專利名稱：伺服式安全閥在線校驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
伺服式安全閥在線校驗儀
本實用新型涉及機械領(lǐng)域的校驗設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種伺服式安全閥在線校驗儀。
近年來隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對石油、化工原料的需求量大幅度增加，石油化工產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展，生產(chǎn)裝置規(guī)模越來越大，加工深度不斷加深。石油化工產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著重要的作用，是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱行業(yè)之一。安全閥，作為石化企業(yè)壓力容器和壓力管道設(shè)備的安全附件，是確保石化企業(yè)壓力容器和壓力管道安全，防止發(fā)生重大事故的重要手段。安全閥，是一種自動閥門，在壓力高于預(yù)定值時，安全閥不借助任何外力而利用介質(zhì)本身
的力來排出一定額度數(shù)量的流體，以防止壓力超過額定的安全值；當壓力回復(fù)正常后，閥門再行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續(xù)流出。石油化工裝置安全閥通常運行在高溫、高壓設(shè)備上，介質(zhì)多為有毒、有害、易燃、易爆物質(zhì)，在操作壓力、溫度、介質(zhì)潔凈度以及環(huán)境介質(zhì)腐蝕等物理、化學因素作用下，安全閥性能特別是整定壓力和密封性能會發(fā)生改變，將導(dǎo)致安全閥不能按規(guī)定的壓力開啟或回座，造成生產(chǎn)安全隱患污染環(huán)境。
安全閥和泄壓閥的在線校驗、調(diào)試是近年來新發(fā)展起來的一項專業(yè)化技術(shù)。安全閥的在線調(diào)校就是在使用狀態(tài)下對安全閥的開啟壓力進行檢測、整定的過程，也就是在帶壓狀態(tài)下整定安全閥的開啟壓力，這個過程又稱安全閥的在役調(diào)?；虬踩y的帶壓調(diào)?；虿煌＼嚢踩y調(diào)校。由于在線測量安全閥開啟壓力時，裝置無須停車，生產(chǎn)照常進行。因此，這項技術(shù)一出現(xiàn)，首先引起工業(yè)界極大興趣，尤其是現(xiàn)代化流程工業(yè)。許多信息資料證實，安全閥在線調(diào)校技術(shù)的應(yīng)用解決了許多安全閥、泄壓閥運行過程中的老大難問題，如不停車現(xiàn)場在線定壓、起跳后再回座有泄漏的安全閥應(yīng)急處理等，有效地保證了生產(chǎn)的連續(xù)性和運行安全。
目前，在檢測安全閥時， 一般都需要將安全閥拆卸下來搬到試驗臺上進行，即離線檢測。這種檢測方法不但需要在停車狀態(tài)下進行，而且勞動強度大，工作效率低，在冷態(tài)下調(diào)好的設(shè)定壓力放到回路上時往往偏高。倘若是焊接閥，無法進行離線檢驗。有些國家采用電子記錄器進行測試，但需要用手工處理數(shù)據(jù)，計算繁瑣，工作效率低，不適應(yīng)現(xiàn)代化工裝置在線測試的需要?，F(xiàn)有技術(shù)中的安全閥在線校驗設(shè)備不能自動控制提升速度和提升高度；檢測精度和靈敏度較低；不能實現(xiàn)全自動控制；安裝麻煩且受現(xiàn)場施工環(huán)境影響大；人員操作水平對測量結(jié)果有很大影響；不能保證安全閥迅速回座，在施工檢測過程中存在重大安全隱患。
本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種伺服式安全閥在線校驗儀，其具有攜帶、安裝方便，操作簡單，測量數(shù)據(jù)準確，對工況無擾動的特點。
本實用新型提供了一種伺服式安全閥在線校驗儀，包括機械夾具、液壓動力單元、數(shù)據(jù)處理單元和電源，機械夾具包括油缸、連接螺母、連接螺桿、提升力傳感器，其中，油缸為一中空的圓柱體，提升力傳感器設(shè)置在油缸的上方，呈中空圓環(huán)形，連接螺桿從油缸和提升力傳感器的中央位置穿出，并通過連接螺母固定在提升力傳感器上，連接螺桿下端設(shè)置連接接頭，油缸內(nèi)設(shè)置有一個可上下移動的活塞桿，所述活塞桿下端設(shè)置有倒角，油缸由缸頭和缸尾組成，油缸的缸頭側(cè)面設(shè)有兩個缸頭油口接頭，缸尾的側(cè)面設(shè)有兩個缸尾油口接頭，油缸的缸尾對著倒角處設(shè)置有位移傳感器；液壓動力單元包括液壓泵、電磁換向閥、比例壓力溢流閥、電動機、油路塊，其中，電動機和液壓泵相連，液壓泵、比例壓力溢流閥、油路塊、電磁換向閥、速度調(diào)節(jié)閥依次相連，油路塊上設(shè)置兩個油口，油路塊上還設(shè)置有系統(tǒng)壓力傳感器;數(shù)據(jù)處理單元包括計算機或者PC、電器控制元件，計算機或者PC和電器控制元件相連，電器控制元件一端分別與提升力傳感器、位移傳感器、系統(tǒng)壓力傳感器相連，電氣控制元件另一端和電源相連，所述的機械夾具的缸尾、缸頭油口接頭分別通過高壓油管與液壓動力單元的對應(yīng)油口相連。
所述提升力傳感器、位移傳感器、系統(tǒng)壓力傳感器與電氣控制元件通過傳
5感器電纜相連。
所述的油缸下部設(shè)置油缸墊片，該油缸墊片可以采用塑料、彈簧、橡膠墊片之一。
所述連接接頭是公制或英制連接螺母。所述連接接頭是螺紋軸。
所述連接接頭上設(shè)置三個互成120度的螺絲孔。所述連接接頭上設(shè)置光桿專用卡盤。所述連接接頭上設(shè)置為強磁鐵。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點本實用新型通過連接螺母和連接螺桿，將安全閥和本實用新型的機械夾具連接起來，并且通過電磁換向閥、比例壓力溢流閥、計算機可自動控制提升速度和提升高度。由于本實用新型是自動檢測，不受主觀因素的影響，檢測精度和靈敏度高，降低了安全閥的校驗成本和工人的勞動強度，提高工作效率；安裝方便簡單，能保證安全閥迅速回座，營造安全的施工環(huán)境。


圖1為本實用新型伺服式安全閥在線校驗儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型伺服式安全閥在線校驗儀的油缸剖面結(jié)構(gòu)示意圖。[具體實施方式
]
為更進一步闡述本實用新型為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效,
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的伺服式安全閥在線校驗儀，其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，說明如后。
本實用新型實施例是一種伺服式安全閥在線校驗儀，包括機械夾具、液壓動力單元、數(shù)據(jù)處理單元和電源，如圖1、圖2所示，機械夾具包括油缸l、連接螺母3、連接螺桿4、提升力傳感器2，其中，油缸l為一中空的圓柱體，提從油缸1和提 升力傳感器2的中央位置穿出，并通過連接螺母3固定在提升力傳感器2上， 使連接螺桿4的位置相對于提升力傳感器2固定不變，連接螺桿4下端設(shè)置連 接接頭5，連接螺桿4通過連接接頭5與待測試安全閥的閥桿固定連接，油缸1 內(nèi)設(shè)置有一個可上下移動的活塞桿24，所述活塞桿24下端設(shè)置有倒角30，油 缸1由缸頭22和缸尾23組成，油缸1的缸頭22側(cè)面設(shè)有兩個缸頭油口接頭 26，缸尾23的側(cè)面設(shè)有兩個缸尾油口接頭25，缸頭油口接頭26、缸尾油口接 頭25皆設(shè)置為兩個的目的是其中一個為備用， 一個為工作時提供液壓油用，備 用接頭還可幫助排除油缸內(nèi)的空氣，兩個接頭不分主次，油缸1的缸尾23對著 倒角30處設(shè)置有位移傳感器6，移傳感器6能感應(yīng)倒角30移動的距離；液壓 動力單元包括液壓泵14、電磁換向閥20、比例壓力溢流閥21、電動機17、油 路塊16，其中，電動機17和液壓泵14相連，液壓泵14、比例壓力溢流閥21、 油路塊16、電磁換向閥20、速度調(diào)節(jié)閥18依次相連，油路塊16上設(shè)置兩個油 口 15、 19，油路塊16上還設(shè)置有系統(tǒng)壓力傳感器27，速度調(diào)節(jié)閥18用來調(diào)節(jié) 液體的流速；數(shù)據(jù)處理單元包括計算機或者PC13、電器控制元件12，計算機 或者PC13和電器控制元件12相連，電器控制元件12 —端分別與提升力傳感 器2、位移傳感器6、系統(tǒng)壓力傳感器27相連，電氣控制元件12另一端和電源 相連，故電氣控制元件12為與其相連的傳感器提供電源，所述的機械夾具的 缸尾、缸頭油口接頭25、 26分別通過高壓油管10、 9與液壓動力單元的油口 19、 15相連。
提升力傳感器2、位移傳感器6、系統(tǒng)壓力傳感器27與電器控制元件12 通過提升力傳感器電纜8、位移傳感器電纜ll、系統(tǒng)壓力傳感器電纜相連。
本實施例中，本實用新型的伺服式安全閥在線校驗儀安裝時，油缸l下部 設(shè)置油缸墊片7，油缸1放在待測試安全閥的閥座上，油缸墊片7位于油缸1 和待測試安全閥的閥座之間，起到防震、防碰撞的效果，該油缸墊片7可以采 用塑料、彈簧、橡膠墊片之一。移傳感器6通過感應(yīng)倒角30移動的距離，測量 活塞桿24提升的高度。
為了實現(xiàn)待測試安全閥與伺服式安全閥在線校驗儀的機械夾具之間的連 接，待測試安全閥的閥桿應(yīng)伸出被測安全閥上的定壓調(diào)節(jié)螺母上端面大約8-10mm,連接螺桿4與安全閥的閥桿可通過連接接頭5固定連接，如果安全闊 的閥桿有連接螺紋，則連接接頭5可以設(shè)置為與該螺紋相配套的公制連接螺母; 如果閥桿外露端無螺紋，根據(jù)閥桿直徑大小將伸出段套扣，閥桿直徑太大導(dǎo)致 不適合套扣時，可將伸出段加工成內(nèi)螺紋，把連接接頭5設(shè)置為與該內(nèi)螺紋配 套的螺紋軸。閥桿外露端無螺紋時，連接螺桿4與安全閥閥桿固定連接方式還 包括以下方式在連接接頭5上加工三個互成120度的螺絲孔，再用頂絲擰緊 到閥桿上，以上三個螺絲孔做成一定的傾斜角度，此傾斜角度保證了頂絲能夠 固定閥桿，此種情況為外加力在100kg以下時應(yīng)急使用；外加力超過100kg時， 也可采用光桿專用卡盤，卡盤的三角卡爪緊固閥桿外露端，完成安全閥與機械 夾具的連接；閥桿外露端過短無法正常連接時，可采用粘接或點焊螺桿的方法 進行連接；采用強磁連接。
本實用新型實施例的伺服式安全闊在線校驗儀的工作原理是:首先接上電 源，電動機17與電磁換向閥20的一端電磁鐵得電，并通過計算機或者PC13 與電氣控制元件12供給比例壓力溢流閥21的比例電磁鐵一個逐漸遞增的電流； 此時液壓油通過液壓泵14依次路過比例壓力溢流閥2K油路塊16、電磁換向 閥20、速度調(diào)節(jié)閥18、液壓動力單元的油口19、高壓油管IO、機械夾具的缸 尾油口接頭25進入油缸1的下腔，液壓油的油壓通過比例壓力溢流閥21的比 例電磁鐵的遞增電流而逐漸增加，當壓力達到被測試安全閥能夠開啟壓力時， 油缸l內(nèi)部的活塞桿24在液壓力的推動下向上運動，進而使得提升力傳感器2 向上運行，通過連接螺母3、連接螺桿4、連接接頭5的帶動，使得被測試安全 閥的閥桿向上運動，此時位移傳感器6通過感應(yīng)活塞桿24下方的倒角斜面的移 動距離來確定活塞桿24的上升高度也就是被測閥桿的提升高度，當活塞桿的上 升高度達到之前通過計算機或者PC13預(yù)設(shè)的位移高度時，位移傳感器6發(fā)出 信號給電磁換向閥20的另一端電磁鐵供電，從而實現(xiàn)了油路的切換，使得高壓 油路經(jīng)過油路塊16的另一個通路，經(jīng)液壓動力單元的油口 15、高壓油管9、機 械夾具的缸頭油口接頭26到達油缸l的上腔，油缸下腔的液壓油由于高壓油的 壓力流回油箱，被測試安全閥的閥桿復(fù)位；本次測試結(jié)束，計算機或者PC13 記錄提升力傳感器2、位移傳感器6、系統(tǒng)壓力傳感器27的數(shù)值，算出被測試 安全閥的閥桿需要調(diào)整的高度，并且計算機或者PC13通過軟件可將獲得數(shù)據(jù)進行處理，如顯示測試曲線、測試時間、整定壓力、調(diào)整高度等參數(shù)，操作人 員可根據(jù)計算機或者PC13提示的調(diào)整高度，調(diào)節(jié)被測試安全閥的定壓螺母位 置。
本實用新型實施例的伺服式安全閥在線調(diào)校儀各部分的功能如下-
機械夾具用于保證對待測安全閥實施夾持定位，為液壓動力單元提供施加 外力的環(huán)境，采用組合式結(jié)構(gòu)，拆卸十分方便。
液壓動力單元的功能是輸出高壓液動力并轉(zhuǎn)換成作用于測試安全閥的閥瓣 的向上驅(qū)動外加力以便完成開啟壓力的測量。液壓動力單元提供可調(diào)節(jié)的液
壓輸出和流量，最大輸出18MPa，最大提升力為70KN (千牛)，用以控制外加 的提升力和提升速度，液壓動力單元的比例壓力溢流閥21的作用在于控制和調(diào) 節(jié)液壓動力，即液體流量及流速；電磁換向閥20的作用為迅速轉(zhuǎn)換液壓油的流 向，確保作業(yè)安全；液壓油一般采用粘度不太高的即可使用，在低溫地區(qū)使用 時，可加入抗冷凝劑。
提升力傳感器2采用輪輻式結(jié)構(gòu)，靈敏度極高，精度可達到0.05% (傳感 器的遲滯特性)，系統(tǒng)壓力傳感器27采用高溫型傳感器，工作溫度可達200 250 度。兩種傳感器均為高輸出式，內(nèi)設(shè)置放大器，其線性度、重復(fù)性和抗干擾能 力極強。測試系統(tǒng)采用了二通道低增益，高精度放大電路，智能化A/D轉(zhuǎn)換(亦 稱"模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器"，簡稱"模數(shù)轉(zhuǎn)換器")和數(shù)據(jù)采集電路，可同時采集拉力、 壓力、位移三個參數(shù)，核心部分選用目前市場上先進的筆記本電腦，可繪制曲 線并打印測試結(jié)果，具有漢字化的人機對話功能，各測量通道的數(shù)據(jù)均可在屏 幕上顯示，在超量程的情況下，確保系統(tǒng)和安全閥的安全，全部硬件采用模塊 化結(jié)構(gòu)，便于維修和調(diào)試。
本實用新型實施例的伺服式安全閥在線校驗儀具有以下特點(1)裝置無 須停車，在滿足國家技術(shù)監(jiān)督部門對安全閥必須周期整定要求的同時保證了企 業(yè)長周期、滿負載的工作需求；(2)在生產(chǎn)過程中，對突跳安全閥強制回座后 的整定；(3)冷態(tài)離線后，現(xiàn)場熱態(tài)誤差的整定(熱校比冷校更好解決溫度對 安全閥開啟壓力的影響)；(4)停車后，對現(xiàn)場維修后的安全閥進行調(diào)校；(5) 對部分安全閥可進行冷態(tài)、免拆調(diào)校；(6)對焊接式安全閥的現(xiàn)場調(diào)校；(7)
9配合離線校驗臺對高壓安全閥進行整定。
本實用新型實施例提供的伺服式安全閥在線調(diào)校儀是一款采用闊瓣微動法 判開準則的在線調(diào)校裝置，該裝置適應(yīng)于鍋爐壓力容器領(lǐng)域中各種彈簧式安全 閥、泄壓閥開啟壓力檢測，它能在生產(chǎn)裝置不停車狀況下測量安全閥的開啟壓 力，而不需要提高系統(tǒng)內(nèi)壓。它攜帶方便，操作簡單，測量數(shù)據(jù)誤差在要求誤 差范圍內(nèi)，對工況無擾動，使用本實用新型可延長了設(shè)備的使用周期，營造安 全的生產(chǎn)環(huán)境，降低了安全閥的校驗成本和工人的勞動強度，提高工作效率， 為用戶帶來了良好的經(jīng)濟效益。
在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述，但是，很顯 然仍可以做出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，本實 用新型的說明書和附圖被認為是說明性的而非限制性的。
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權(quán)利要求1、一種伺服式安全閥在線校驗儀，包括機械夾具、液壓動力單元、數(shù)據(jù)處理單元和電源，其特征在于，機械夾具包括油缸、連接螺母、連接螺桿、提升力傳感器，其中，油缸為一中空的圓柱體，提升力傳感器設(shè)置在油缸的上方，呈中空圓環(huán)形，連接螺桿從油缸和提升力傳感器的中央位置穿出，并通過連接螺母固定在提升力傳感器上，連接螺桿下端設(shè)置連接接頭，油缸內(nèi)設(shè)置有一個可上下移動的活塞桿，所述活塞桿下端設(shè)置有倒角，油缸由缸頭和缸尾組成，油缸的缸頭側(cè)面設(shè)有兩個缸頭油口接頭，缸尾的側(cè)面設(shè)有兩個缸尾油口接頭，油缸的缸尾對著倒角處設(shè)置有位移傳感器；液壓動力單元包括液壓泵、電磁換向閥、比例壓力溢流閥、電動機、油路塊，其中，電動機和液壓泵相連，液壓泵、比例壓力溢流閥、油路塊、電磁換向閥、速度調(diào)節(jié)閥依次相連，油路塊上設(shè)置兩個油口，油路塊上還設(shè)置有系統(tǒng)壓力傳感器；數(shù)據(jù)處理單元包括計算機或者PC、電器控制元件，計算機或者PC和電器控制元件相連，電器控制元件一端分別與提升力傳感器、位移傳感器、系統(tǒng)壓力傳感器相連，電氣控制元件另一端和電源相連，所述的機械夾具的缸尾、缸頭油口接頭分別通過高壓油管與液壓動力單元的對應(yīng)油口相連。
2、 如權(quán)利要求1所述的伺服式安全閥在線校驗儀，其特征在于，所述提升力傳感器、位移傳感器、系統(tǒng)壓力傳感器與電氣控制元件通過傳感器電纜相連。
3、 如權(quán)利要求2所述的伺服式安全閥在線校驗儀，其特征在于，所述的油缸下部設(shè)置油缸墊片，該油缸墊片可以采用塑料、彈簧、橡膠墊片之一。
4、 如權(quán)利要求3所述的伺服式安全閥在線校驗儀，其特征在于，所述連接接頭是公制或英制連接螺母。
5、 如權(quán)利要求3所述的伺服式安全閥在線校驗儀，其特征在于，所述連接接頭是螺紋軸。
6、 如權(quán)利要求3所述的伺服式安全閥在線校驗儀，其特征在于，所述連接接頭上設(shè)置三個互成120度的螺絲孔。
7、 如權(quán)利要求3所述的伺服式安全閥在線校驗儀，其特征在于，所述連接接頭上設(shè)置光桿專用卡盤。
8、如權(quán)利要求3所述的伺服式安全閥在線校驗儀，其特征在于，所述連接接頭上設(shè)置為強磁鐵。
專利摘要本實用新型公開一種伺服式安全閥在線校驗儀，連接螺桿與安全閥閥桿固定連接，油缸設(shè)置在安全閥閥座上，油缸與安全閥閥座之間設(shè)置有油缸墊片；提升力傳感器設(shè)置在油缸上；連接螺桿從油缸和提升力傳感器的中央位置穿出，并固定在提升力傳感器上；油缸內(nèi)設(shè)置有兩個可上下移動的活塞桿，所述活塞桿下端設(shè)置有倒角；油缸缸頭和缸尾的側(cè)面各設(shè)有一個油口，該油口通過高壓油管與油口接頭連接；缸尾設(shè)置有位移傳感器，位移傳感器和提升力傳感器分別與電氣控制元件連接。本實用新型可自動控制提升速度和提升高度，檢測精度和靈敏度高，降低了安全閥的校驗成本和工人的勞動強度，提高工作效率；安裝方便簡單，能保證安全閥迅速回座，營造安全的施工環(huán)境。
文檔編號G01M99/00GK201417215SQ200920157988
公開日2010年3月3日 申請日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者杜永軍, 馬偉力 申請人:北京亞力特科技開發(fā)有限公司