閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法

2024-02-10 22:25:15

專利名稱：閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法
技術領域：
本發明涉及閥門氣動裝置扭矩測試設備。
背景技術：
目前扭矩的測試裝置不能夠測試所有氣壓條件下的扭矩，也不能連續測試，還存在工作效率低，測試工作時間長、測試結果不準確的缺點。

發明內容
本發明的目的是提供一種閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，本發明解決了現有的扭矩測試裝置存在的工作效率低，也不能連續測試、且測試工作時間長、測試結果不準確的問題。本發明的閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，由加載部件I、脈衝編碼器2、扭矩傳感器3、被測氣動裝置4、氣壓傳感器5、控制箱10、工控機12、被測閥門氣動裝置輸出軸連接器14和加載部件輸出軸連接器15構成；被測閥門氣動裝置4設置於加載部件I的上方，加載部件I中間的豎向輸出軸的上端有加載部件輸出軸連接器15，被測閥門氣動裝置4中間的豎向輸出軸下端有被測閥門氣動裝置輸出軸連接器14，被測閥門氣動裝置輸出軸連接器14連接加載部件輸出軸連接器15，扭矩傳感器3設置於被測閥門氣動裝置 4與加載部件I之間的法蘭連接處；在被測閥門氣動裝置4上安裝有氣壓傳感器5，氣壓傳感器5通過氣壓傳感器接線6連接控制箱10，被測閥門氣動裝置4通過控制線7連接控制箱10，扭矩傳感器3通過扭矩傳感器接線8連接控制箱10 ;在加載部件I上安裝有脈衝編碼器2，脈衝編碼器2通過脈衝編碼器接線9連接控制箱10 ;控制箱10連接工控機12，工控機12分別連接印表機11及顯示器13閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，還包括被測閥門氣動裝置4是雙氣缸結構，其二個活塞通過待測閥門氣動裝置連接杆16相互連接，被測閥門氣動裝置4 的兩個氣缸外端通過管道連接三位四通電磁閥19，三位四通電磁閥19連接控制箱10的繼電器17，繼電器17連接工控機12的I/O板。閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，被測閥門氣動裝置4，既可以如權利要求I所述的雙氣缸結構閥門氣動裝置，也可以是其他輸出軸作部份迴轉的其他結構的閥門氣動裝置，如單缸式、擺扳式等。閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，加載部件I是一套雙缸雙活塞液壓裝置，其二個活塞通過連杆29互相連接。二個缸的左側出口用管道通過三通23及24 連通，其右側出口用管道通過三通25及26連通；三通24同時用管子通過節流閥20與三通 25連接；三通23同時用管道與截止閥21連接後通向集油箱27 ;三通26同時用管道與截止閥22連接後再連接排空管28。本發明的閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，其目的是測試氣動裝置在各種氣壓條件下，各種啟閉速度時，在啟閉過程中各轉動角度時的最大輸出扭矩。
本發明的閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，能夠應用工控電腦控制試驗臺的操作過程，並能對輸出扭矩、空氣壓力、運行時間等參數自動進行連續採樣，存儲採樣信息，用曲線方式在屏幕上顯示或進行列印。本發明的閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法的用途是測試閥門氣動裝置在各種氣壓條件下、各種啟閉速度時，在啟閉過程中各種轉動角度時所需的最大輸出扭矩。具有測試工作效率高，測試工作時間短、測試結果準確的優點。


圖I是本發明結構示意圖；圖2是本發明閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置控制系統圖。圖3是閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置液壓加載系統示意圖。圖中符號說明加載部件I、脈衝編碼器2、扭矩傳感器3、被測氣動裝置4、氣壓傳感器5、氣壓傳感器接線6、控制線7、扭矩傳感器接線8、脈衝編碼器接線9、控制箱10、印表機11、工控機12、顯示屏13、被測氣動裝置輸出軸連接器14、加載部件輸出軸連接器15、待測氣動裝置連接杆16、繼電器17、1/0板18、三位四通電磁閥19、節流閥20、截止閥21、22、 三通23、24、25、26、集油箱27、排空管28、連杆29。
具體實施例方式下面結合附圖並用最佳的實施例對本發明作詳細的說明。參閱圖I-圖2，閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，由加載部件I、 脈衝編碼器2、扭矩傳感器3、被測閥門氣動裝置4、氣壓傳感器5、控制箱10、工控機12、被測閥門氣動裝置輸出軸連接器14和加載部件輸出軸連接器15構成；被測閥門氣動裝置4 設置於加載部件I的上方，加載部件I中間的豎向輸出軸的上端有加載部件輸出軸連接器 15，被測閥門氣動裝置4中間的豎向輸出軸下端有被測閥門氣動裝置輸出軸連接器14，被測閥門氣動裝置輸出軸連接器14連接加載部件輸出軸連接器15，扭矩傳感器3設置於被測閥門氣動裝置4與加載部件I之間的法蘭連接處；在被測閥門氣動裝置4上安裝有氣壓傳感器5，氣壓傳感器5通過氣壓傳感器接線6連接控制箱10，被測閥門氣動裝置4通過控制線7連接控制箱10，扭矩傳感器3通過扭矩傳感器接線8連接控制箱10 ;在加載部件I上安裝有脈衝編碼器2，脈衝編碼器2通過脈衝編碼器接線9連接控制箱10 ;控制箱10連接工控機12，工控機12分別連接印表機11及顯示器13。。閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，還包括被測閥門氣動裝置4是雙氣缸結構，其二個活塞通過待測閥門氣動裝置連接杆16相互連接，被測閥門氣動裝置4 的二個活塞外端通過管道連接三位四通電磁閥19，三位四通電磁閥19連接控制箱10的繼電器17，繼電器17連接工控機12的I/O板18。閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，被測閥門氣動裝置4，既可以如權利要求I所述的雙氣缸結構閥門氣動裝置，也可以是其他輸出軸作部份迴轉的其他結構的閥門氣動裝置，如單缸式、擺扳式等。閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，加載部件I是一套雙缸雙活塞液壓裝置，其二個活塞通過連杆29互相連接。二個缸的左側出口用管道通過三通23及24連通，其右側出口用管道通過三通25及26連通；三通24同時用管道通過節流閥20與三通 25連接；三通23同時用管道與截止閥21連接後通向集油箱27 ;三通26同時用管道與截止閥22連接後再連接排空管28。一、本發明的系統組成I)加載部件採用雙缸雙活塞式液壓裝置加節流閥的原理加載。2)測量系統包括脈衝編碼器用於測量被測閥門氣動裝置的轉角、扭矩傳感器用於測量被測閥門氣動裝置的輸出扭矩、氣壓傳感器用於測量被測閥門氣動裝置的氣源壓力。3)控制系統採用工控機的I/O接口控制繼電器，再進一步控制被測閥門氣動裝置的進出口氣動換向閥，從而控制被測氣動裝置的動作，也可通過控制箱上的按鈕直接控制被測閥門氣動裝置的進出口氣動換向閥，從而控制被測閥門氣動裝置的動作，也可通過控制箱上的按鈕直接控制被測閥門氣動裝置的進出口氣動換向閥，系統的工作狀態可在控制箱面板上反映，也可在工控機的顯示屏上反映。4)數據採集系統將測量系統各傳感器輸出信號高速採樣，所採數據在顯示屏上顯示，進一步進行數據處理後得到我們所需的結論。5)數據輸出裝置，採用印表機輸出我們所需要的數據及結論。二、本發明的加載部件形式的選定的方式有以下幾種I)磨擦盤。2)磁粉制動器。3)閥門用雙缸雙活塞式液壓驅動裝置加節流閥。4)增速齒輪加油馬達加節流閥。本設計採用雙缸雙活塞式液壓加載裝置作為加載部件，其系統參閱圖3。選用閥門雙缸雙活塞式液壓驅動裝置加節流閥作為加載裝置有以下優點(I)其結構可以與試驗產品一致，即試驗產品為撥叉結構，就選用撥叉結構的閥門液壓加載裝置；如試驗產品為齒輪齒條結構則閥門液壓加載裝置也選用齒輪齒條結構，兩者的扭矩曲線相似，有助於在整個行程範圍內液壓壓力的平穩。有利用數據的測量精度。(2)由於運行時速度與試驗產品一致為慢速運行，故慣性力小，可忽略不計。(3)由於液體的不可壓縮性，就需要控制試驗產品的啟閉速度。(4)最大的優點是加載扭矩可自動與試驗產品的輸出最大扭矩一致。增速齒輪加油馬達加節流閥作為加載裝置有以上③④兩點優點，但也有以下缺①當試驗產品為齒輪齒條結構時，兩者的扭矩曲線尚能相似，但若試驗產品為為撥叉結構時，兩者的扭矩曲線有較大差異，不利於數據的測量精度。②另一個缺點為油馬達轉速一般較高，故慣性較大，運轉的轉速不太平穩，不利於數據的測量精度。米用磁粉制動器由於用電流控制,其加載扭矩一般與試驗產品的輸出最大扭矩並不一致，以致不能得到正確的結果。用摩擦盤作為加載裝置，無法控制加載扭矩。三、本發明的數據的採集。
I)被測閥門氣動裝置輸出扭矩傳感器的電壓信號經高速A/D轉換器將模擬信號轉換成數位訊號送工控機儲存。2)被測閥門氣動裝置氣壓傳感器的電壓信號經高速A/D轉換器將模擬信號轉換成數位訊號送工控機儲存。3)被測閥門氣動裝置的轉角採用脈衝編碼器輸出脈衝，經計數後送機儲存。四、系統的控制(參閱圖2)採用工控機的I/O接口控制繼電器，再進一步控制被測閥門氣動裝置的進出口氣動換向閥，從而控制被測閥門氣動裝置的動作，也可通過控制箱上的按鈕直接控制被測閥門氣動裝置的進出口氣動換向閥。系統的工作狀態可在控制箱面板上反映，也可在工控機的顯示屏上反映。以上實施例是本發明較優選具體實施方式
的一種，本領域技術人員在本技術方案範圍內進行的通常變化和替換應包含在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及測試方法，其特徵在於，由加載部件(I)、脈衝編碼器(2)、扭矩傳感器(3)、被測閥門氣動裝置(4)、氣壓傳感器(5)、控制箱(10)、工控機(12)、被測閥門氣動裝置輸出軸連接器(14)和加載部件輸出軸連接器(15)構成；被測閥門氣動裝置(4)設置於加載部件(I)的上方，加載部件(I)中間的豎向輸出軸的上端有加載部件輸出軸連接器(15)，被測閥門氣動裝置(4)中間的豎向輸出軸下端有被測閥門氣動裝置輸出軸連接器(14)，被測閥門氣動裝置輸出軸連接器(14)連接加載部件輸出軸連接器(15)，扭矩傳感器(3)設置於被測閥門氣動裝置(4)與加載部件(I)之間的法蘭連接處；在被測閥門氣動裝置(4)上安裝有氣壓傳感器(5)，氣壓傳感器(5)通過氣壓傳感器接線(6)連接控制箱(10)，被測閥門氣動裝置(4)通過控制線(7)連接控制箱(10)，扭矩傳感器(3)通過扭矩傳感器接線(8)連接控制箱(10);在加載部件(I)上安裝有脈衝編碼器(2)，脈衝編碼器(2)通過脈衝編碼器接線(9)連接控制箱(10);控制箱(10)連接工控機(12);工控機(12)分別連接印表機(11)及顯示器(13)。
2.如權利要求I所述的閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及測試方法，其特徵在於，還包括被測閥門氣動裝置(4)是雙氣缸結構，其二個活塞通過待測閥門氣動裝置連接杆(16)相互連接，被測閥門氣動裝置(4)的兩個氣缸外端通過管道連接三位四通電磁閥(19)，三位四通電磁閥(19)連接控制箱(10)的繼電器(17)，繼電器(17)連接工控機(12) 的 I/O 板(18)。
3.如權利要求I所述的閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，其特徵在於，被測閥門氣動裝置(4)，既可以如權利要求2所述的雙氣缸結構氣動裝置，也可以是其他輸出軸作部份迴轉的其他結構型式氣動裝置，如單缸式、擺扳式等。
4.如權利要求I所述的閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，其特徵在於，加載部件(I)是一套雙缸雙活塞液壓裝置，其二個活塞通過連杆(29)互相連接。二個缸的左側出口用管道通過三通(23)及(24)連通，其右側出口用管道通過三通(25)及(26) 連通；三通(24)同時用管道通過節流閥(20)與三通(25)連通；三通(23)同時用管道與截止閥(21)連接後通向集油箱(27);三通(26)同時用管道與截止閥(22)連接後再通向排空管(28)。
全文摘要
閥門氣動裝置啟閉扭矩連續測試裝置及試驗方法，涉及扭矩測試設備。被測閥門氣動裝置設置輸出軸下方，與加載部件中間的豎向輸出軸的上端設有軸連接器，被測閥門氣動裝置輸出軸連接器連接加載部件輸出軸連接器，扭矩傳感器設置於被測閥門氣動裝置與加載部件之們的法蘭連接處；在被測閥門氣動裝置上安裝有氣壓傳感器，氣壓傳感器通過氣壓傳感器接線連接控制箱，被測閥門氣動裝置通過控制線連接控制箱，扭矩傳感器通過扭矩傳感器連接線連接控制箱；在加載部件上安裝有脈衝編碼器，脈衝編碼器通過脈衝編碼器接線連接控制箱；控制箱連接工控機，工控機連接顯示器與印表機。解決了現有技術存在的工作效率低，測試工作時間長、測試結果不準確的問題。
文檔編號G01L3/10GK102607752SQ20111002341
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月21日 優先權日2011年1月21日
發明者項曉明, 項美根 申請人:黃山良業閥門有限公司