阀门气动装置启闭转矩连续测试装置的试验与研究

2015-07-16 项美根黄山良业阀门有限公司

　　介绍了阀门气动装置启闭转矩连续测试装置的性能特点、技术参数及其控制方法。给出了装置通过扭矩传感器测试阀门气动装置的力矩变化并将模拟数据转换成数字信号由计算机控制输出的工作过程( 该装置专利申请号: 201120019397. 0) 。

1、概述

　　阀门气动装置在线使用过程中，需要随时了解和掌握其综合性能参数，以保证设备运行的正常可靠。根据国内行业调查和科技查新表明，对于阀门气动装置启闭转矩试验、测试与研究，国内尚属空白领域，既无显示阀门气动装置开度位置与转矩值对应关系的测试设备，也没有在使用现场检测阀门气动装置动态转矩的设备。由于无法了解阀门气动装置在实际工况下启闭转矩值与阀门开度的对应关系，给气动装置的设计、制造工艺及其使用带来了盲目性，真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为这样严重制约了气动装置的技术进步和质量提升。同时，由于缺乏转矩实际数据，导致在气动装置选型配套方面也经常出现问题，不是装置转矩选择过剩造成浪费，就是选择不足。

2、性能特点

　　阀门气动装置主要由机械驱动、数据采集、数据处理和控制等部分组成( 图1) 。

阀门气动装置启闭转矩连续测试装置的试验与研究

图1 气动装置启闭扭矩连续测试装置

　　机械部分由液压驱动机构( 即加载部件) 和连接( 装夹) 机构等组成( 图2) 。

气动装置试验台液压加载系统

图2 气动装置试验台液压加载系统

　　选用液压缸式装置作为加载部件，其结构可以与试验产品一致，有助于在整个行程范围内液压压力的平稳和数据的测量精度。由于液体的不可压缩性，有助于控制试验产品的启闭速度，最大优点是加载转矩可自动与试验产品的输出最大转矩一致。

　　数据采集由P8R8DIO 驱动控制模块、ISO -LD为AD 转化模块和ENCONER300 脉冲编码器计数模块3 种模块组成。处理和控制部分由计算机和控制器组成( 图3) 。被测阀门气动装置在开启( 或关闭) 过程中承受的转矩，由转矩传感器采集，经ISO-LD 模块A /D 转换成数字信号输入计算机。同时，阀门气动装置的开度即转角由编码器经ENCODER300模块计数，也转换成数字信号输入计算机，由软件处理后，显示和保存。整个过程通过P8R8DIO 控制模块，由人机界面控制。

气动装置试验台控制系统

图3 气动装置试验台控制系统

　　程序软件由VISUAL BASIC 语言编写，由工作过程控制模块和输出打印模块组成。

　　采用工控机的I /O 接口控制继电器，再进一步控制被测气动装置的进出口气动换向阀，从而控制被测气动装置的动作，也可通过控制箱上的按钮直接控制被测气动装置的进出口气动换向阀。系统的工作状态可在控制箱面板上反映，也可在工控机的显示屏上反映。

　　气动装置启闭扭矩连续测试装置能够应用工控电脑控制试验台的操作过程，并能对输出扭矩、空气压力、运行时间等参数自动进行连续采样，存储采样信息，用曲线方式在屏幕上显示或进行打印。气动装置启闭扭矩连续测试装置是测试气动装置在各种气压条件下，各种启闭速度时，在启闭过程中各转动角度时的最大输出扭矩。气动装置启闭扭矩连续测试装置具有工作效率高及结果准确等特点。

3、结构分析

　　目前，国内阀门气动执行机构仅有部分回转型阀门缓闭气动装置和自动复位阀门气动装置，以及摆动式螺旋槽双活塞气缸的阀门气动装置等，尚无阀门气动装置启闭转矩测试装置。阀门检测装置大多数根据国内外的相关标准以压力表显示其试验强度和密封性能，这一简单的试验方法并不能完全反映出一种阀门在设计、加工和应用中存在的诸多问题。为了力求降低阀门及其关闭力和关闭力矩，考核阀门综合性能，只有对阀门启闭全过程的扭矩检测并得到相应的数据加以判断，才能得出合理的结论，这对设计和制造阀门显得尤为重要。

　　气动阀门转矩连续测试装置执行Q /HLY004-2012 企业标准。各项性能指标符合阀门气动装置技术条件、转矩转速测量装置、电气控制设备、普通型阀门电动装置技术条件等相关标准的要求。其特点是人机界面，电脑控制，操作简单，测量精确，数据保存、显示和打印。该装置适用于气动阀门在各种气压条件下，开启和关闭时的动态扭矩测试。测试装置各种启闭速度时，在启闭过程中转动时的输出扭矩。也适用于类似阀门启闭的其他设备的动态扭矩测试，如风门的调速扭矩的动态测试。其精度值由计量检测校准。该装置能显控阀门扭矩测试过程中任一开度位置的扭矩值，并能输出打印( 阀门开度位置与扭矩值对应曲线图) 。该装置应用工控电脑控制试验台的操作过程，并能对输出扭矩、运行时间等参数自动进行连续采样，存储采样信息，用曲线方式在屏幕上显示或进行打印。