[发明专利]一种平衡阀瞬态试验装置及瞬态试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀件的试验装置和试验方法，特别是一种平衡阀瞬态试验装置及瞬态试验方法，属于阀件试验和检测技术领域。

背景技术

平衡阀是指保持系统背压，以防止机构在外负载作用下超速运动的压力控制阀。目前平衡阀常规的试验方法有两种，即稳态性能试验和瞬态性能试验。其中瞬态性能试验，试验系统需要连接执行元件，平衡阀控制压力取执行元件下放工况时的进油口压力。瞬态性能试验可以检验平衡阀的阶跃响应、最小稳定流量等动态性能。由于瞬态性能试验需要连接执行元件，以及在下放工况下进行，因此瞬态试验需要配置相应的执行元件、塔架、配重块。配重块的重量主要是由平衡阀的试验压力、流量决定的。当平衡阀瞬态试验所需的负载重量较大时，对试验塔架的承重能力有很高要求。现实中，平衡阀瞬态试验往往受制于试验塔架的承重能力，而且专门制作试验塔架成本很高。

现有平衡阀瞬态试验装置和试验方法的工作原理如附图1所示，此时负载换向阀12位于左位。负载泵2排出的压力油，经负载泵出油口a1，进入负载换向阀进油口P1，从负载换向阀第一油口A1流出，进入公共口b。公共口b的其中一个分支油路进入平衡阀1的平衡阀控制油口c，打开平衡阀1的主阀芯，使流经平衡阀1的主油道打开；公共口b的另一分支进入油马达第一油口d，进入的压力油使油马达转动，带动负载在塔架15上向下运动，同时油液从油马达第二油口e排出，进入平衡阀1的平衡阀进油口f，从平衡阀出油口g流出；接着进入负载换向阀第二油口B1，从负载换向阀回油口T1流出，然后经过冷却器11、过滤器10流回油箱14。下降过程中，如果负载加速下降，油马达6随负载加速旋转，此时油马达6的油马达第一油口b处压力会随之降低，控制平衡阀1开度的平衡阀控制油口c处的控制压力也会降低，平衡阀1阀芯的开口变小，平衡阀进油口f处的流量减少，进而油马达6转速降低；反之，如果负载减速下降，油马达6的转速随负载减速旋转，此时油马达第一油口b处的压力会随之升高，控制平衡阀1开度的平衡阀控制油口c处的控制压力也会升高，平衡阀1阀芯的开口变大，平衡阀进油口f处的流量增加，进而使油马达6的转速提高。这样，由于平衡阀1的动态调控作用，负载近似作匀速下降运动。此时，压力油作用在油马达6上产生的扭矩和负载产生的扭矩是平衡的。又由于试验中，在塔架15高度一定的条件下，对负载下降的速度是有要求的，这是因为若负载下降速度过快，就很难获取试验数据，因此与负载速度相关的油马达6的转速不能过快。若平衡阀1所需的试验流量为Q,试验压力为P。油马达6的转速N必须小于N_max=Q/V_min，V_min=Q/N_max为油马达6所需的最小排量。又，负载在匀速下降过程中，压力油作用在油马达6上产生的扭矩和负载产生的扭矩是平衡的。由于油马达6的排量V直接决定了压力油P在油马达6中作用的面积，因此所需负载的最小重量M_min=k*P*V=k*P*Q/N_max。k为定值系数

由于塔架15高度的限制，N_max被限定，平衡阀1试验所需的压力P，流量Q确定，即所需负载的最小重量M_min也就被确定，且正比于试验所需的压力和流量即正比于试验功率。因此，大功率、大流量平衡阀瞬态试验所需的负载较重，对塔架15的承重能力要求较高。

由于塔架15所承载的最大负载，基本与负载泵2和油马达6在额定流量时所承载的最大负载相适应，当平衡阀1的额定试验流量小于或等于负载泵2的额定流量时，负载泵2、油马达6和塔架15均可承受平衡阀1瞬态试验时对负载重量的要求。因此，在负载换向阀12位于左位的操作中，从油马达第二油口e流入平衡阀进油口f的流量即可满足平衡阀1在额定试验流量下进行瞬态试验的要求，即从油马达6流入平衡阀进油口f的流量，就可满足衡阀1进行瞬态试验的需要。

但若平衡阀1的额定试验流量大于负载泵2的额定流量时，由于塔架15所承载的最大负载已不可能增加，负载泵2和油马达6的额定流量也难以改变，这时，即使按负载泵2、油马达6的额定流量，也相当于按塔架15所能承受的最大负载来进行平衡阀1的瞬态试验，也会因为负载泵2和油马达6输出的流量小于平衡阀1的额定试验流量而无法检测到平衡阀1在额定试验流量时阀芯的瞬态变化。