液压驱动式夹持的异型阀门爆破压力测试系统及测试方法与流程

文档序号:15949609发布日期:2018-11-14 05:01阅读:164来源:国知局

本发明属于阀门测试试验技术领域,尤其涉及一种液压驱动式夹持的异型阀门爆破压力测试系统及测试方法。

背景技术

异型阀门是形状复杂的小通径阀门的统称,异型阀门的公称通径为dn3~dn40,异型阀门的公称压力为1.6mpa~42.0mpa。异型阀门是确保油气田生产建设中不可缺少的重要部件,确保异型阀门能较好地应用在较恶劣的油气田生产建设过程中,对异型阀门的爆破压力进行检测,得到各类异型阀门的爆破压力,以使异型阀门的应用环境满足异型阀门自身要求,提高油气田地面工程建设管理。异型阀门的爆破压力测试过程中,如果对异型阀门不夹持固定,测试中异型阀门存在飞出伤人的安全风险;且异型阀门手轮紧,若不夹持固定,打开或关闭异型阀门得用手旋拧,十分费劲,劳动强度巨大,严重影响测试效率。另外,异型阀门的爆破压力与自身的机构、尺寸和使用情况有着密切联系,在异型阀门的爆破压力测试时,应保证异型阀门的整体结构完整未变形。

但现如今,缺少一种能对异型阀门进行夹持和爆破压力测试的专用测试装置,并且现有的夹持装置存在夹持阀门挤压变形、通用性底、操作不便等缺陷和不足。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种液压驱动式夹持的异型阀门爆破压力测试系统,其设计合理,操作简便,对异型阀门保持稳定的夹持,以使异型阀门未发生变形,保证异型阀门的爆破压力测试准确,实用性强。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种液压驱动式夹持的异型阀门爆破压力测试系统,其特征在于:包括对被测异型阀门进行夹持的液压夹持装置、与被测异型阀门连接的快速接头、对被测异型阀门的爆破压力进行测试的爆破压力测试装置和对所述液压夹持装置与所述爆破压力测试装置进行监控的监控装置,所述爆破压力测试装置包括供液箱、与供液箱连接的供液管和设置在所述供液管上的加压机构和与所述供液管的出口端连接的泄压机构,所述加压机构包括供气机构、对所述供气机构输出的驱动气压力进行调节的油泵与回程调压阀、对所述供液管内的液压进行加压的第一气动泵与第二气动泵以及对所述第一气动泵与第二气动泵进行控制的气动泵控制组件,所述气动泵控制组件包括设置在第一气动泵的进气口处的第一电磁阀、设置在第一气动泵的出气口处的第二电磁阀、设置在第二气动泵的进气口处的第三电磁阀和设置在第二气动泵的出气口处的第四电磁阀,所述快速连接接头包括第一快速接头、第二快速接头和备用快速接头,所述供液管的出口端通过第一快速接头与被测异型阀门的入口连接,所述泄压机构包括与所述供液管的出口端连接的泄压管、设置在所述泄压管上的常开气控阀和对常开气控阀进行控制的第五电磁阀;

所述液压夹持装置包括对被测异型阀门夹持的液压夹持机构,所述液压夹持机构包括两个对称设置的液压缸和两组分别设置在两个所述液压缸上的夹持组件,每组所述夹持组件均包括多个一端能收缩或者伸出液压缸的夹持杆,多个所述夹持杆呈多排多列布设,所述液压缸通过供油管与液压油箱连接,所述供油管上设置有油泵、第六电磁阀和液压锁;

所述监控装置包括微控制器以及分别与微控制器连接的参数设置单元和报警器,所述微控制器的输入端接有定时器、夹紧力检测单元、对所述液压缸的供液压力进行检测的第一压力检测单元、对所述供液管的出口端的压力进行检测的第二压力检测单元,以及对供液箱的液位进行检测的第一液位检测单元和对液压油箱的液位进行检测的第二液位检测单元,所述微控制器的输出端接有第一数显表、第二数显表和报警器,所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第六电磁阀、第五电磁阀、油泵、油泵和回程调压阀均由微控制器进行控制。

所述供油管上装有液压油过滤器、第一截止阀、第一机械压力表、安全阀和供油单向阀,所述第一压力检测单元和第六电磁阀均位于所述供油管上;

所述供液管上沿液体流动方向依次设置有第二截止阀、供水过滤器和第二机械压力表,所述第五电磁阀位于所述供气机构为气控阀供气的供气管路上;

所述供气机构包括与压缩气源连接的压缩气接口和与压缩气接口连接的加压气管以及设置在所述加压气管上的压缩气过滤器和第一单向阀,所述加压气管的出口设置有第一分支气管、第二分支气管和第三分支气管,所述气泵比例调节阀位于所述第一分支气管上,所述第一分支气管通过第一进气管与第一气动泵的进气口连接,所述第一电磁阀位于所述第一进气管上,所述第一分支气管通过第二进气管与第二气动泵的进气口连接,所述第三电磁阀位于所述第二进气管上,所述第二分支气管通过第一回程气管与第一气动泵的出气口连接,所述第二分支气管通过第二回程气管与第二气动泵的出气口连接,所述第二电磁阀位于所述第一回程气管上,所述第四电磁阀位于所述第二回程气管上,所述回程调压阀位于所述第二分支气管上,所述第三分支气管分别为第一电磁阀、第三电磁阀和第五电磁阀供气,且所述第三分支气管上设置有第二单向阀;

所述泄压管上设置有泄压过滤器。

上述的液压驱动式夹持的异型阀门爆破压力测试系统,其特征在于:所述供液箱上设置有进液管,所述进液管上设置有第七电磁阀,所述供液箱的底部设置有第一排污管和设置在所述第一排污管上的第一排污阀,所述第一液位检测单元位于所述供液箱内,所述第七电磁阀由微控制器进行控制;

所述液压油箱上设置有进油管,所述进油管上设置有第八电磁阀,所述进油管的底部设置有第二排污油管和设置在所述第二排污油管上的第二排污阀,所述第二液位检测单元位于所述液压油箱内;

所述第一电磁阀和第三电磁阀均为外部先导式电磁阀,所述第二电磁阀和第四电磁阀均为内部先导式电磁阀。

所述第一气动泵的增压比小于与第二气动泵的增压比。

同时,本发明还公开一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好的液压驱动式夹持的异型阀门爆破压力测试方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

步骤一、测试前准备工作:

步骤101、爆破压力测试装置的检查:检查所述液压夹持装置和所述爆破压力测试装置管路,确定所述液压夹持装置和所述爆破压力测试装置管路正常,上电初始化所述液压夹持装置、所述爆破压力测试装置和所述监控装置,确定所述液压夹持装置、所述爆破压力测试装置和所述监控装置各个部件正常;

步骤102、压缩气源的连接及测试溶液的添加:将0.7mpa的压缩气源与所述液压油箱连接,将供液源与供液箱连接,向供液箱中添加测试溶液,直至第一液位检测单元检测的液位值满足预先设定的液位设定值,将供油源与液压油箱连接,向液压油箱中添加液压油,直至第二液位检测单元检测的液位值满足预先设定的液压油液位设定值;

步骤二、异型阀门定义及确定异型阀门被夹持区域:

步骤201、异型阀门结构的定义:

异型阀门包括直通式阀门、异轴式阀门、角式阀门和三通式阀门,所述直通式阀门包括直通式a阀门、直通式b阀门和直通式c阀门,所述角式阀门包括角式a阀门、角式b阀门,所述三通式阀门包括三通式a阀门、三通式b阀门;

所述直通式a阀门由第一阀体和一个设置在所述第一阀体上的第一阀手柄组成,所述第一阀体的进口和所述第一阀体的出口的中心线重合,所述第一阀体具有两个直通a平面,且两个所述直通a平面为相对面,所述第一阀手柄上设置有第一手轮;

所述直通式b阀门由第二阀体、一个设置在所述第二阀体上的第二阀手柄和一个设置在所述第二阀体上的排污部组成,所述第二阀体的进口和所述第二阀体的出口的中心线重合,所述第二阀体具有一个直通b平面,所述第二阀手柄上设置有正多面体,所述第二阀手柄上设置有第二手轮;

所述直通式c阀门由第三阀体和一个设置在所述第三阀体上的第三阀手柄组成,所述第三阀体的进口和所述第三阀体的出口的中心线重合,所述第三阀体表面为弧形面,所述第三阀体上设置有第三手轮;

所述异轴式阀门由第四阀体和两个设置在所述第四阀体上的第四阀手柄组成,所述第四阀体的进口和所述第四阀体的出口的中心线呈上下平行布设,所述第四阀体具有两个异轴平面,且两个所述异轴平面为相对面,所述第四阀体上设置有第四手轮;

所述角式a阀门由第五阀体和一个设置在所述第五阀体上的第五阀手柄组成,所述第五阀体的进口和所述第五阀体的出口的中心线呈垂直布设,所述第五阀体具有两个角式平面,且两个所述角式平面为相对面,所述第五阀体上设置有第五手轮;

所述角式b阀门由第六阀体和两个设置在所述第六阀体上的第六阀手柄组成,所述第六阀体的进口和所述第六阀体的出口的中心线呈垂直布设,所述第六阀手柄上设置有第六手轮和角式弧形部;

所述三通式a阀门由第七阀体和一个设置在所述第七阀体上的第七阀手柄组成,所述第七阀体的进口和第七阀体的出口位于同一平面上,所述第七阀体具有两个三通式a平面,且两个所述三通式a平面为相对面,所述第七阀手柄上设置有第七手轮;

所述三通式b阀门由第八阀体和一个设置在所述第八阀体上的第八阀手柄组成,所述第八阀体的进口和第八阀体的出口不处于同一平面上,所述第八阀体具有两个三通式b平面,且两个所述三通式b平面为相邻面,第八阀手柄上设置有第八手轮和三通弧形部;

步骤202、异型阀门被夹持区域的确定:

根据步骤201异型阀门结构的定义,对被测异型阀门进行判断:

当被测异型阀门属于直通式a阀门时,将两个所述直通a平面作为被夹持区域;

当被测异型阀门属于直通式b阀门时,将正多面体的两个相对面作为被夹持区域;

当被测异型阀门属于直通式c阀门时,将所述弧形面作为被夹持区域;

当被测异型阀门属于异轴式阀门时,将两个所述异轴平面作为被夹持区域;

当被测异型阀门属于角式a阀门时,将两个所述角式平面作为被夹持区域;

当被测异型阀门属于角式b阀门时,将所述角式弧形部的弧形面作为被夹持区域;

当被测异型阀门属于三通式a阀门时,将所述两个三通式a平面作为被夹持区域;

当被测异型阀门属于三通式b阀门时,将所述三通弧形部的弧形面作为被夹持区域;

步骤三、确定与被夹持区域接触的夹持杆的数量:

步骤301、通过参数设置单元设定液压缸压力测试值至微控制器,将被测异型阀门放置在两个液压缸之间,通过微控制器控制第六电磁阀通电,再通过微控制器控制油泵工作调节供油管内的液压,且使供油管内的液压油压力等于液压缸压力测试值,通过供油管向液压缸的无杆腔进气,液压缸中的夹持杆伸长,n个所述夹持杆与被测异型阀门中所述被夹持区域的一侧面相接触,则得到与所述被夹持区域接触的夹持杆的数量为n,n为正整数,且n不大于夹持杆的总数;其中,所述被夹持区域的另一侧面与n个所述夹持杆相接触;

步骤302、通过微控制器控制第六电磁阀断电,再通过微控制器控制油泵停止工作,并将与所述被夹持区域接触的夹持杆的数量n通过参数设置单元输入至微控制器;

步骤四、异型阀门的夹持及快速接头的连接:

步骤401、设定被测异型阀门的液动夹紧力设定值,并将被测异型阀门的液动夹紧力设定值记作fys;

步骤402、微控制器根据公式得到液压压力设定值pys,之后,通过微控制器设定液压压力设定值pys;其中,d表示液压缸中每个夹持杆的直径;

步骤403、将被测异型阀门放置在两个液压缸之间,通过微控制器控制第六电磁阀通电,再通过微控制器控制油泵工作调节供油管内的液压,且使供油管内的液压油压力等于液动夹紧力设定值,通过供油管向液压缸的无杆腔进气,液压缸中的夹持杆伸长,被测异型阀门被夹持,且对液压锁进行闭锁操作;

步骤404、将所述快速接头与被测异型阀门的入口和出口连接;

步骤五、判断对被测异型阀门的夹持是否稳定:

步骤501、在被测异型阀门中所述被夹持区域被夹持的过程中,夹紧力检测单元对夹持杆夹持所述被夹持区域时的夹紧力进行采集,并将采集到的夹紧力检测值fc发送至微控制器;

步骤502、微控制器按照采集时间先后顺序对接收到的夹紧力检测值fc与液动夹紧力设定值fys进行比较,当夹紧力检测值fc与液动夹紧力设定值fys满足|fys-fc|≤α时,执行步骤503;否则,执行步骤504;

步骤503、重复步骤501至步骤502,直至达到定时器预先设定的夹持时间,说明对被测异型阀门的夹持稳定;

步骤504、微控制器控制报警器报警提醒,对液压锁进行开锁操作,再通过微控制器控制油泵调节供油管内的液压,以使对被测异型阀门的夹持稳定;

步骤六、异型阀门的爆破压力的测试:

步骤601、微控制器控制油泵和回程调压阀调节驱动气压力,之后,微控制器控制第一电磁阀和第二电磁阀往复通电,所述供气机构为第一气动泵提供驱动气,使第一气动泵启动,快速使被测异型阀门内充满水;

步骤602、微控制器控制第一电磁阀和第二电磁阀均断电,第二气动泵停止工作,微控制器控制油泵和回程调压阀调节驱动气压力,之后,微控制器控制第三电磁阀和第四电磁阀往复通电,所述供气机构为第二气动泵提供驱动气,使第二气动泵启动;

步骤603、微控制器通过油泵和回程调压阀调节驱动气压力上升,使第二气动泵的出口压力持续恒速上升,以使所述供液管的出口端的压力持续恒速上升;在所述供液管的出口端的压力持续恒速上升的过程中,第二压力检测单元对所述供液管的出口端的压力进行实时检测,并将检测到的所述供液管的出口端的压力发送至微控制器;

步骤604、当所述供液管的出口端的压力上升至被测异型阀门发生爆破时,通过第二压力检测单元获取被测异型阀门的爆破压力,并将被测异型阀门的爆破压力发送至微控制器;同时,微控制器控制第三电磁阀和第四电磁阀均断电,第二气动泵停止工作;

步骤605、微控制器控制第五电磁阀通电,常开气控阀闭合开始泄压;

步骤七、异型阀门的拆卸:将所述快速接头拆卸,通过微控制器控制第六电磁阀断开,向液压缸的有杆腔进气,液压缸中的夹持杆收缩,将测试完毕后的被测异型阀门拆卸。

上述的方法,其特征在于:步骤六中异型阀门的爆破压力测试之前,需要将操作被测异型阀门打开。

上述的方法,其特征在于:步骤404中当被测异型阀门具有一个入口和一个出口时,将所述第一快速接头与被测异型阀门的入口连接,将第二快速接头与被测异型阀门的一个出口连接;

当被测异型阀门具有一个入口和两个出口时,将所述第一快速接头与被测异型阀门的入口连接,将第二快速接头与被测异型阀门的一个出口连接,将所述备用快速接头与被测异型阀门的另一个出口连接;

当被测异型阀门具有两个入口和两个出口时,将所述第一快速接头与被测异型阀门的一个入口连接,将所述备用快速接头与被测异型阀门的另一个入口连接,将第二快速接头与被测异型阀门的一个出口连接。

上述的方法,其特征在于:步骤301中和步骤403中通过微控制器控制油泵工作调节供油管内的液压的过程中,通过第一压力检测单元对供油管内的液压进行实时检测,并将检测结果传送至微控制器,微控制器控制第一数显表进行同步显示,以使第一数显表上显示的液压等于液压缸压力设定值pys。

上述的方法,其特征在于:步骤301中和步骤403中微控制器控制第六电磁阀通电之前,操作截止阀打开;步骤403中被测异型阀门被夹持时,当供油管内的液压超安全液压设定值时,安全阀打开;

步骤301中和步骤403中通过第一机械压力表对供油管内的液压进行实时检测,以使第一机械压力表显示的供油管内的液压与第一数显表显示的供油管内的液压相同;

步骤603中通过第二机械压力表对所述供液管的出口端的压力进行实时检测,以使第二机械压力表显示的所述供液管的出口端的压力与第二数显表显示的所述供液管的出口端的压力相同。

上述的方法,其特征在于:步骤502中夹紧力检测值与液动夹紧力设定值的偏差α的取值范围为1~2。

上述的方法,其特征在于:步骤504中通过微控制器控制油泵调节供油管内的液压,以使对被测异型阀门的夹持稳定,具体过程如下:

当|fqs-fc|>α且fc<fqs时,微控制器根据公式fqs′=fqs+α,得到被测异型阀门的液动夹紧力调整值fys′,微控制器根据公式得到液压缸压力调整值p′qs,重复步骤501至步骤504,以使对被测异型阀门的夹持稳定。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

1、所采用的液压夹持装置结构简单、设计合理且夹紧力稳定,制作简便。

2、所采用的液压夹持装置包括两个对称设置的液压缸,通过在液压缸中设置多个夹持杆,实现了对异性阀门的多点夹持,夹持稳定,且能满足了对直通式阀门、异轴式阀门、角式阀门和三通式阀门等异型阀门夹持的需求。

3、所采用的液压夹持装置中夹紧力检测单元对夹持杆夹持所述被夹持区域时的夹紧力进行检测,并将检测到的夹紧力发送至微控制器,以使夹紧力检测单元检测到的夹紧力满足液动夹紧力设定值,有效地避免异型阀门的夹持变形。

4、所采用的液压夹持装置中各个夹持杆相互独立,在某个夹持杆故障时,其他夹持杆依旧能够继续工作,减少夹持杆故障时带来的实验灾害。

5、所采用的液压夹持装置中设置液压锁,使液压油的供油路锁住,不让回路油液有流动,使多个夹持杆保持住对被测异型阀门夹持,以使夹持稳定。

6、所采用的加压机构中包括第一气动泵和第二气动泵,对供液管上的上的压力进行增压,从而达到爆破压力需求。

7、所采用的加压机构中设置第一电磁阀和第二电磁阀对第一气动泵的驱动气回路进行控制,以低压快速对被测异型阀门内的空气排空;设置第三电磁阀和第四电磁阀对第二气动泵的驱动气回路进行控制,对第二气动泵的输出压力进行增压,以使第二气动泵的输出压力满足爆破压力测试要求,第一气动泵的控制和第二气动泵的控制相互独立,互不影响,按需调节且能有效地减少测试时间。

8、所采用的加压机构中第一电磁阀和第二电磁阀均为外部先导式电磁阀,第一电磁阀和第二电磁阀以较低压力启动,可频繁通电,较适应于高压环境,损害小且节能。

9、所采用的监控装置自动化程度高,远离被测异型阀门,提高人员安全,且能及时获取测异型阀门发生爆破时的压力,保证测试准确。

10、所采用的液压夹持的异型阀门爆破压力测试方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好,能简便、快速完成异型阀门爆破压力的测试,并且测试准确,测试过程安全、可靠。

11、所采用的异型阀门定义及确定异型阀门被夹持区域中,通过异型阀门定义实现了每年入库质量检验中异型阀门按照形状结构相似程度的分类,且这样分类的异型阀门占每年入库质量检验数量的90%,能较好地适应不同的异型阀门,涵盖范围大,满足异型阀门分类要求;通过确定异型阀门被夹持区域中,从而得到异型阀门被夹持区域为两个平行的平面或者弧形面,以使夹持机构方便夹持,且方便异型阀门测试过程中对异型阀门中手轮的操作。

12、所采用的异型阀门的夹持过程中,通过液动夹紧力设定值得到液压压力设定值,再通过微控制器控制第六电磁阀通电,通过油泵调节供油管内的气压至液压压力设定值,以对被测异型阀门进行夹持。

13、所采用的异型阀门的夹持过程中,还判断对被测异型阀门的夹持是否稳定进行判断,以使对被测异型阀门的夹持稳定,不仅能对异型阀门进行稳定夹,而且减少夹持对异型阀门造成的变形,满足异型阀门的爆破测试夹持需求,实用性强。

综上所述,本发明设计合理,操作简便,对异型阀门保持稳定的夹持,以使异型阀门未发生变形,保证异型阀门的爆破压力测试准确,实用性强。

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明液压驱动式夹持的异型阀门爆破压力测试系统的电路原理框图。

图2为本发明液压夹持装置的结构示意图。

图3为本发明液压夹持装置的液路原理图。

图4为本发明爆破压力测试装置的气路与水路原理图。

图5为本发明液压驱动式夹持的异型阀门爆破压力测试方法的流程框图。

图6a为本发明直通式a阀门的结构示意图。

图6b为本发明直通式b阀门的结构示意图。

图6c为本发明直通式c阀门的结构示意图。

图6d为本发明异轴式阀门的结构示意图。

图6e为本发明角式a阀门的结构示意图。

图6f为本发明角式b阀门的结构示意图。

图6g为本发明三通式a阀门的结构示意图。

图6h为本发明三通式b阀门的结构示意图。

附图标记说明:

1—第一机械压力表;1-1—第一阀体;1-2—第一阀手柄;

1-3—直通a平面;2—液压缸;2-1—第二阀体;

2-2—第二阀手柄;2-3—直通b平面;2-4—排污部;

2-5—正多面体;3—固定夹持板;3-1—第三阀体;

3-2—第三阀手柄;3-3—弧形面;4—夹持杆;

4-1—第四阀体;4-2—第四阀手柄;4-3—异轴平面;

5—定时器;5-1—第五阀体;5-2—第五阀手柄;

5-3—角式平面;6—液压油箱;6-1—第六阀体;

6-2—第六阀手柄;6-3—弧形部;7—第一截止阀;

7-1—第七阀体;7-2—第七阀手柄;7-3—三通式a平面;

8—油泵;8-1—第八阀体;8-2—第八阀手柄;

8-3—三通弧形部;8-4—三通式b平面;9—第二液位检测单元;

10—导向杆;11—直线轴承;12—夹持块;

13—供油单向阀;14—第一压力检测单元;

15—供油管;16—安全阀;17—第六电磁阀;

18—第一数显表;19—压缩气接口;20—压缩气过滤器;

21—第一单向阀;22—第二单向阀;23—回程调压阀;

24—气泵比例调节阀;25—第三电磁阀;

26—第一电磁阀;27—第七电磁阀;28—第二快速接头;

29—进液管;30—供液箱;31—第一液位检测单元;

32—第一排污阀;33—第二截止阀;34—供水过滤器;

35—第三单向阀;36—第四单向阀;37—第一气动泵;

38—第二气动泵;39—第五单向阀;40—第六单向阀;

41—第四电磁阀;42—液压锁;43—第五电磁阀;

44—气控阀;46—第二机械压力表;47—第二数显表;

48—第二压力检测单元;49—第一快速接头;

50—第二电磁阀;51—被测异型阀门;55—微控制器;

56—参数设置单元;57—报警器;58—夹紧力检测单元;

59—进油管;60—泄压过滤器;61—第二排污阀;

62—第八电磁阀;63—液压油过滤器。

具体实施方式

如图1-图4所示的一种液压驱动式夹持的异型阀门爆破压力测试系统,包括对被测异型阀门51进行夹持的液压夹持装置、与被测异型阀门51连接的快速接头、对被测异型阀门51的爆破压力进行测试的爆破压力测试装置和对所述液压夹持装置与所述爆破压力测试装置进行监控的监控装置,所述爆破压力测试装置包括供液箱30、与供液箱30连接的供液管和设置在所述供液管上的加压机构和与所述供液管的出口端连接的泄压机构,所述加压机构包括供气机构、对所述供气机构输出的驱动气压力进行调节的气泵比例调节阀24与回程调压阀23、对所述供液管内的液压进行加压的第一气动泵37与第二气动泵38以及对所述第一气动泵37与第二气动泵38进行控制的气动泵控制组件,所述气动泵控制组件包括设置在第一气动泵37的进气口处的第一电磁阀26、设置在第一气动泵37的出气口处的第二电磁阀50、设置在第二气动泵38的进气口处的第三电磁阀25和设置在第二气动泵38的出气口处的第四电磁阀41,所述快速连接接头包括第一快速接头49、第二快速接头28和备用快速接头,所述供液管的出口端通过第一快速接头49与被测异型阀门51的入口连接,所述泄压机构包括与所述供液管的出口端连接的泄压管、设置在所述泄压管上的常开气控阀44和对常开气控阀44进行控制的第五电磁阀43;

所述液压夹持装置包括对被测异型阀门51夹持的液压夹持机构,所述液压夹持机构包括两个对称设置的液压缸2和两组分别设置在两个所述液压缸2上的夹持组件,每组所述夹持组件均包括多个一端能收缩或者伸出液压缸2的夹持杆4,多个所述夹持杆4呈多排多列布设,所述液压缸2通过供油管15与液压油箱6连接,所述供油管上设置有油泵8、第六电磁阀17和液压锁42;

所述监控装置包括微控制器55以及分别与微控制器55连接的参数设置单元56和报警器57,所述微控制器55的输入端接有定时器5、夹紧力检测单元58、对所述液压缸2的供液压力进行检测的第一压力检测单元14、对所述供液管的出口端的压力进行检测的第二压力检测单元48,以及对供液箱30的液位进行检测的第一液位检测单元31和对液压油箱6的液位进行检测的第二液位检测单元9,所述微控制器55的输出端接有第一数显表18、第二数显表47和报警器57,所述第一电磁阀26、第二电磁阀50、第三电磁阀25、第四电磁阀41、第六电磁阀17、第五电磁阀43、油泵8、气泵比例调节阀24和回程调压阀23均由微控制器55进行控制。

本实施例中,所述供油管15上装有液压油过滤器63、第一截止阀7、第一机械压力表1、安全阀16和供油单向阀13,所述第一压力检测单元14和第六电磁阀17均位于所述供油管15上;

所述供液管上沿液体流动方向依次设置有第二截止阀33、供水过滤器34和第二机械压力表46,所述气控阀44的供油管路上设置有第五电磁阀43,所述第五电磁阀43由微控制器55进行控制;

所述供气机构包括与压缩气源连接的压缩气接口19和与压缩气接口19连接的加压气管以及设置在所述加压气管上的压缩气过滤器20和第一单向阀21,所述加压气管的出口设置有第一分支气管、第二分支气管和第三分支气管,所述气泵比例调节阀24位于所述第一分支气管上,所述第一分支气管通过第一进气管与第一气动泵37的进气口连接,所述第一电磁阀26位于所述第一进气管上,所述第一分支气管通过第二进气管与第二气动泵38的进气口连接,所述第三电磁阀25位于所述第二进气管上,所述第二分支气管通过第一回程气管与第一气动泵37的出气口连接,所述第二分支气管通过第二回程气管与第二气动泵38的出气口连接,所述回程调压阀23位于所述第二分支气管上,所述第三分支气管分别为第一电磁阀26、第三电磁阀25和第五电磁阀43供气,且所述第三分支气管上设置有第二单向阀22;

所述泄压管上设置有泄压过滤器60。

本实施例中,所述供液箱30上设置有进液管29,所述进液管29上设置有第七电磁阀27,所述供液箱30的底部设置有第一排污管和设置在所述第一排污管上的第一排污阀32,所述第一液位检测单元31位于所述供液箱30内;

所述液压油箱6上设置有进油管59,所述进油管59上设置有第八电磁阀62,所述进油管59的底部设置有第二排污油管和设置在所述第二排污油管上的第二排污阀61,所述第二液位检测单元9位于所述液压油箱6内,所述第一排污阀32和第二排污阀61均由微控制器55进行控制;

所述第一电磁阀26和第三电磁阀25均为外部先导式电磁阀,所述第二电磁阀50和第四电磁阀41均为内部先导式电磁阀。

所述第一气动泵37的增压比小于与第二气动泵38的增压比。

需要说明的是,被测异型阀门51中所述夹持区域具有平行平面或弧形面,在实际中对该四种异型阀门进行夹持时,一组中多个夹持杆4中的一部分夹持杆4的端部顶在被测异型阀门51中所述夹持区域的一个侧面上,另一组中多个夹持杆4中的一部分夹持杆4的端部顶在被测异型阀门51中的所述夹持区域的另一侧面上,同时,两组中夹持杆4中的一部分夹持杆4穿插在被测异型阀门51的空隙之间,对被测异型阀门51固定和定位。

本实施例中,当液压油箱6中的液压油受到污染而不能用时,通过开启第二排污阀61可使受到污染的液压油从液压油箱6中经过所述第二排污油管排出。

本实施例中,所述液压油箱6内部布设有第二液位检测单元9,所述液压油箱6的内部侧壁上布设有高液位报警器和低液位报警器,所述高液位报警器靠近液压油箱的顶部,所述低液位报警器靠近液压油箱6的底部。

本实施例中,所述第二液位检测单元9为磁浮球液位计。

需要说明的是,通过布设第二液位检测单元9可实时检测液压油箱6内液压油的多少,所述高液位报警器防止在液压油箱6内注入液压油时发生满溢浪费液压油,所述低液位报警器防止在液压油箱6内的液压油不足时,及时报警提示工作人员。

需要说明的是,液压油过滤器63的设置,使液压油箱6输出的液压油更加纯净,使液压油对所述液压夹持装置中的管路损伤更小,且降低液压油对液压缸2、第六电磁阀17和液压锁42的损伤,且使所述液压缸2对夹持杆4的驱动效果更好。供油单向阀13的布设使进入液压缸2内的液压油能够保压,保证液压缸2对夹持杆4的稳定驱动。

本实施例中,第二截止阀33的设置,所述液压夹持装置中的管路发生漏油时,及时通过第二截止阀33关闭液压油箱6输出的液压油,可降低液压油的浪费。

如图5、图6a-图6h的一种液压驱动式夹持的异型阀门爆破压力测试方法,该方法包括:

步骤一、测试前准备工作:

步骤101、爆破压力测试装置的检查:检查所述液压夹持装置和所述爆破压力测试装置管路,确定所述液压夹持装置和所述爆破压力测试装置管路正常,上电初始化所述液压夹持装置、所述爆破压力测试装置和所述监控装置,确定所述液压夹持装置、所述爆破压力测试装置和所述监控装置各个部件正常;

步骤102、压缩气源的连接及测试溶液的添加:将0.7mpa的压缩气源与所述液压油箱6连接,将供液源与供液箱30连接,向供液箱30中添加测试溶液,直至第一液位检测单元31检测的液位值满足预先设定的测试液液位设定值,将供油源与液压油箱6连接,向液压油箱6中添加液压油,直至第二液位检测单元9检测的液位值满足预先设定的液压油液位设定值;

步骤二、异型阀门定义及确定异型阀门被夹持区域:

步骤201、异型阀门结构的定义:

异型阀门包括直通式阀门、异轴式阀门、角式阀门和三通式阀门,所述直通式阀门包括直通式a阀门、直通式b阀门和直通式c阀门,所述角式阀门包括角式a阀门、角式b阀门,所述三通式阀门包括三通式a阀门、三通式b阀门;

如图6a所示,所述直通式a阀门由第一阀体1-1和一个设置在所述第一阀体1-1上的第一阀手柄1-2组成,所述第一阀体1-1的进口和所述第一阀体1-1的出口的中心线重合,所述第一阀体1-1具有两个直通a平面1-3,且两个所述直通a平面1-3为相对面,所述第一阀手柄1-2上设置有第一手轮;

如图6b所示,所述直通式b阀门由第二阀体2-1、一个设置在所述第二阀体2-1上的第二阀手柄2-2和一个设置在所述第二阀体2-1上的排污部2-4组成,所述第二阀体2-1的进口和所述第二阀体2-1的出口的中心线重合,所述第二阀体2-1具有一个直通b平面2-3,所述第二阀手柄2-2上设置有正多面体2-5,所述第二阀手柄2-2上设置有第二手轮;

如图6c所示,所述直通式c阀门由第三阀体3-1和一个设置在所述第三阀体3-1上的第三阀手柄3-2组成,所述第三阀体3-1的进口和所述第三阀体3-1的出口的中心线重合,所述第三阀体3-1表面为弧形面3-3,所述第三阀体3-1上设置有第三手轮;

如图6d所示,所述异轴式阀门由第四阀体4-1和两个设置在所述第四阀体4-1上的第四阀手柄4-2组成,所述第四阀体4-1的进口和所述第四阀体4-1的出口的中心线呈上下平行布设,所述第四阀体4-1具有两个异轴平面4-3,且两个所述异轴平面4-3为相对面,所述第四阀体4-1上设置有第四手轮;

如图6e所示,所述角式a阀门由第五阀体5-1和一个设置在所述第五阀体5-1上的第五阀手柄5-2组成,所述第五阀体5-1的进口和所述第五阀体5-1的出口的中心线呈垂直布设,所述第五阀体5-1具有两个角式平面5-3,且两个所述角式平面5-3为相对面,所述第五阀体5-1上设置有第五手轮;

如图6f所示,所述角式b阀门由第六阀体6-1和两个设置在所述第六阀体6-1上的第六阀手柄6-2组成,所述第六阀体6-1的进口和所述第六阀体6-1的出口的中心线呈垂直布设,所述第六阀手柄6-2上设置有第六手轮和角式弧形部6-3;

如图6g所示,所述三通式a阀门由第七阀体7-1和一个设置在所述第七阀体7-1上的第七阀手柄7-2组成,所述第七阀体7-1的进口和第七阀体7-1的出口位于同一平面上,所述第七阀体7-1具有两个三通式a平面7-3,且两个所述三通式a平面7-3为相对面,所述第七阀手柄7-2上设置有第七手轮;

如图6h所示,所述三通式b阀门由第八阀体8-1和一个设置在所述第八阀体8-1上的第八阀手柄8-2组成,所述第八阀体8-1的进口和第八阀体8-1的出口不处于同一平面上,所述第八阀体8-1具有两个三通式b平面8-3,且两个所述三通式b平面8-4为相邻面,第八阀手柄8-2上设置有第八手轮和三通弧形部8-3;

步骤202、异型阀门被夹持区域的确定:

根据步骤201异型阀门结构的定义,对被测异型阀门51进行判断:

当被测异型阀门51属于直通式a阀门时,将两个所述直通a平面1-3作为被夹持区域;

当被测异型阀门51属于直通式b阀门时,将正多面体2-5的两个相对面作为被夹持区域;

当被测异型阀门51属于直通式c阀门时,将所述弧形面3-3作为被夹持区域;

当被测异型阀门51属于异轴式阀门时,将两个所述异轴平面4-3作为被夹持区域;

当被测异型阀门51属于角式a阀门时,将两个所述角式平面5-3作为被夹持区域;

当被测异型阀门51属于角式b阀门时,将所述角式弧形部6-3的弧形面作为被夹持区域;

当被测异型阀门51属于三通式a阀门时,将所述两个三通式a平面7-3作为被夹持区域;

当被测异型阀门51属于三通式b阀门时,将所述三通弧形部8-3的弧形面作为被夹持区域;

步骤三、确定与被夹持区域接触的夹持杆的数量:

步骤301、通过参数设置单元56设定液压缸压力测试值至微控制器55,将被测异型阀门51放置在两个液压缸2之间,通过微控制器55控制第六电磁阀17通电,再通过微控制器55控制油泵8工作调节供油管15内的液压,且使供油管15内的液压油压力等于液压缸压力测试值,通过供油管15向液压缸2的无杆腔进气,液压缸2中的夹持杆4伸长,n个所述夹持杆4与被测异型阀门51中所述被夹持区域的一侧面相接触,则得到与所述被夹持区域接触的夹持杆4的数量为n,n为正整数,且n不大于夹持杆4的总数;其中,所述被夹持区域的另一侧面与n个所述夹持杆4相接触;

步骤302、通过微控制器55控制第六电磁阀17断电,再通过微控制器55控制油泵8停止工作,并将与所述被夹持区域接触的夹持杆4的数量n通过参数设置单元56输入至微控制器55;

步骤四、异型阀门的夹持及快速接头的连接:

步骤401、设定被测异型阀门51的液动夹紧力设定值,并将被测异型阀门51的液动夹紧力设定值记作fys;

步骤402、微控制器55根据公式得到液压压力设定值pys,之后,通过微控制器55设定液压压力设定值pys;其中,d表示液压缸2中每个夹持杆4的直径;

步骤403、将被测异型阀门51放置在两个液压缸2之间,通过微控制器55控制第六电磁阀17通电,再通过微控制器55控制油泵8工作调节供油管15内的液压,且使供油管15内的液压油压力等于液动夹紧力设定值,通过供油管15向液压缸2的无杆腔进气,液压缸2中的夹持杆4伸长,被测异型阀门51被夹持,且对液压锁42进行闭锁操作;

步骤404、将所述快速接头与被测异型阀门51的入口和出口连接;

步骤五、判断对被测异型阀门的夹持是否稳定:

步骤501、在被测异型阀门51中所述被夹持区域被夹持的过程中,夹紧力检测单元58对夹持杆4夹持所述被夹持区域时的夹紧力进行采集,并将采集到的夹紧力检测值fc发送至微控制器55;

步骤502、微控制器55按照采集时间先后顺序对接收到的夹紧力检测值fc与液动夹紧力设定值fys进行比较,当夹紧力检测值fc与液动夹紧力设定值fys满足|fys-fc|≤α时,执行步骤503;否则,执行步骤504;

步骤503、重复步骤501至步骤502,直至达到定时器5预先设定的夹持时间,说明对被测异型阀门51的夹持稳定;

步骤504、微控制器55控制报警器57报警提醒,对液压锁42进行开锁操作,再通过微控制器55控制油泵8调节供油管15内的液压,以使对被测异型阀门51的夹持稳定;

步骤六、异型阀门的爆破压力的测试:

步骤601、微控制器55控制气泵比例调节阀24和回程调压阀23调节驱动气压力,之后,微控制器55控制第一电磁阀26和第二电磁阀50往复通电,所述供气机构为第一气动泵37提供驱动气,使第一气动泵37启动,快速使被测异型阀门51内充满水;

步骤602、微控制器55控制第一电磁阀26和第二电磁阀50均断电,第一气动泵37停止工作,微控制器55控制气泵比例调节阀24和回程调压阀23调节驱动气压力,之后,微控制器55控制第三电磁阀25和第四电磁阀41往复通电,所述供气机构为第二气动泵38提供驱动气,使第二气动泵38启动;

步骤603、微控制器55通过气泵比例调节阀24和回程调压阀23调节驱动气压力上升,使第二气动泵38的出口压力持续恒速上升,以使所述供液管的出口端的压力持续恒速上升;在所述供液管的出口端的压力持续恒速上升的过程中,第二压力检测单元48对所述供液管的出口端的压力进行实时检测,并将检测到的所述供液管的出口端的压力发送至微控制器55;

步骤604、当所述供液管的出口端的压力上升至被测异型阀门51发生爆破时,通过第二压力检测单元48获取被测异型阀门51的爆破压力,并将被测异型阀门51的爆破压力发送至微控制器55;同时,微控制器55控制第三电磁阀25和第四电磁阀41均断电,第一气动泵37停止工作;

步骤605、微控制器55控制第五电磁阀43通电,常开气控阀44闭合开始泄压;

步骤七、异型阀门的拆卸:将所述快速接头拆卸,通过微控制器55控制第六电磁阀17断开,向液压缸2的有杆腔进气,液压缸2中的夹持杆4收缩,将测试完毕后的被测异型阀门51拆卸。

本实施例中,步骤六中异型阀门的爆破压力测试之前,需要将操作被测异型阀门51打开。

本实施例中,步骤404中当被测异型阀门51具有一个入口和一个出口时,将所述第一快速接头49与被测异型阀门51的入口连接,将第二快速接头28与被测异型阀门51的一个出口连接;

当被测异型阀门51具有一个入口和两个出口时,将所述第一快速接头49与被测异型阀门51的入口连接,将第二快速接头28与被测异型阀门51的一个出口连接,将所述备用快速接头与被测异型阀门51的另一个出口连接;

当被测异型阀门51具有两个入口和两个出口时,将所述第一快速接头49与被测异型阀门51的一个入口连接,将所述备用快速接头与被测异型阀门51的另一个入口连接,将第二快速接头28与被测异型阀门51的一个出口连接。

本实施例中,所述供油管15上装有液压油过滤器63、第一截止阀7、第一机械压力表1、安全阀16和供油单向阀13,所述第一压力检测单元14和第六电磁阀17均位于所述供油管15上;

所述供液管上沿液体流动方向依次设置有第二截止阀33、供水过滤器34和第二机械压力表46,所述第五电磁阀43位于所述供气机构为气控阀44供气的供气管路上;

步骤301中和步骤403中通过微控制器55控制油泵8工作调节供油管15内的液压的过程中,通过第一压力检测单元14对供油管15内的液压进行实时检测,并将检测结果传送至微控制器55,微控制器55控制第一数显表18进行同步显示,以使第一数显表18上显示的液压等于液压缸压力设定值pys。

本实施例中,步骤301中和步骤403中微控制器55控制第六电磁阀17通电之前,操作第一截止阀7打开;步骤403中被测异型阀门51被夹持时,当供油管15内的液压超安全液压设定值时,安全阀16打开;

步骤301中和步骤403中通过第一机械压力表1对供油管15内的液压进行实时检测,以使第一机械压力表1显示的供油管15内的液压与第一数显表18显示的供油管15内的液压相同;

步骤603中通过第二机械压力表46对所述供液管的出口端的压力进行实时检测,以使第二机械压力表46显示的所述供液管的出口端的压力与第二数显表47显示的所述供液管的出口端的压力相同。

本实施例中,步骤502中夹紧力检测值与液动夹紧力设定值的偏差α的取值范围为1~2。

本实施例中,步骤504中通过微控制器55控制油泵8调节供油管15内的液压,以使对被测异型阀门51的夹持稳定,具体过程如下:

当|fqs-fc|>α且fc<fqs时,微控制器55根据公式fqs′=fqs+α,得到被测异型阀门51的液动夹紧力调整值fys′,微控制器55根据公式得到液压缸压力调整值p′qs,重复步骤501至步骤504,以使对被测异型阀门51的夹持稳定。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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