專利名稱：浮動(dòng)球閥閥座測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及閥座測試裝置，特別涉及一種浮動(dòng)球閥閥座測試裝置。
背景技術(shù)：
浮動(dòng)球閥是一種壓力管道元件。其通過改變管道斷面和介質(zhì)流動(dòng)狀況來控制輸送介質(zhì)的壓力、流量及溫度。其中，閥球?yàn)楦?dòng)球閥的啟閉件。而且，閥球是浮動(dòng)的，由兩個(gè)閥座支撐，在介質(zhì)壓力的作用下，閥球本身能產(chǎn)生一定量的位移，并緊緊壓在出口端的閥座密封圈上，保證出口密封。浮動(dòng)球閥的閥座密封材料為聚四氟乙烯、尼龍、聚甲醛等工程塑料，閥球材料為金屬。在浮動(dòng)球閥啟閉過程中，閥球和閥座間的摩擦導(dǎo)致閥座極易磨損，長期服役的浮動(dòng)球閥必需定期更換閥座。不符合浮動(dòng)球閥使用要求的閥座會(huì)造成閥門密封失效或閥門無法正常開啟，由閥座導(dǎo)致的閥門事故對(duì)于閥門用戶安全生產(chǎn)構(gòu)成極大威脅。因此，有必要利用相應(yīng)的測試裝置對(duì)閥座進(jìn)行測試，保證閥座滿足浮動(dòng)球閥的使用要求。目前，常用的測試閥座方法有兩種。一是，利用在役浮動(dòng)球閥測試閥座。即閥門用戶利用實(shí)際工作條件下使用的浮動(dòng)球閥及管線對(duì)閥門進(jìn)行測試，此種方法直接有效，不需使用其他設(shè)備。但缺點(diǎn)在于占用工作設(shè)備，尤其是設(shè)備承擔(dān)重要工作任務(wù)無法停止生產(chǎn)的情況下，無法對(duì)閥座進(jìn)行測試。二是，利用與實(shí)際工作中浮動(dòng)球閥相同的模擬試驗(yàn)閥門測試閥座。即使用與實(shí)際工作條件下完全相同的浮動(dòng)球閥模擬閥門實(shí)際工作狀態(tài)，對(duì)閥座進(jìn)行測試。此種方法不占用工作設(shè)備，但需使用氣源或者液壓源等設(shè)備模擬實(shí)際管道內(nèi)壓，同時(shí)需保證測試過程中閥門的密封性，操作較為復(fù)雜，且無法獲得閥座變形量等相關(guān)數(shù)據(jù)。因此，為了有效解決測試閥座的相關(guān)問題，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)一種不占用工作設(shè)備，同時(shí)操作簡單，可獲得閥座變形相關(guān)數(shù)據(jù)的浮動(dòng)球閥閥座測試裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)操作復(fù)雜，且無法獲取閥座變形相關(guān)數(shù)據(jù)的缺陷，提供一種浮動(dòng)球閥閥座測試裝置。本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，其特點(diǎn)在于，所述裝置包括一臺(tái)架機(jī)構(gòu)和一固定在所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)內(nèi)的底部的壓力油缸，所述壓力油缸的上方依次由下往上固定設(shè)置一受力傳感器和一剛度加強(qiáng)座，所述剛度加強(qiáng)座和所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)內(nèi)的上部之間夾緊一模擬浮動(dòng)球閥；一位移測量儀，固定設(shè)置于所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)上，用于測試所述模擬浮動(dòng)球閥的閥座在裝配過程中的變形量；一角度測量儀，固定設(shè)置于所述模擬浮動(dòng)球閥的閥球上，用于測試所述閥球的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系。較佳地，所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)包括一頂座、一底座和四根支柱，四根所述支柱的一端分別
3垂直固定于所述底座，且四根所述支柱的另一端分別垂直固定于所述頂座，使得所述頂座位于所述底座上方，形成一中空的框架結(jié)構(gòu)。較佳地，所述剛度加強(qiáng)座的上表面為凹型表面，所述模擬浮動(dòng)球閥的下端嵌設(shè)于所述凹型表面內(nèi)，且上端頂住所述頂座，使得所述模擬浮動(dòng)球閥夾緊于所述剛度加強(qiáng)座和所述頂座之間。較佳地，所述模擬浮動(dòng)球閥還包括一上模擬法蘭座、一上測試閥座、一下模擬法蘭座和一下測試閥座，所述上模擬法蘭座和所述上測試閥座依次上下夾緊于所述閥球和所述頂座之間；所述下測試閥座和所述下模擬法蘭座依次上下夾緊于所述閥球和所述剛度加強(qiáng)座之間。較佳地，所述閥球的內(nèi)腔固定設(shè)置一閥球內(nèi)腔支座，所述閥球內(nèi)腔支座內(nèi)固定連接一延伸至所述閥球外側(cè)的扭矩加載桿。較佳地，所述閥球內(nèi)腔支座螺栓連接在所述閥球內(nèi)腔內(nèi)，所述扭矩加載桿螺栓連接于所述閥球內(nèi)腔支座內(nèi)。較佳地，所述位移測量儀固定設(shè)置于所述頂座、所述底座或所述四根支柱中的任
意一根上。較佳地，所述壓力油缸螺栓連接于所述底座的中間位置。較佳地，所述壓力油缸、所述受力傳感器、所述剛度加強(qiáng)座及所述模擬浮動(dòng)球閥由下至上疊加后的整體垂直位于所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)內(nèi)的中間位置。本實(shí)用新型中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本實(shí)用新型各較佳實(shí)施例。本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于1、簡化了浮動(dòng)球閥結(jié)構(gòu)，易于操作，便于使用者驗(yàn)收所要更換的閥座是否滿足閥門的使用要求。特別適用于無法獲得實(shí)際閥門內(nèi)部介質(zhì)壓力和密封條件的情況。2、可直接獲得閥門裝配過程中的閥座變形數(shù)據(jù)，為測試閥座提供最直接的數(shù)據(jù)支持。3、裝置構(gòu)件采用與實(shí)際浮動(dòng)球閥構(gòu)件相同材料制成，不會(huì)損壞閥座。4、裝置結(jié)構(gòu)較為簡單，易于實(shí)現(xiàn)，投資少。

圖1為實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中浮動(dòng)球閥裝配后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型浮動(dòng)球閥閥座測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型為一種能夠模擬閥門的實(shí)際裝配情況和在實(shí)際工況下的工作情況的簡化裝置。其通過對(duì)閥座進(jìn)行測試，將被測試閥座的變形數(shù)據(jù)和啟動(dòng)扭矩?cái)?shù)據(jù)與使用正常的閥座相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，即可確定閥座是否滿足閥門的使用要求。
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。如圖1所示，實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，安裝此類閥座的浮動(dòng)球閥結(jié)構(gòu)由進(jìn)口側(cè)法蘭4、進(jìn)口側(cè)閥座2、閥球1、出口側(cè)閥座3、出口側(cè)法蘭5、保持環(huán)7、閥桿6和閥體8構(gòu)成。當(dāng)裝配浮
4動(dòng)球閥和閥座時(shí)，用螺栓將進(jìn)口側(cè)法蘭4和出口側(cè)法蘭5分別緊固在閥體8的兩側(cè)。進(jìn)口側(cè)法蘭4與閥球1之間夾設(shè)進(jìn)口側(cè)閥座2，進(jìn)口側(cè)法蘭4擠壓進(jìn)口側(cè)閥座2。出口側(cè)法蘭5 與閥球1之間夾設(shè)出口側(cè)閥座3，出口側(cè)法蘭5擠壓出口側(cè)閥座3。雙側(cè)閥座夾緊閥球1。與此同時(shí)，兩個(gè)保持環(huán)7分別上下夾設(shè)于閥體8與閥球1之間，從而限定進(jìn)口側(cè)閥座2和出口側(cè)閥座3的相對(duì)位置，完成閥門內(nèi)部構(gòu)件的裝配。如圖2所示，本實(shí)用新型模擬了上述浮動(dòng)球閥的裝配結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)，得到一種使用效果與實(shí)際工況下浮動(dòng)球閥工作狀態(tài)相同的簡化裝置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)浮動(dòng)球閥閥座的測
試ο本實(shí)用新型浮動(dòng)球閥閥座測試裝置包括一臺(tái)架機(jī)構(gòu)1和一固定在所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)內(nèi)的底部的壓力油缸2。壓力油缸2的上方依次由下往上固定設(shè)置一受力傳感器3和一剛度加強(qiáng)座5。受力傳感器3用于測定壓力油缸2的加載載荷。剛度加強(qiáng)座5和臺(tái)架機(jī)構(gòu)1 內(nèi)的上部之間夾緊一模擬浮動(dòng)球閥。其中，臺(tái)架機(jī)構(gòu)1包括一頂座11、一底座12和四根支柱13，四根支柱13的一端分別垂直固定于底座12上，且四根支柱13的另一端分別垂直固定于頂座11。這樣使得頂座 11位于底座12上方，形成一中空的框架結(jié)構(gòu)。其中，模擬浮動(dòng)球閥還包括一上模擬法蘭座41、一上測試閥座43、一下模擬法蘭座42、一下測試閥座44及一閥球4。上模擬法蘭座41和上測試閥座43依次上下夾緊于閥球4和頂座11之間。下測試閥座44和下模擬法蘭座42依次上下夾緊于閥球4和剛度加強(qiáng)座5之間。這樣上模擬法蘭座41和下模擬法蘭座42就可以達(dá)到分別限定上測試閥座43 和下測試閥座44的相對(duì)位置和變形。此外，閥球4的內(nèi)腔固定設(shè)置一閥球內(nèi)腔支座45，而閥球內(nèi)腔支座45內(nèi)固定連接一延伸至閥球4外側(cè)的扭矩加載桿46。為了保證浮動(dòng)球閥運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，閥球內(nèi)腔支座45 螺栓連接在閥球4的內(nèi)腔內(nèi)，扭矩加載桿46螺栓連接于閥球內(nèi)腔支座45內(nèi)。這樣，閥球內(nèi)腔支座45通過連接閥球4和扭矩加載桿46構(gòu)成模擬閥門結(jié)構(gòu)。其中，上模擬法蘭座41和下模擬法蘭座42用于模擬法蘭和保持環(huán)(見圖1)，起到限定閥座的相對(duì)位置和變形的作用。扭矩加載桿46用于模浮動(dòng)球閥的閥桿及啟閉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，起到為閥球4提供啟動(dòng)扭矩的作用。這樣利用固定在臺(tái)架機(jī)構(gòu)1的底座12上的壓力油缸2加載集中載荷的方法簡化模擬浮動(dòng)球閥實(shí)際運(yùn)行工況下流體介質(zhì)對(duì)閥球的沖壓情況， 即給模擬閥門結(jié)構(gòu)提供支撐力。該支撐力由受力傳感器3測定，并且可利用該支撐力模擬浮動(dòng)球閥的裝配預(yù)緊力和實(shí)際工況下的介質(zhì)壓力。此外，圖2結(jié)構(gòu)中上下模擬法蘭座、上下測試閥座和閥球的裝配情況與圖1結(jié)構(gòu)中法蘭、保持環(huán)、閥座和閥球的裝配完全相同，起到測試裝置整體模擬浮動(dòng)球閥結(jié)構(gòu)的作用。進(jìn)一步，剛度加強(qiáng)座5的上表面為凹型表面，模擬浮動(dòng)球閥的下端，即下模擬法蘭座42，嵌設(shè)在所述凹型表面內(nèi)。而模擬浮球閥的上端，即上模擬法蘭座41，頂住頂座11，使得模擬浮動(dòng)球閥夾緊于剛度加強(qiáng)座5和頂座11之間。當(dāng)然，本實(shí)用新型還包括一位移測量儀6’和一角度測量儀V。位移測量儀6’固定設(shè)置在臺(tái)架機(jī)構(gòu)1上，如頂座11、底座12或四根支柱13中的任意一根上。位移測量儀 6’主要用于測試模擬浮動(dòng)球閥的閥座在裝配過程中的變形量。角度測量儀7’固定設(shè)置在模擬浮動(dòng)球閥的閥球4上，主要用于測試閥球4的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系。這樣即可
5以確定被測閥座是否滿足閥門開啟要求。優(yōu)選地，壓力油缸2、受力傳感器3、剛度加強(qiáng)座5及所述模擬浮動(dòng)球閥由下至上疊加后的整體垂直位于臺(tái)架機(jī)構(gòu)1內(nèi)的中間位置。這種軸對(duì)稱的位置關(guān)系可以保證整個(gè)測試過程裝置的穩(wěn)定，防止裝置發(fā)生歪斜的故障。利用本實(shí)用新型浮動(dòng)球閥閥座測試裝置測試閥座的具體方法為1、模擬浮動(dòng)球閥裝配過程，測試閥座的變形量首先，將所述測試裝置按照圖2所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝。接著，利用壓力油缸對(duì)剛度加強(qiáng)座底面施加載荷，下模擬法蘭座在受載后向上移動(dòng)擠壓下測試閥座。這個(gè)過程是模擬圖1中浮動(dòng)球閥裝配時(shí)法蘭對(duì)于閥座的擠壓過程。在本實(shí)用新型浮動(dòng)球閥閥座測試裝置中，金屬結(jié)構(gòu)的剛度足夠大，而閥座為彈性構(gòu)件，因此可以認(rèn)為剛度加強(qiáng)座底面受載后向上的位移量即為閥座的變形量。然后，利用位移測量儀測定閥座的變形量，確定加載載荷與閥座變形量的關(guān)系曲線，此曲線即為浮動(dòng)球閥裝配預(yù)緊力與法蘭裝配位移關(guān)系曲線。最后，利用此曲線判斷被測閥座是否滿足浮動(dòng)球閥的使用要求。2、模擬浮動(dòng)球閥開啟過程，測試開啟扭矩首先，利用壓力油缸對(duì)剛度加強(qiáng)座底面施加恒定載荷(此載荷為浮動(dòng)球閥在實(shí)際工況下通過計(jì)算介質(zhì)壓力獲得)，保證球閥獲得的載荷與浮動(dòng)球閥在實(shí)際工況下介質(zhì)對(duì)閥球的沖壓載荷大小相同，以使被測試閥座模擬閥座處于實(shí)際工況下的受力變形狀態(tài)。接著，對(duì)扭矩加載桿施加彎矩載荷，以此模擬浮動(dòng)球閥閥桿對(duì)閥球提供的啟動(dòng)扭矩。當(dāng)閥球受到足夠大的驅(qū)動(dòng)載荷后，閥球由扭矩加載桿的帶動(dòng)進(jìn)行順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，利用角度測量儀測定閥球的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間。當(dāng)測試裝置中閥球的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)與實(shí)際工況下浮動(dòng)球閥閥球的開啟轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)相同(由轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系確定)時(shí)，獲取閥球的開啟扭矩值，從而判斷被測試閥座是否滿足浮動(dòng)球閥的使用要求。本實(shí)用新型為一種簡便的、新穎的浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，能夠有效地檢驗(yàn)需要更換的閥座是否滿足閥門的使用要求。特別地，本實(shí)用新型能夠提供在閥門裝配過程中的閥座變形數(shù)據(jù)，以及在滿足閥門啟動(dòng)時(shí)間要求條件下，得到被測試閥座的閥門的啟動(dòng)扭矩大小，為技術(shù)人員在閥座設(shè)計(jì)和應(yīng)用過程中獲得相關(guān)閥座技術(shù)參數(shù)提供一種新的途徑。雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 這些僅是舉例說明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述裝置包括一臺(tái)架機(jī)構(gòu)和一固定在所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)內(nèi)的底部的壓力油缸，所述壓力油缸的上方依次由下往上固定設(shè)置一受力傳感器和一剛度加強(qiáng)座，所述剛度加強(qiáng)座和所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)內(nèi)的上部之間夾緊一模擬浮動(dòng)球閥；一位移測量儀，固定設(shè)置于所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)上，用于測試所述模擬浮動(dòng)球閥的閥座在裝配過程中的變形量；一角度測量儀，固定設(shè)置于所述模擬浮動(dòng)球閥的閥球上，用于測試所述閥球的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)包括一頂座、一底座和四根支柱，四根所述支柱的一端分別垂直固定于所述底座，且四根所述支柱的另一端分別垂直固定于所述頂座，使得所述頂座位于所述底座上方，形成一中空的框架結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述剛度加強(qiáng)座的上表面為凹型表面，所述模擬浮動(dòng)球閥的下端嵌設(shè)于所述凹型表面內(nèi)，且上端頂住所述頂座，使得所述模擬浮動(dòng)球閥夾緊于所述剛度加強(qiáng)座和所述頂座之間。
4.如權(quán)利要求3所述的浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述模擬浮動(dòng)球閥還包括一上模擬法蘭座、一上測試閥座、一下模擬法蘭座和一下測試閥座，所述上模擬法蘭座和所述上測試閥座依次上下夾緊于所述閥球和所述頂座之間；所述下測試閥座和所述下模擬法蘭座依次上下夾緊于所述閥球和所述剛度加強(qiáng)座之間。
5.如權(quán)利要求4所述的浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述閥球的內(nèi)腔固定設(shè)置一閥球內(nèi)腔支座，所述閥球內(nèi)腔支座內(nèi)固定連接一延伸至所述閥球外側(cè)的扭矩加載桿。
6.如權(quán)利要求5所述的浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述閥球內(nèi)腔支座螺栓連接在所述閥球內(nèi)腔內(nèi)，所述扭矩加載桿螺栓連接于所述閥球內(nèi)腔支座內(nèi)。
7.如權(quán)利要求2所述的浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述位移測量儀固定設(shè)置于所述頂座、所述底座或所述四根支柱中的任意一根上。
8.如權(quán)利要求2所述的浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述壓力油缸螺栓連接于所述底座的中間位置。
9.如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，其特征在于，所述壓力油缸、所述受力傳感器、所述剛度加強(qiáng)座及所述模擬浮動(dòng)球閥由下至上疊加后的整體垂直位于所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)內(nèi)的中間位置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種浮動(dòng)球閥閥座測試裝置，所述裝置包括一臺(tái)架機(jī)構(gòu)和一固定在所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)內(nèi)的底部的壓力油缸，所述壓力油缸的上方依次由下往上固定設(shè)置一受力傳感器和一剛度加強(qiáng)座，所述剛度加強(qiáng)座和所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)內(nèi)的上部之間夾緊一模擬浮動(dòng)球閥；一位移測量儀，固定設(shè)置于所述臺(tái)架機(jī)構(gòu)上，用于測試所述模擬浮動(dòng)球閥的閥座在裝配過程中的變形量；一角度測量儀，固定設(shè)置于所述模擬浮動(dòng)球閥的閥球上，用于測試所述閥球的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系。本實(shí)用新型簡化了浮動(dòng)球閥結(jié)構(gòu)，易于操作，便于使用者驗(yàn)收所要更換的閥座是否滿足閥門的使用要求。特別適用于無法獲得實(shí)際閥門內(nèi)部介質(zhì)壓力和密封條件的情況。
文檔編號(hào)G01B21/32GK202074960SQ20112012925
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者萬松, 劉長軍, 姜?jiǎng)P華, 張靜, 涂家彬, 熊信文, 田碩, 談建平, 軒福貞 申請人:華東理工大學(xué)