一種閥門抗扭、彎安全性能綜合試驗裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種閥門抗扭、彎安全性能綜合試驗裝置，包括人機控制界面、閥門抗彎加載裝置和閥門抗扭加載裝置，所述閥門抗彎加載裝置包括力值傳感器、可調節懸臂架、調節環、抗彎模擬管道、拉桿、連桿和伺服驅動系統，閥門抗彎加載裝置采用全新的結構設計，力矩感應側采用可調節懸臂架支撐方案，實現力值傳感器與可調節懸臂架始終保持垂直，而且可調節懸臂架設計保持一定的剛性，保證在試驗前和試驗后被試驗閥彎矩更準確地被感應出，被試驗閥門的彎矩M=F×L，并且試驗前可調節懸臂架和閥門自重可以通過力值傳感器的復位進行清零操作，使得試驗結果更加準確。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種閥門抗扭、彎安全性能綜合試驗裝置。
技術介紹
閥門是一種需求量大的壓力管道元件，廣泛地應用于各類石油、天然氣開采等場合，為穩定、輸送與控制發揮了重要的作用。近年來閥門行業發展非常迅速，但閥門質量保證也常常被人疏忽，導致引發的安全性事故頻頻發生。據統計每年世界上引發的重大生產事故，其中1/3是由于閥門質量事故所造成的。因此為了進一步提高閥門產品質量水平，應在閥門質量檢驗上進行嚴格把關，目前在閥門檢驗項目包含殼體試驗、密封試驗、壽命試驗等，通過各項性能參數的試驗分析，對閥門的設計技術參數及實際工況場合的性能分析有指導幫助作用。然而在實際壓力管道工況上1、閥門、管道、介質懸掛加載的自重；2、內部介質流動帶來的沖擊和震動；3、兩端法蘭安裝角度偏差錯位；4、閥門及管道尺寸誤差間隙；5、系統溫度波動的變化熱脹冷縮；6、熱處理內應力；7、啟閉動作等因素，使得閥門元件承受著一定的扭矩力和彎矩力。這種內部靜載的應力會引起閥門殼體產生變形，甚至超過內部介質對殼體的承壓力，對閥門的整體結構存在巨大的影響。而且很多閥門制造廠在閥門的殼體壁厚、殼體加強筋和緊固螺栓等部件設計過程中，常常只單一考慮閥門內部介質對殼體結構的影響，往往疏忽在實際工況中外部管道對閥門所施加的扭矩和彎矩載荷，這些應力的附加余量設計并沒有設計進去，存在著很大的安全隱患。而且有些安全性能指標都是只通過通用的計算公式來確定安全性能的要求，并沒有有效的試驗過程來進行分析，這樣閥門企業對于閥門的結構設計，只能停止在理論計算基礎上，而且不同的閥門結構類型都套用統一的計算公式，跟實際的使用工況相比有一定的性能偏差。實際壓力管道工況中閥門所承受力失效方式有內部介質壓力、扭矩載荷和彎矩載荷。閥門內部介質壓力試驗國內外的方法標準很多，比如API598，JB/T9092-1999等，閥門抗扭矩、抗彎矩試驗國內外的相關研究及試驗方法標準介紹較少，只有GB/T 8464-2008《鐵制和銅制螺紋連接閥門》、CJ/T180-2003《家用手動燃氣閥門》標準提到了關于閥門外加扭矩力和彎矩力載荷對閥門安全性能的要求，但是試驗具體方案比較籠統，比如沒有明確試驗儀器的精度要求、試驗載荷所施加力值的速度要求。閥門企業進行閥門抗扭矩試驗一般采用扭矩扳手來進行，人工的操作過程中，力值保載的時間不容易精確把握，而且由于人工的操作，很難保證施加力值的均勻性，試驗過程比較繁瑣，裝卸比較復雜，因此常常很多企業忽視抗扭矩試驗；抗彎矩試驗是一般采用掛砝碼的方法，這種方法在砝碼的垂掛過程中，垂掛的時間遠遠大于試驗的過程，而且閥門另一端的模擬管道本身的重心不容易精確計算，容易對試驗結果的判斷產生影響，砝碼端的懸臂梁易隨著閥門的微變形，產生下垂現象，因此通過閥門中心點的垂直力臂也發生了改變，彎矩也隨之變小，測量穩定性和準確度達不到試驗要求。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是提供一種集成度高、可以同時試驗金屬及非金屬材料閥門的抗扭矩和抗彎矩安全性能的綜合試驗裝置。為解決上述技術問題，本技術采用以下技術方案一種閥門抗扭、彎安全性能綜合試驗裝置，包括人機控制界面、閥門抗彎加載裝置和閥門抗扭加載裝置，所述閥門抗彎加載裝置包括力值傳感器、可調節懸臂架、調節環、抗彎模擬管道、拉桿、連桿和伺服驅動系統，可調節懸臂架的前后兩端分別通過懸臂架平衡支點固定，可調節懸臂架的左端與力值傳感器垂直連接，保證閥門試樣在進行試驗時所受的彎矩始終等于力值傳感器的反饋力X可調節懸臂架的力臂長度，可調節懸臂架的右端與模擬管道之間安裝閥門抗彎試樣，抗彎模擬管道通過調節環固定，拉桿的一端與調節環連接，拉桿的另一端與連桿連接為活動支點，連桿的另一端通過旋轉支點固定，調節環、抗彎模擬管道、拉桿、連桿、活動支點和旋轉支點構成組合連桿機構，活動支點由伺服驅動系統驅動，力值傳感器和伺服驅動系統分別與人機控制界面相連，組合連桿機構和伺服驅動系統形成平行四邊形加載法；所述閥門抗扭加載裝置包括滑動導軌、滑套、抗扭模擬管道、軸承座、動態扭矩傳感器、彈性聯軸器、減速器和伺服電機、抗扭模擬管道的一端通過滑套可滑動地安裝在滑動導軌上，抗扭模擬管道的另一端與軸承座之間安裝閥門抗扭試樣，軸承座、動態扭矩傳感器、彈性聯軸器、減速器和伺服電機依次安裝在同一條軸上，動態扭矩傳感器和伺服電機分別與人機控制界面相連。本技術閥門抗扭、彎安全性能綜合試驗裝置的有益效果是由于采用數字化閉環控制系統，伺服驅動力輸出加載于閥門上，經傳感器進行反饋，反饋信號采用電流反饋信號，同人員設定值進入調節器，由調節器控制和調整輸出的控制指令，傳達至伺服控制系統，最終使試驗閥門穩定在試驗人員的設定值進行試驗，從而大大提高試驗的精度和穩定性；其中閥門抗彎加載裝置采用全新的結構設計，力矩感應側采用可調節懸臂架支撐方案，實現力值傳感器與可調節懸臂架始終保持垂直，而且可調節懸臂架設計保持一定的剛性，保證在試驗前和試驗后被試驗閥彎矩更準確地被感應出，被試驗閥門的彎矩M=FX L，并且試驗前可調節懸臂架和閥門自重可以通過力值傳感器的復位進行清零操作，使得試驗結果更加準確，出口端的模擬管道上施加的驅動力采用平行四邊形加載法，保證力的加載過程中，力的方向始終向下；另外閥門抗扭加載裝置中減速器與動態扭矩傳感器之間安裝彈性聯軸器，使得減速器與動態扭矩傳感器中心軸相連能順利進行轉動能量的傳遞，解決異軸相連導致不同軸等問題，動態扭矩傳感器與軸承座的連接采用硬連接，閥門試樣的扭矩值可直接從動態扭矩傳感器上感應出來。以下結合附圖和具體實施方式對本技術作進一步的描述。附圖說明圖1是本技術閥門抗扭、彎安全性能綜合試驗裝置一種實施例的總體結構示意圖。圖2是圖1中閥門抗彎加載裝置的平行四邊形加載結構示意圖。具體實施方式如圖1、圖2所示，本技術閥門抗扭、彎安全性能綜合試驗裝置的一種實施例，包括人機控制界面24、閥門抗彎加載裝置和閥門抗扭加載裝置，所述閥門抗彎加載裝置包括力值傳感器3、可調節懸臂架4、調節環8、抗彎模擬管道9、拉桿10、連桿11和伺服驅動系統13，可調節懸臂架4的前后兩端分別通過懸臂架平衡支點5固定，可調節懸臂架4的左端與力值傳感器3垂直連接，保證閥門試樣在進行試驗時所受的彎矩始終等于力值傳感器3的反饋力X可調節懸臂架4的力臂長度，可調節懸臂架4的右端與模擬管道9之間安裝閥門抗彎試樣7，抗彎模擬管道9通過調節環8固定，拉桿10的一端與調節環8連接，拉桿10的另一端與連桿11連接為活動支點12，連桿11的另一端通過旋轉支點23固定，調節環8、抗彎模擬管道9、拉桿10、連桿11、活動支點12和旋轉支點23構成組合連桿機構，閥門抗彎式樣7、調節環8、活動支點12和旋轉支點23構成平行四邊形的四點，活動支點12由伺服驅動系統13驅動，力值傳感器3和伺服驅動系統13分別與人機控制界面24相連，組合連桿機構和伺服驅動系統形成平行四邊形加載法(如圖2所示)；所述閥門抗扭加載裝置包括滑動導軌14、滑套15、抗扭模擬管道16、軸承座18、動態扭矩傳感器19、彈性聯軸器20、減速器21和伺服電機22、抗扭模擬管道16的一端通過滑套15可滑動地安裝在滑動導軌14上，抗扭模擬管道16的另一端與軸承座本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種閥門抗扭、彎安全性能綜合試驗裝置，包括人機控制界面（24）、閥門抗彎加載裝置和閥門抗扭加載裝置，其特征在于：所述閥門抗彎加載裝置包括力值傳感器（3）、可調節懸臂架（4）、調節環（8）、抗彎模擬管道（9）、拉桿（10）、連桿（11）和伺服驅動系統（13），可調節懸臂架（4）的兩端分別通過懸臂架平衡支點（5）固定，可調節懸臂架（4）的左端與力值傳感器（3）垂直相連，保證閥門試樣在進行試驗時所受的彎矩始終等于力值傳感器（3）的反饋力×可調節懸臂架（4）的力臂長度，可調節懸臂架（4）的右端與模擬管道（9）之間安裝閥門抗彎試樣（7），抗彎模擬管道（9）通過調節環（8）固定，拉桿（10）的一端與調節環（8）連接，拉桿（10）的另一端與連桿（11）連接為活動支點（12），連桿（11）的另一端通過旋轉支點（23）固定，調節環（8）、抗彎模擬管道（9）、拉桿（10）、連桿（11）、活動支點（12）和旋轉支點（23）構成組合連桿機構，活動支點（12）由伺服驅動系統（13）驅動，力值傳感器（3）和伺服驅動系統（13）分別與人機控制界面（24）相連，組合連桿機構和伺服驅動系統形成平行四邊形加載法；所述閥門抗扭加載裝置包括滑動導軌（14）、滑套（15）、抗扭模擬管道（16）、軸承座（18）、動態扭矩傳感器（19）、彈性聯軸器（20）、減速器（21）和伺服電機（22）、抗扭模擬管道（16）的一端通過滑套（15）可滑動地安裝在滑動導軌（14）上，抗扭模擬管道（16）的另一端與軸承座（18）之間安裝閥門抗扭試樣（17），軸承座（18）、動態扭矩傳感器（19）、彈性聯軸器（20）、減速器（21）和伺服電機（22）依次安裝在同一條軸上，動態扭矩傳感器（19）和伺服電機（22）分別與人機控制界面（24）相連。...

【技術特征摘要】
1.一種閥門抗扭、彎安全性能綜合試驗裝置，包括人機控制界面(24)、閥門抗彎加載裝置和閥門抗扭加載裝置，其特征在于所述閥門抗彎加載裝置包括力值傳感器(3)、可調節懸臂架(4)、調節環(8)、抗彎模擬管道(9)、拉桿(10)、連桿(11)和伺服驅動系統(13)， 可調節懸臂架(4)的兩端分別通過懸臂架平衡支點(5)固定，可調節懸臂架(4)的左端與力值傳感器(3)垂直相連，保證閥門試樣在進行試驗時所受的彎矩始終等于力值傳感器(3) 的反饋力X可調節懸臂架(4)的力臂長度，可調節懸臂架(4)的右端與模擬管道(9)之間安裝閥門抗彎試樣(7)，抗彎模擬管道(9)通過調節環(8)固定，拉桿(10)的一端與調節環(8) 連接，拉桿(10)的另一端與連桿(11)連接為活動支點(12)，連桿(11)的另一端通過旋轉支點(23)固定，調節環(8)、抗彎模擬管道(9)、拉桿(10)、連桿(11)、活動支點(12)和旋轉支點(23)構成組合連桿機構，活動支點(12)由伺服驅動系統(13)驅動，力值傳感器(3)和伺服驅動系統(13)分別與人機控制界面(24)相連，組合連桿機構和伺服驅動...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王一翔，林美，吳建東，陳敬秒，繆克在，
申請(專利權)人：浙江省泵閥產品質量檢驗中心，
類型：實用新型
國別省市：