[发明专利]一种测试安全阀热态机械性能的试验装置及试验方法

摘要

本发明涉及一种测量安全阀热态机械性能的试验装置与方法。通过锅炉提供蒸汽源，储能器3的压力高于实验容器4。通过大口径调节阀，实现安全阀实验容器蒸汽的快速补充与切断，保持安全阀的稳定排放，并同时操控快速放空阀，避免安全阀测试过程中出现频跳。激光测量装置实现测量精度为10ms的安全阀开启状态测试，非接触式的电磁装置测量安全阀的开高数值，高压蒸汽测压装置测量实验容器的压力。通过控制系统在安全阀测试阶段和准备阶段设置不同的扫描周期，精确测量安全阀的机械性能相关参数并兼顾数据处理量。此安全阀热态试验装置和工艺方法具有防止安全阀频跳、测量精度高、安全性强、系统运行稳定、自动化程度高的优点。

主权项

一种测试安全阀热态机械性能的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括试验台架和一套采集实验台架的各仪表和传感器数据并控制试验台架的PLC控制系统49，所述的试验台架包括：直流锅炉1、汽水分离器2、储能容器3、安全阀实验容器4通过管道依次连接；直流锅炉1、汽水分离器2、储能容器3、安全阀实验容器4的底部分别安装有气动调节阀17、18、19、20，汽水分离器2和储能器3之间安装有电动开关阀5，储能器3和试验容器4之间安装有电动开关阀6，一个快速启闭的大口径调节阀7与小口径调节阀8并联安装于实验容器4的蒸汽入口管道上，实验容器4带有一个测量实验容器压力蒸汽的压力测量系统9和一个隔离阀10，被测安全阀12安装于隔离阀10上，隔离阀10进出口管路上并联一小口径气动球阀11，激光测试装置13和电磁测量装置14安装于被测安全阀12上，1个消音器15与被测安全阀12出口相连，一个快速放空阀门16，通过管道与实验容器4相连； 其中，所述的大口径调节阀7为等百分比气动调节阀，包括远程控制的手操器29，智能定位器28，现场设置的储气罐22，储气罐22的进口和出口管道上分别设置有加压阀21和放大器23，加压阀21连接智能定位器28，智能定位器28经放大器23与气动执行器25相连，电磁阀放空阀24安装在气动执行器25上，限位开关26和阀门组件27与智能定位器28相连； 所述的手操器面板有一手轮30和开关按钮31，手轮30的直径为20mm，转动1～2圈达到手操器满量程，手操器的精度为±1～3％，手操器上有电流指示表32，量程为0～24mA； 所述的蒸汽压力测量系统9包括：一条与立式储水罐35连接的U型引压管33，引压管33的最低处安装有排污阀45，储水罐35的顶部有放空阀34，底部有排污阀44，引压管33的公称直径为25mm，储水罐35的引压管进口位置比U型引压管33最低处高150～300mm，储水罐35的顶端比U型引压管33的最高处低150～300mm，储水罐上安装有压力变送器37、39和压力表36、38，在压力变送器和压力表与储水罐35之间安装有仪表角阀40、41、42、43； 所述的激光测试装置13为两个反射型的激光探头，一个激光探头46安装于被测安全阀起跳前阀杆48上端面下方0.5～1.5mm处；另一个激光探头47安装于被测安全阀起跳前阀杆48上端面上方额定开高‑0.5mm处，两个激光探头距离 阀杆的水平距离为100～300mm，探头的响应时间为50～100μs； 所述的电磁测量装置14为环形电感式位移传感器，传感器测量开高范围为10～50mm，测量精度为±5％，响应时间为30ms，输出信号为0～20mA电流，传感器探头垂直安装于安全阀阀杆48上方水平的支架上，探头与被测安全阀阀杆的垂直距离为额定开高值再加上5～10mm； 所述的PLC控制系统49通过数据线与所述的试验台架相连，PLC数字量的输入输出卡件的扫描周期小于10μs，模拟量的输入输出卡件的扫描周期小于10ms。