[发明专利]一种多功能阀门水力特性及空化性能试验装置

说明书

本发明涉及一种多功能阀门水力特性及空化性能试验装置，包括：供水段、试验段和回水段；并列多线阀门试验工作段；属于阀门试验领域。本发明的有益效果在于多泵驱动设计，可为阀门试验提供更多试验工况条件，例如空化试验所需的高压降、大流量条件；阀门试验工作段试验条件更为稳定、精确；便于同时进行多阀试验，缩减试验时间；便于观察试验阀门后的水流流态及空化现象；简化了试验阀门安装流程。

技术领域

本发明涉及一种阀门试验装置，具体是一种多功能阀门水力特性及空化性能试验装置，属于阀门试验领域。

背景技术

在流体系统中，阀是控制流体介质流动，调节流体介质的流量、压力的设备的统称。阀的形态各异、种类繁多、用途广泛。其功能主要包括切断或接通介质，控制调节流量，控制流动方向、防止回流，控制或释放压力等。例如水利水运工程领域，即有多种针对水利水运工程特点的阀门型式。平板门、弧形门、反向弧形门等阀门型式都有较长的应用历史，活塞式流量调节阀、套筒式流量调节阀、环喷式流量调节阀、内聚式流量调节阀是近几十年来出现的新型阀门型式，近些年来都有越来越多的应用。

随着我国高坝通航技术的迅猛发展，工业阀门被越来越多地应用在通航建筑物中。水力式升船机即是通过对大型工业阀门的精确控制来调节输水流量，进而控制升船机的运行速度及加速度等关键指标。阀门性能的优劣及其运行安全稳定性与升船机运行效益密切相关，保证阀门安全是升船机稳定运行的关键之一。为保证阀门的应用安全并最大化使用效率，针对阀门模型进行试验，掌握其特性，确定其最佳使用方式十分必要。

目前，阀门试验装置的主要设计思路有：适用于特殊阀门、特殊工况的试验装置；更加智能的试验装置等。

适用于特殊阀门、特殊工况的试验装置，例如低温阀门试验装置，因为需要从低温传热学的角度对低温阀门进行深冷试验，对关键部件和试验过程的控制就决定了低温阀门试验装置的特殊性。再如，阀门水力学研究领域，为试验阀门的空蚀空化性能，常需要进行减压试验，其阀门试验装置就必须配置真空泵等设备。或是，为了给待测阀门提供一个可升降温度，或者恒温环境的高低温循环密封操作性能试验装置。以及，为了解决仅外高温对阀门耐火试验，高温阀门试验不全面的问题，而设计的一种管内燃烧超高温阀门试验装置。

更加智能的阀门试验装置是随着智能化技术和数字化技术的不断发展，工业阀门试验装置实现了革新改造及使用性能的升级。例如，一种基于计算机数据采集的低温阀门试验装置，即是通过安设多种智能传感器，更多地利用计算机来进行试验操作，达到简化试验过程，提高效率等目的。

以上阀门试验装置无一例外的只能进行单一阀门试验，不便于进行多种阀门的即时对比试验，或是同种阀门的多工况试验。现有技术的缺陷在于：阀门试验装置为单线设计，功能单一，单次试验只能针对一台阀门，进行一个工况。传统阀门试验段后出水段为固定端，无法移动。而不同类型的阀门一般其长度均不同，因此在安装时往往需要修改试验段前后管道长度，重新焊接组装才能完成换阀过程，工艺复杂且费时费力。行对比试验，不仅需组装不同阀门，还要重新调整试验条件，降低了试验效率，且存在试验条件可能因重新调整而存在较大误差，从而影响试验结果。现有技术中缺乏一种可以进行并行试验阀门试验装置。并行试验的阀门试验装置不是简单地将多个试验管道直接并联在上游的高压泵末端，或者只是简单地将多个调压泵与试验段简单地并列连接就可以解决问题。

事实上阀门试验中的两个最重要的边界条件是压力和流量。多个调压泵的输出压力往往是不同的，即使压力相同，其输出流量也有差异，因此将多个调压泵法分别跟不同的试验阀门相互连接时，由于调压泵的差别会造成并行试验中的各个阀门压力或者流量很难调节一致。若采取多个调压泵共同输出到同一个调压室，然后自调压室重新分配到并行试验中的方法，则能够部分解决各个调压泵工作不均衡的问题，但是调压室需要重新调整压力、流速和流量。调压室需要与其上游管道和下游管道共同配合完成压力、流速、流量的重新调配。目前已知技术中并无此种设计。尤其在进行阀门的空化临界试验时，对压力的精度要求很高，现有装置均无法准确获得阀门的初生空化数。