尼龍、聚甲醛等工程塑料，閥球材料為金屬。在浮動球閥啟閉過程中，閥球和閥座間的摩擦導(dǎo)致閥座極易磨損，長期服役的浮動球閥必需定期更換閥座。不符合浮動球閥使用要求的閥座會造成閥門密封失效或閥門無法正常開啟，由閥座導(dǎo)致的閥門事故對于閥門用戶安全生產(chǎn)構(gòu)成極大威脅。因此，有必要利用相應(yīng)的測試裝置對閥座進行測試，保證閥座滿足浮動球閥的使用要求。目前，常用的測試閥座方法有兩種。一是，利用在役浮動球閥測試閥座。即閥門用戶利用實際工作條件下使用的浮動球閥及管線對閥門進行測試，此種方法直接有效，不需使用其他設(shè)備。但缺點在于占用工作設(shè)備，尤其是設(shè)備承擔(dān)重要工作任務(wù)無法停止生產(chǎn)的情況下，無法對閥座進行測試。二是，利用與實際工作中浮動球閥相同的模擬試驗閥門測試閥座。即使用與實際工作條件下完全相同的浮動球閥模擬閥門實際工作狀態(tài)，對閥座進行測試。此種方法不占用工作設(shè)備，但需使用氣源或者液壓源等設(shè)備模擬實際管道內(nèi)壓，同時需保證測試過程中閥門的密封性，操作較為復(fù)雜，且無法獲得閥座變形量等相關(guān)數(shù)據(jù)。因此，為了有效解決測試閥座的相關(guān)問題，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)一種不占用工作設(shè)備，同時操作簡單，可獲得閥座變形數(shù)據(jù)和啟動扭矩數(shù)據(jù)的浮動球閥閥座測試裝置，并利用此數(shù)據(jù)確定閥座是否滿足浮動球閥使用要求的閥座測試方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)操作復(fù)雜，且無法獲取閥座變形相關(guān)數(shù)據(jù)的缺陷，提供一種浮動球閥閥座測試裝置及其測試方法。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種浮動球閥閥座測試裝置，其特點在于，所述裝置包括一臺架機構(gòu)和一固定在所述臺架機構(gòu)內(nèi)的底部的壓力油缸，所述壓力油缸的上方依次由下往上固定設(shè)置一受力傳感器和一剛度加強座，所述剛度加強座和所述臺架機構(gòu)內(nèi)的上部之間夾緊一模擬浮動球閥；一位移測量儀，固定設(shè)置于所述臺架機構(gòu)上，用于測試所述模擬浮動球閥的閥座在裝配過程中的變形量；一角度測量儀，固定設(shè)置于所述模擬浮動球閥的閥球上，用于測試所述閥球的轉(zhuǎn)動角度與轉(zhuǎn)動時間的關(guān)系。
較佳地，所述臺架機構(gòu)包括一頂座、一底座和四根支柱，四根所述支柱的一端分別垂直固定于所述底座，且四根所述支柱的另一端分別垂直固定于所述頂座，使得所述頂座位于所述底座上方，形成一中空的框架結(jié)構(gòu)。較佳地，所述剛度加強座的上表面為凹型表面，所述模擬浮動球閥的下端嵌設(shè)于所述凹型表面內(nèi)，且上端頂住所述頂座，使得所述模擬浮動球閥夾緊于所述剛度加強座和所述頂座之間。較佳地，所述模擬浮動球閥還包括一上模擬法蘭座、一上測試閥座、一下模擬法蘭座和一下測試閥座，所述上模擬法蘭座和所述上測試閥座依次上下夾緊于所述閥球和所述頂座之間；所述下測試閥座和所述下模擬法蘭座依次上下夾緊于所述閥球和所述剛度加強座之間。較佳地，所述閥球的內(nèi)腔固定設(shè)置一閥球內(nèi)腔支座，所述閥球內(nèi)腔支座內(nèi)固定連接一延伸至所述閥球外側(cè)的扭矩加載桿。較佳地，所述閥球內(nèi)腔支座螺栓連接在所述閥球內(nèi)腔內(nèi)，所述扭矩加載桿螺栓連接于所述閥球內(nèi)腔支座內(nèi)。較佳地，所述位移測量儀固定設(shè)置于所述頂座、所述底座或所述四根支柱中的任
意一根上。較佳地，所述壓力油缸螺栓連接于所述底座的中間位置。較佳地，所述壓力油缸、所述受力傳感器、所述剛度加強座及所述模擬浮動球閥由下至上疊加后的整體垂直位于所述臺架機構(gòu)內(nèi)的中間位置。本發(fā)明還提供了一種用如上所述的浮動球閥閥座測試裝置的測試方法，其特點在于，其包括以下步驟S1、將一待測試的浮動球閥閥座安裝在所述測試裝置的模擬浮動球閥位置；&、通過所述壓力油缸對所述模擬浮動球閥加載載荷，模擬測試所述浮動球閥在裝配過程中閥座的變形量；&、利用所述壓力油缸加載恒定載荷，并對所述扭矩加載桿加載彎矩載荷，模擬測試實際工況下所述待測試的浮動球閥開啟過程中閥座的啟動扭矩；S4、根據(jù)模擬測試得到的所述閥座的變形量和啟動扭矩，判斷所述浮動球閥是否滿足使用要求。較佳地，所述步驟&中的所述恒定載荷由所述浮動球閥實際工況下介質(zhì)壓力計算獲得。較佳地，所述步驟&還包括以下步驟S21、通過所述壓力油缸加載載荷至^40N，并將所述位移測量儀歸零；S22、每間隔20分鐘，所述壓力油缸增加載荷19600N，并記錄所述位移測量儀的測
量值；S23>當(dāng)所述載荷加載到137200N時，對所述浮動球閥的閥座卸載；S24、利用測試到的載荷值和位移值繪制載荷-位移曲線。較佳地，所述步驟&還包括以下步驟S31、驅(qū)動所述浮動球閥轉(zhuǎn)動，并記錄加載的彎矩載荷值、轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動時間，其中所述轉(zhuǎn)動角度采用所述角度測量儀測定；
S32、根據(jù)所述轉(zhuǎn)動角度和所述轉(zhuǎn)動時間，判斷所述浮動球閥的轉(zhuǎn)動情況是否與其在實際工況下的轉(zhuǎn)動情況相同；若是，則加載的彎矩載荷為啟動扭矩，并進入步驟若否，則調(diào)整所述彎矩載荷，返回步驟& ；S33、每隔若干小時后再加載一次彎矩載荷，直到加載的彎矩載荷不再隨測試累計時間的延長而變化；S34、利用所述啟動扭矩和測試的累計時間繪制啟動扭矩-時間曲線。較佳地，所述步驟S33中若干小時為5-6小時。較佳地，所述步驟&和所述步驟&之間還包括將所述載荷-位移曲線與滿足浮動球閥使用要求的閥座載荷-位移曲線進行對比，判斷誤差是否在10%以內(nèi)；若是，則所述浮動球閥閥座的變形量滿足要求；若否，則所述浮動球閥閥座的變形量不滿足要求。較佳地，所述步驟&和所述步驟、之間還包括將所述啟動扭矩-時間曲線與滿足浮動球閥使用要求的閥座啟動扭矩-時間曲線進行對比，判斷最終達到穩(wěn)態(tài)的啟動扭矩值的誤差是否在10%以內(nèi)；若是，則所述浮動球閥的啟動扭矩滿足要求；若否，則所述浮動球閥的啟動扭矩不滿足要求。較佳地，所述步驟、還包括判斷所述浮動球閥的變形量和啟動扭矩是否都滿足要求；若是，則所述浮動球閥滿足使用要求；若否，則所述浮動球閥不滿足使用要求。本發(fā)明中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實施例。本發(fā)明的積極進步效果在于1、簡化了浮動球閥結(jié)構(gòu)，易于操作，便于使用者驗收所要更換的閥座是否滿足閥門的使用要求。特別適用于無法獲得實際閥門內(nèi)部介質(zhì)壓力和密封條件的情況。2、可直接獲得閥門裝配過程中的閥座變形數(shù)據(jù)，為測試閥座提供最直接的數(shù)據(jù)支持。3、采用本發(fā)明浮動球閥閥座測試裝置的測試方法簡便有效，易于實現(xiàn)。以閥座的變形量和啟動扭矩兩種不同類型的參數(shù)判定閥座是否滿足使用要求，判據(jù)充分。


圖1為實際工業(yè)生產(chǎn)中浮動球閥裝配后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明浮動球閥閥座測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明浮動球閥閥座測試裝置的測試方法的流程圖。圖4為本發(fā)明浮動球閥閥座測試裝置的測試方法的較佳實施例的載荷-位移曲線對比圖。圖5為本發(fā)明浮動球閥閥座測試裝置的測試方法的較佳實施例的啟動扭矩-時間曲線對比圖。
具體實施例方式本發(fā)明為一種能夠模擬閥門的實際裝配情況和在實際工況下的工作情況的簡化裝置。其測試方法是通過對閥座進行測試，將被測試閥座的變形數(shù)據(jù)和啟動扭矩數(shù)據(jù)與使用正常的閥座相關(guān)數(shù)據(jù)進行對比，即可確定閥座是否滿足浮動球閥的使用要求。
下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1所示，實際工業(yè)生產(chǎn)中，安裝此類閥座的浮動球閥結(jié)構(gòu)由進口側(cè)法蘭4、進口側(cè)閥座2、閥球1、出口側(cè)閥座3、出口側(cè)法蘭5、保持環(huán)7、閥桿6和閥體8構(gòu)成。當(dāng)裝配浮動球閥和閥座時，用螺栓將進口側(cè)法蘭4和出口側(cè)法蘭5分別緊固在閥體8的兩側(cè)。進口側(cè)法蘭4與閥球1之間夾設(shè)進口側(cè)閥座2，進口側(cè)法蘭4擠壓進口側(cè)閥座2。出口側(cè)法蘭5 與閥球1之間夾設(shè)出口側(cè)閥座3，出口側(cè)法蘭5擠壓出口側(cè)閥座3。雙側(cè)閥座夾緊閥球1。與此同時，兩個保持環(huán)7分別上下夾設(shè)于閥體8與閥球1之間，從而限定進口側(cè)閥座2和出口側(cè)閥座3的相對位置，完成閥門內(nèi)部構(gòu)件的裝配。如圖2所示，本發(fā)明模擬了上述浮動球閥的裝配結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)，得到一種使用效果與實際工況下浮動球閥工作狀態(tài)相同的簡化裝置，從而實現(xiàn)對浮動球閥閥座的測試。本發(fā)明浮動球閥閥座測試裝置包括一臺架機構(gòu)1和一固定在所述臺架機構(gòu)內(nèi)的底部的壓力油缸2。壓力油缸2的上方依次由下往上固定設(shè)置一受力傳感器3和一剛度加強座5。受力傳感器3用于測定壓力油缸2的加載載荷。剛度加強座5和臺架機構(gòu)1內(nèi)的上部之間夾緊一模擬浮動球閥。其中，臺架機構(gòu)1包括一頂座11、一底座12和四根支柱13，四根支柱13的一端分別垂直固定于底座12上，且四根支柱13的另一端分別垂直固定于頂座11。這樣使得頂座 11位于底座12上方，形成一中空的框架結(jié)構(gòu)。其中，模擬浮動球閥還包括一上模擬法蘭座41、一上測試閥座43、一下模擬法蘭座42、一下測試閥座44及一閥球4。上模擬法蘭座41和上測試閥座43依次上下夾緊于閥球4和頂座11之間。下測試閥座44和下模擬法蘭座42依次上下夾緊于閥球4和剛度加強座5之間。這樣上模擬法蘭座41和下模擬法蘭座42就可以達到分別限定上測試閥座43 和下測試閥座44的相對位置和變形。此外，閥球4的內(nèi)腔固定設(shè)置一閥球內(nèi)腔支座45，而閥球內(nèi)腔支座45內(nèi)固定連接一延伸至閥球4外側(cè)的扭矩加載桿46。為了保證浮動球閥運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，閥球內(nèi)腔支座45 螺栓連接在閥球4的內(nèi)腔內(nèi)，扭矩加載桿46螺栓連接于閥球內(nèi)腔支座45內(nèi)。這樣，閥球內(nèi)腔支座45通過連接閥球4和扭矩加載桿46構(gòu)成模擬閥門結(jié)構(gòu)。其中，上模擬法蘭座41和下模擬法蘭座42用于模擬法蘭和保持環(huán)(見圖1)，起到限定閥座的相對位置和變形的作用。扭矩加載桿46用于模浮動球閥的閥桿及啟閉驅(qū)動機構(gòu)，起到為閥球4提供啟動扭矩的作用。這樣利用固定在臺架機構(gòu)1的底座12上的壓力油缸2加載集中載荷的方法簡化模擬浮動球閥實際運行工況下流體介質(zhì)對閥球的沖壓情況， 即給模擬閥門結(jié)構(gòu)提供支撐力。該支撐力由受力傳感器3測定，并且可利用該支撐力模擬浮動球閥的裝配預(yù)緊力和實際工況下的介質(zhì)壓力。此外，圖2結(jié)構(gòu)中上下模擬法蘭座、上下測試閥座和閥球的裝配情況與圖1結(jié)構(gòu)中法蘭、保持環(huán)、閥座和閥球的裝配完全相同，起到測試裝置整體模擬浮動球閥結(jié)構(gòu)的作用。進一步，剛度加強座5的上表面為凹型表面，模擬浮動球閥的下端，即下模擬法蘭座42，嵌設(shè)在所述凹型表面內(nèi)。而模擬浮球閥的上端，即上模擬法蘭座41，頂住頂座11，使得模擬浮動球閥夾緊于剛度加強座5和頂座11之間。當(dāng)然，本發(fā)明還包括一位移測量儀6’和一角度測量儀V。位移測量儀6’固定設(shè)置在臺架機構(gòu)1上，如頂座11、底座12或四根支柱13中的任意一根上。位移測量儀6’主要用于測試模擬浮動球閥的閥座在裝配過程中的變形量。角度測量儀7’固定設(shè)置在模擬浮動球閥的閥球4上，主要用于測試閥球4的轉(zhuǎn)動角度與轉(zhuǎn)動時間的關(guān)系。這樣即可以確定被測閥座是否滿足閥門開啟要求。優(yōu)選地，壓力油缸2、受力傳感器3、剛度加強座5及所述模擬浮動球閥由下至上疊加后的整體垂直位于臺架機構(gòu)1內(nèi)的中間位置。這種軸對稱的位置關(guān)系可以保證整個測試過程裝置的穩(wěn)定，防止裝置發(fā)生歪斜的故障。如圖3所示，本發(fā)明測試方法測試浮動球閥裝配過程中閥座的變形數(shù)據(jù)和浮動球閥處于實際工況下的閥球啟動扭矩，并依據(jù)此數(shù)據(jù)確定閥座是否滿足浮動球閥使用要求， 其具體步驟如下步驟100、將一待測試的浮動球閥閥座安裝在所述測試裝置的模擬浮動球閥位置。先將所述浮動球閥閥座測試裝置按照圖2所示的結(jié)構(gòu)進行安裝，然后再將需要測試的浮動球閥閥座安裝到所述測試裝置中模擬浮動球閥的位置。步驟101、通過所述壓力油缸加載載荷至即0. 3噸力)，并將所述位移測量儀歸零。步驟102、每間隔20分鐘，所述壓力油缸增加載荷19600N(即2噸力)，并記錄所述位移測量儀的測量值。步驟103、當(dāng)所述載荷加載到137200N(即14噸力)時，對所述浮動球閥的閥座卸載。整個過程中，利用壓力油缸對剛度加強座底面施加載荷，所述浮動球閥的下法蘭座在受載后向上移動擠壓下測試閥座。如圖1中浮動球閥裝配時法蘭對于閥座的擠壓過程。在本發(fā)明浮動球閥閥座測試裝置中，金屬結(jié)構(gòu)的剛度足夠大，而閥座為彈性構(gòu)件， 因此可以認為剛度加強座底面受載后向上的位移量即為閥座的變形量。步驟104、利用測試到的載荷值和位移值繪制載荷-位移曲線。利用位移測量儀測定閥座的變形量，確定加載載荷與閥座變形量的關(guān)系曲線，此曲線即為浮動球閥裝配預(yù)緊力與法蘭裝配位移關(guān)系曲線。步驟105、將所述載荷-位移曲線與滿足浮動球閥使用要求的閥座載荷-位移曲線進行對比。其中，滿足浮動球閥使用要求的閥座載荷-位移曲線是由實際工業(yè)生產(chǎn)中滿足浮動球閥使用要求的閥座的情況得到。步驟106、判斷誤差是否在10%以內(nèi)；若是，則進入步驟107 ；若否，則進入步驟 108。步驟107、所述浮動球閥閥座的變形量滿足要求，然后進入步驟120。步驟108、所述浮動球閥閥座的變形量不滿足要求，然后進入步驟120。步驟109、利用所述壓力油缸加載恒定載荷，并對所述扭矩加載桿加載彎矩載荷。其中，所述恒定載荷為浮動球閥在實際工況下通過計算介質(zhì)壓力獲得，保證球閥獲得的載荷與浮動球閥在實際工況下介質(zhì)對閥球的沖壓載荷大小相同，以使被測試閥座模擬閥座處于實際工況下的受力變形狀態(tài)。其計算公式為
N =卩仲隱 +
16N-恒定載荷，N;P-浮動球閥實際工況下介質(zhì)壓力(工作內(nèi)壓)，MPa ；Dw-球體與閥座接觸面外徑，mm ；Dmn-球體與閥座接觸面內(nèi)徑，mm。步驟110、驅(qū)動所述浮動球閥轉(zhuǎn)動，并記錄加載的彎矩載荷值、轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動時間。其中，所述轉(zhuǎn)動角度采用所述角度測量儀測定。對扭矩加載桿施加彎矩載荷，以此測量浮動球閥閥桿對閥球提供的啟動扭矩。當(dāng)閥球受到足夠大的驅(qū)動載荷后，閥球由扭矩加載桿的帶動進行順時針轉(zhuǎn)動。步驟111、判斷所述浮動球閥的轉(zhuǎn)動情況是否與其在實際工況下的轉(zhuǎn)動情況相同； 若否，則進入步驟112 ；若是，則進入步驟113。所述浮動球閥在實際工況下的轉(zhuǎn)動情況根據(jù)IOs轉(zhuǎn)動90°為標準來確定。步驟112、調(diào)整所述彎矩載荷，并返回步驟109。步驟113、加載的彎矩載荷為啟動扭矩。利用角度測量儀測定閥球的轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動時間。當(dāng)測試裝置中閥球的轉(zhuǎn)動狀態(tài)與實際工況下浮動球閥閥球的開啟轉(zhuǎn)動狀態(tài)相同(由轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動時間的關(guān)系確定) 時，獲取閥球的開啟扭矩值，從而判斷被測試閥座是否滿足浮動球閥的使用要求。步驟114、每隔若干小時后再加載一次彎矩載荷，直到加載的彎矩載荷不再隨測試累計時間的延長而變化。其中，所述若干小時為5-6小時。步驟115、利用所述啟動扭矩和測試的累計時間繪制啟動扭矩-時間曲線。步驟116、將所述啟動扭矩-時間曲線與滿足浮動球閥使用要求的閥座啟動扭矩-時間曲線進行對比。步驟117、判斷最終達到穩(wěn)態(tài)的啟動扭矩值的誤差是否在10%以內(nèi)；若是，則進入步驟118 ；若否，則進入步驟119。步驟118、所述浮動球閥的啟動扭矩滿足要求，然后進入步驟120。步驟119、所述浮動球閥的啟動扭矩不滿足要求，然后進入步驟120。步驟120、判斷所述浮動球閥閥座的變形量和啟動扭矩是否都滿足要求；若是，則進入步驟121 ；若否，則進入步驟122。步驟121、所述浮動球閥滿足使用要求。步驟122、所述浮動球閥不滿足使用要求。根據(jù)上述測試方法的具體步驟，通過具體實施例進一步詳細說明實施例1 (1)模擬測試浮動球閥裝配過程中閥座的變形量首先，將被測試閥座安裝在測試裝置內(nèi)，并將測試裝置按照圖2所示結(jié)構(gòu)進行安裝。然后，利用壓力油缸加載載荷至^40N(0. 3噸力)，并將位移測量儀歸零。每間隔20分鐘，增加載荷19600M2噸力)，并記錄位移測量儀的測量值，直至載荷加載到137200N(14噸力)。其中，記錄加載載荷值和位移值如表1所示。接著，利用所測試的載荷值和位移值繪制閥座載荷-位移曲線(曲線以橫坐標位移值Omm和縱坐標加載載荷ON點為起始點)。以滿足浮動球閥使用要求的閥座載荷_位移曲線為基準，將被測閥座載荷-位移曲線與其對比，如圖4所示。由圖4可見，被測閥座曲線與基準閥座的差別明顯大于10%。因此，判定被測閥座的變形量不符合浮動球閥的使用要求。表1閥座測試驗數(shù)據(jù)
實測位移 (mm)油缸壓力單位N單位噸力0000.1229400.30.841960021.453920041.615880061.767840081.998000102.04117600122.2113720014(2)模擬測試實際工況下浮動球閥開啟過程中的啟動扭矩首先，將被測試閥座安裝在測試裝置內(nèi)，并將測試裝置按照圖2所示結(jié)構(gòu)進行安裝。然后，利用壓力油缸加載恒定載荷9. 5噸力(由浮動球閥實際工況下介質(zhì)壓力計算獲得)。對扭矩加載桿加載彎矩載荷，以此驅(qū)動球閥轉(zhuǎn)動，并記錄載荷值、轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動時間。使用此類閥座的浮動球閥要求在IOs轉(zhuǎn)動90°完成開啟動作，故要求測試中浮動球閥的轉(zhuǎn)動角加速度為1.8° /s2。接著，根據(jù)轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動時間，確定所述浮動球閥轉(zhuǎn)動角的加速度約為1.8° / S2時加載的彎矩載荷。每隔5 6個小時加載一次彎矩載荷，直到加載的彎矩載荷不再隨測試累計時間的延長而變化。接著，利用測試的有效彎矩載荷和測試的累計時間繪制啟動扭矩-時間曲線，并將其與滿足浮動球閥使用要求的閥座啟動扭矩-時間曲線進行對比，如圖5所示。由圖5可見，兩曲線達到最終穩(wěn)態(tài)時的扭矩值差別在10 %以內(nèi)。因此，判定測試閥座的啟動扭矩滿足浮動球閥的使用要求。綜上，由于被測試的浮動球閥閥座的變形量不滿足浮動球閥的使用要求。因此，被測試閥座不滿足浮動球閥使用要求。本發(fā)明為一種簡便的、新穎的浮動球閥閥座測試裝置，能夠有效地檢驗需要更換的閥座是否滿足閥門的使用要求。特別地，本發(fā)明能夠提供在閥門裝配過程中的閥座變形數(shù)據(jù)，以及在滿足閥門啟動時間要求條件下，得到被測試閥座的閥門的啟動扭矩大小，本發(fā)明的測試方法為技術(shù)人員在閥座設(shè)計和應(yīng)用過程中獲得相關(guān)閥座技術(shù)參數(shù)提供一種新的途徑。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種浮動球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述裝置包括一臺架機構(gòu)和一固定在所述臺架機構(gòu)內(nèi)的底部的壓力油缸，所述壓力油缸的上方依次由下往上固定設(shè)置一受力傳感器和一剛度加強座，所述剛度加強座和所述臺架機構(gòu)內(nèi)的上部之間夾緊一模擬浮動球閥；一位移測量儀，固定設(shè)置于所述臺架機構(gòu)上，用于測試所述模擬浮動球閥的閥座在裝配過程中的變形量；一角度測量儀，固定設(shè)置于所述模擬浮動球閥的閥球上，用于測試所述閥球的轉(zhuǎn)動角度與轉(zhuǎn)動時間的關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的浮動球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述臺架機構(gòu)包括一頂座、一底座和四根支柱，四根所述支柱的一端分別垂直固定于所述底座，且四根所述支柱的另一端分別垂直固定于所述頂座，使得所述頂座位于所述底座上方，形成一中空的框架結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的浮動球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述剛度加強座的上表面為凹型表面，所述模擬浮動球閥的下端嵌設(shè)于所述凹型表面內(nèi)，且上端頂住所述頂座，使得所述模擬浮動球閥夾緊于所述剛度加強座和所述頂座之間。
4.如權(quán)利要求3所述的浮動球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述模擬浮動球閥還包括一上模擬法蘭座、一上測試閥座、一下模擬法蘭座和一下測試閥座，所述上模擬法蘭座和所述上測試閥座依次上下夾緊于所述閥球和所述頂座之間；所述下測試閥座和所述下模擬法蘭座依次上下夾緊于所述閥球和所述剛度加強座之間。
5.如權(quán)利要求4所述的浮動球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述閥球的內(nèi)腔固定設(shè)置一閥球內(nèi)腔支座，所述閥球內(nèi)腔支座內(nèi)固定連接一延伸至所述閥球外側(cè)的扭矩加載桿。
6.如權(quán)利要求5所述的浮動球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述閥球內(nèi)腔支座螺栓連接在所述閥球內(nèi)腔內(nèi)，所述扭矩加載桿螺栓連接于所述閥球內(nèi)腔支座內(nèi)。
7.如權(quán)利要求2所述的浮動球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述位移測量儀固定設(shè)置于所述頂座、所述底座或所述四根支柱中的任意一根上。
8.如權(quán)利要求2所述的浮動球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述壓力油缸螺栓連接于所述底座的中間位置。
9.如權(quán)利要求1-8任意一項所述的浮動球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述壓力油缸、所述受力傳感器、所述剛度加強座及所述模擬浮動球閥由下至上疊加后的整體垂直位于所述臺架機構(gòu)內(nèi)的中間位置。
10.一種用如權(quán)利要求9所述的浮動球閥閥座測試裝置的測試方法，其特征在于，其包括以下步驟S1、將一待測試的浮動球閥閥座安裝在所述測試裝置的模擬浮動球閥位置；&、通過所述壓力油缸對所述模擬浮動球閥加載載荷，模擬測試所述浮動球閥在裝配過程中閥座的變形量；&、利用所述壓力油缸加載恒定載荷，并對所述扭矩加載桿加載彎矩載荷，模擬測試實際工況下所述待測試的浮動球閥開啟過程中閥座的啟動扭矩；、、根據(jù)模擬測試得到的所述閥座的變形量和啟動扭矩，判斷所述浮動球閥是否滿足使用要求。
11.如權(quán)利要求10所述的測試方法，其特征在于，所述步驟&中所述恒定載荷由所述浮動球閥實際工況下介質(zhì)壓力計算獲得。
12.如權(quán)利要求10所述的測試方法，其特征在于，所述步驟&還包括以下步驟521、通過所述壓力油缸加載載荷至^40N，并將所述位移測量儀歸零；522、每間隔20分鐘，所述壓力油缸增加載荷19600N，并記錄所述位移測量儀的測量值；523、當(dāng)所述載荷加載到137200N時，對所述浮動球閥的閥座卸載；524、利用測試到的載荷值和位移值繪制載荷-位移曲線。
13.如權(quán)利要求10所述的測試方法，其特征在于，所述步驟&還包括以下步驟531、驅(qū)動所述浮動球閥轉(zhuǎn)動，并記錄加載的彎矩載荷值、轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動時間，其中所述轉(zhuǎn)動角度采用所述角度測量儀測定；532、根據(jù)所述轉(zhuǎn)動角度和所述轉(zhuǎn)動時間，判斷所述浮動球閥的轉(zhuǎn)動情況是否與其在實際工況下的轉(zhuǎn)動情況相同，若是，則加載的彎矩載荷為啟動扭矩，并進入步驟；若否，則調(diào)整所述彎矩載荷，返回步驟& ；533、每隔若干小時后再加載一次彎矩載荷，直到加載的彎矩載荷不再隨測試累計時間的延長而變化；534、利用所述啟動扭矩和測試的累計時間繪制啟動扭矩-時間曲線。
14.如權(quán)利要求13所述的測試方法，其特征在于，所述步驟S33中若干小時為5-6小時。
15.如權(quán)利要求10所述的測試方法，其特征在于，所述步驟&和所述步驟&之間還包括將所述載荷-位移曲線與滿足浮動球閥使用要求的閥座載荷-位移曲線進行對比，判斷誤差是否在10%以內(nèi)；若是，則所述浮動球閥閥座的變形量滿足要求；若否，則所述浮動球閥閥座的變形量不滿足要求。
16.如權(quán)利要求10所述的測試方法，其特征在于，所述步驟&和所述步驟、之間還包括將所述啟動扭矩-時間曲線與滿足浮動球閥使用要求的閥座啟動扭矩-時間曲線進行對比，判斷最終達到穩(wěn)態(tài)的啟動扭矩值的誤差是否在10%以內(nèi)；若是，則所述浮動球閥的啟動扭矩滿足要求；若否，則所述浮動球閥的啟動扭矩不滿足要求。
17.如權(quán)利要求10所述的測試方法，其特征在于，所述步驟、還包括判斷所述浮動球閥的變形量和啟動扭矩是否都滿足要求；若是，則所述浮動球閥滿足使用要求；若否，則所述浮動球閥不滿足使用要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種浮動球閥閥座測試裝置，所述裝置包括一臺架機構(gòu)和一固定在所述臺架機構(gòu)內(nèi)的底部的壓力油缸，所述壓力油缸的上方依次由下往上固定設(shè)置一受力傳感器和一剛度加強座，所述剛度加強座和所述臺架機構(gòu)內(nèi)的上部之間夾緊一模擬浮動球閥；一位移測量儀和一角度測量儀。本發(fā)明還公開了上述浮動球閥閥座測試裝置的測試方法，模擬測試浮動球閥裝配過程中閥座的變形數(shù)據(jù)和浮動球閥處于實際工況下的閥球啟動扭矩，并依據(jù)測試數(shù)據(jù)確定閥座是否滿足浮動球閥使用要求。本發(fā)明簡化了浮動球閥結(jié)構(gòu)，易于操作，其測試方法簡便有效，以兩種不同類型的參數(shù)判定閥座是否滿足使用要求，便于使用者驗收所要更換的閥座是否滿足閥門的使用要求。
文檔編號G01M13/00GK102252838SQ201110149598
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者萬松, 劉長軍, 姜凱華, 張靜, 涂家彬, 熊信文, 田碩, 談建平, 軒福貞 申請人:華東理工大學(xué)