专利名称：浮动球阀阀座测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及阀座测试装置，特别涉及一种浮动球阀阀座测试装置。
背景技术：
浮动球阀是一种压力管道元件。其通过改变管道断面和介质流动状况来控制输送介质的压力、流量及温度。其中，阀球为浮动球阀的启闭件。而且，阀球是浮动的，由两个阀座支撑，在介质压力的作用下，阀球本身能产生一定量的位移，并紧紧压在出口端的阀座密封圈上，保证出口密封。浮动球阀的阀座密封材料为聚四氟乙烯、尼龙、聚甲醛等工程塑料，阀球材料为金属。在浮动球阀启闭过程中，阀球和阀座间的摩擦导致阀座极易磨损，长期服役的浮动球阀必需定期更换阀座。不符合浮动球阀使用要求的阀座会造成阀门密封失效或阀门无法正常开启，由阀座导致的阀门事故对于阀门用户安全生产构成极大威胁。因此，有必要利用相应的测试装置对阀座进行测试，保证阀座满足浮动球阀的使用要求。目前，常用的测试阀座方法有两种。一是，利用在役浮动球阀测试阀座。即阀门用户利用实际工作条件下使用的浮动球阀及管线对阀门进行测试，此种方法直接有效，不需使用其他设备。但缺点在于占用工作设备，尤其是设备承担重要工作任务无法停止生产的情况下，无法对阀座进行测试。二是，利用与实际工作中浮动球阀相同的模拟试验阀门测试阀座。即使用与实际工作条件下完全相同的浮动球阀模拟阀门实际工作状态，对阀座进行测试。此种方法不占用工作设备，但需使用气源或者液压源等设备模拟实际管道内压，同时需保证测试过程中阀门的密封性，操作较为复杂，且无法获得阀座变形量等相关数据。因此，为了有效解决测试阀座的相关问题，本领域迫切需要开发一种不占用工作设备，同时操作简单，可获得阀座变形相关数据的浮动球阀阀座测试装置。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术操作复杂，且无法获取阀座变形相关数据的缺陷，提供一种浮动球阀阀座测试装置。本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种浮动球阀阀座测试装置，其特点在于，所述装置包括一台架机构和一固定在所述台架机构内的底部的压力油缸，所述压力油缸的上方依次由下往上固定设置一受力传感器和一刚度加强座，所述刚度加强座和所述台架机构内的上部之间夹紧一模拟浮动球阀；一位移测量仪，固定设置于所述台架机构上，用于测试所述模拟浮动球阀的阀座在装配过程中的变形量；一角度测量仪，固定设置于所述模拟浮动球阀的阀球上，用于测试所述阀球的转动角度与转动时间的关系。较佳地，所述台架机构包括一顶座、一底座和四根支柱，四根所述支柱的一端分别
3垂直固定于所述底座，且四根所述支柱的另一端分别垂直固定于所述顶座，使得所述顶座位于所述底座上方，形成一中空的框架结构。较佳地，所述刚度加强座的上表面为凹型表面，所述模拟浮动球阀的下端嵌设于所述凹型表面内，且上端顶住所述顶座，使得所述模拟浮动球阀夹紧于所述刚度加强座和所述顶座之间。较佳地，所述模拟浮动球阀还包括一上模拟法兰座、一上测试阀座、一下模拟法兰座和一下测试阀座，所述上模拟法兰座和所述上测试阀座依次上下夹紧于所述阀球和所述顶座之间；所述下测试阀座和所述下模拟法兰座依次上下夹紧于所述阀球和所述刚度加强座之间。较佳地，所述阀球的内腔固定设置一阀球内腔支座，所述阀球内腔支座内固定连接一延伸至所述阀球外侧的扭矩加载杆。较佳地，所述阀球内腔支座螺栓连接在所述阀球内腔内，所述扭矩加载杆螺栓连接于所述阀球内腔支座内。较佳地，所述位移测量仪固定设置于所述顶座、所述底座或所述四根支柱中的任
意一根上。较佳地，所述压力油缸螺栓连接于所述底座的中间位置。较佳地，所述压力油缸、所述受力传感器、所述刚度加强座及所述模拟浮动球阀由下至上叠加后的整体垂直位于所述台架机构内的中间位置。本实用新型中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本实用新型各较佳实施例。本实用新型的积极进步效果在于1、简化了浮动球阀结构，易于操作，便于使用者验收所要更换的阀座是否满足阀门的使用要求。特别适用于无法获得实际阀门内部介质压力和密封条件的情况。2、可直接获得阀门装配过程中的阀座变形数据，为测试阀座提供最直接的数据支持。3、装置构件采用与实际浮动球阀构件相同材料制成，不会损坏阀座。4、装置结构较为简单，易于实现，投资少。

图1为实际工业生产中浮动球阀装配后的结构示意图。图2为本实用新型浮动球阀阀座测试装置的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型为一种能够模拟阀门的实际装配情况和在实际工况下的工作情况的简化装置。其通过对阀座进行测试，将被测试阀座的变形数据和启动扭矩数据与使用正常的阀座相关数据进行对比，即可确定阀座是否满足阀门的使用要求。
以下结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。如图1所示，实际工业生产中，安装此类阀座的浮动球阀结构由进口侧法兰4、进口侧阀座2、阀球1、出口侧阀座3、出口侧法兰5、保持环7、阀杆6和阀体8构成。当装配浮
4动球阀和阀座时，用螺栓将进口侧法兰4和出口侧法兰5分别紧固在阀体8的两侧。进口侧法兰4与阀球1之间夹设进口侧阀座2，进口侧法兰4挤压进口侧阀座2。出口侧法兰5 与阀球1之间夹设出口侧阀座3，出口侧法兰5挤压出口侧阀座3。双侧阀座夹紧阀球1。与此同时，两个保持环7分别上下夹设于阀体8与阀球1之间，从而限定进口侧阀座2和出口侧阀座3的相对位置，完成阀门内部构件的装配。如图2所示，本实用新型模拟了上述浮动球阀的装配结构和工作状态，得到一种使用效果与实际工况下浮动球阀工作状态相同的简化装置，从而实现对浮动球阀阀座的测
试ο本实用新型浮动球阀阀座测试装置包括一台架机构1和一固定在所述台架机构内的底部的压力油缸2。压力油缸2的上方依次由下往上固定设置一受力传感器3和一刚度加强座5。受力传感器3用于测定压力油缸2的加载载荷。刚度加强座5和台架机构1 内的上部之间夹紧一模拟浮动球阀。其中，台架机构1包括一顶座11、一底座12和四根支柱13，四根支柱13的一端分别垂直固定于底座12上，且四根支柱13的另一端分别垂直固定于顶座11。这样使得顶座 11位于底座12上方，形成一中空的框架结构。其中，模拟浮动球阀还包括一上模拟法兰座41、一上测试阀座43、一下模拟法兰座42、一下测试阀座44及一阀球4。上模拟法兰座41和上测试阀座43依次上下夹紧于阀球4和顶座11之间。下测试阀座44和下模拟法兰座42依次上下夹紧于阀球4和刚度加强座5之间。这样上模拟法兰座41和下模拟法兰座42就可以达到分别限定上测试阀座43 和下测试阀座44的相对位置和变形。此外，阀球4的内腔固定设置一阀球内腔支座45，而阀球内腔支座45内固定连接一延伸至阀球4外侧的扭矩加载杆46。为了保证浮动球阀运转的稳定性，阀球内腔支座45 螺栓连接在阀球4的内腔内，扭矩加载杆46螺栓连接于阀球内腔支座45内。这样，阀球内腔支座45通过连接阀球4和扭矩加载杆46构成模拟阀门结构。其中，上模拟法兰座41和下模拟法兰座42用于模拟法兰和保持环(见图1)，起到限定阀座的相对位置和变形的作用。扭矩加载杆46用于模浮动球阀的阀杆及启闭驱动机构，起到为阀球4提供启动扭矩的作用。这样利用固定在台架机构1的底座12上的压力油缸2加载集中载荷的方法简化模拟浮动球阀实际运行工况下流体介质对阀球的冲压情况， 即给模拟阀门结构提供支撑力。该支撑力由受力传感器3测定，并且可利用该支撑力模拟浮动球阀的装配预紧力和实际工况下的介质压力。此外，图2结构中上下模拟法兰座、上下测试阀座和阀球的装配情况与图1结构中法兰、保持环、阀座和阀球的装配完全相同，起到测试装置整体模拟浮动球阀结构的作用。进一步，刚度加强座5的上表面为凹型表面，模拟浮动球阀的下端，即下模拟法兰座42，嵌设在所述凹型表面内。而模拟浮球阀的上端，即上模拟法兰座41，顶住顶座11，使得模拟浮动球阀夹紧于刚度加强座5和顶座11之间。当然，本实用新型还包括一位移测量仪6’和一角度测量仪V。位移测量仪6’固定设置在台架机构1上，如顶座11、底座12或四根支柱13中的任意一根上。位移测量仪 6’主要用于测试模拟浮动球阀的阀座在装配过程中的变形量。角度测量仪7’固定设置在模拟浮动球阀的阀球4上，主要用于测试阀球4的转动角度与转动时间的关系。这样即可
5以确定被测阀座是否满足阀门开启要求。优选地，压力油缸2、受力传感器3、刚度加强座5及所述模拟浮动球阀由下至上叠加后的整体垂直位于台架机构1内的中间位置。这种轴对称的位置关系可以保证整个测试过程装置的稳定，防止装置发生歪斜的故障。利用本实用新型浮动球阀阀座测试装置测试阀座的具体方法为1、模拟浮动球阀装配过程，测试阀座的变形量首先，将所述测试装置按照图2所示的结构进行安装。接着，利用压力油缸对刚度加强座底面施加载荷，下模拟法兰座在受载后向上移动挤压下测试阀座。这个过程是模拟图1中浮动球阀装配时法兰对于阀座的挤压过程。在本实用新型浮动球阀阀座测试装置中，金属结构的刚度足够大，而阀座为弹性构件，因此可以认为刚度加强座底面受载后向上的位移量即为阀座的变形量。然后，利用位移测量仪测定阀座的变形量，确定加载载荷与阀座变形量的关系曲线，此曲线即为浮动球阀装配预紧力与法兰装配位移关系曲线。最后，利用此曲线判断被测阀座是否满足浮动球阀的使用要求。2、模拟浮动球阀开启过程，测试开启扭矩首先，利用压力油缸对刚度加强座底面施加恒定载荷(此载荷为浮动球阀在实际工况下通过计算介质压力获得)，保证球阀获得的载荷与浮动球阀在实际工况下介质对阀球的冲压载荷大小相同，以使被测试阀座模拟阀座处于实际工况下的受力变形状态。接着，对扭矩加载杆施加弯矩载荷，以此模拟浮动球阀阀杆对阀球提供的启动扭矩。当阀球受到足够大的驱动载荷后，阀球由扭矩加载杆的带动进行顺时针转动。然后，利用角度测量仪测定阀球的转动角度和转动时间。当测试装置中阀球的转动状态与实际工况下浮动球阀阀球的开启转动状态相同(由转动角度和转动时间的关系确定)时，获取阀球的开启扭矩值，从而判断被测试阀座是否满足浮动球阀的使用要求。本实用新型为一种简便的、新颖的浮动球阀阀座测试装置，能够有效地检验需要更换的阀座是否满足阀门的使用要求。特别地，本实用新型能够提供在阀门装配过程中的阀座变形数据，以及在满足阀门启动时间要求条件下，得到被测试阀座的阀门的启动扭矩大小，为技术人员在阀座设计和应用过程中获得相关阀座技术参数提供一种新的途径。虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解， 这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种浮动球阀阀座测试装置，其特征在于，所述装置包括一台架机构和一固定在所述台架机构内的底部的压力油缸，所述压力油缸的上方依次由下往上固定设置一受力传感器和一刚度加强座，所述刚度加强座和所述台架机构内的上部之间夹紧一模拟浮动球阀；一位移测量仪，固定设置于所述台架机构上，用于测试所述模拟浮动球阀的阀座在装配过程中的变形量；一角度测量仪，固定设置于所述模拟浮动球阀的阀球上，用于测试所述阀球的转动角度与转动时间的关系。
2.如权利要求1所述的浮动球阀阀座测试装置，其特征在于，所述台架机构包括一顶座、一底座和四根支柱，四根所述支柱的一端分别垂直固定于所述底座，且四根所述支柱的另一端分别垂直固定于所述顶座，使得所述顶座位于所述底座上方，形成一中空的框架结构。
3.如权利要求2所述的浮动球阀阀座测试装置，其特征在于，所述刚度加强座的上表面为凹型表面，所述模拟浮动球阀的下端嵌设于所述凹型表面内，且上端顶住所述顶座，使得所述模拟浮动球阀夹紧于所述刚度加强座和所述顶座之间。
4.如权利要求3所述的浮动球阀阀座测试装置，其特征在于，所述模拟浮动球阀还包括一上模拟法兰座、一上测试阀座、一下模拟法兰座和一下测试阀座，所述上模拟法兰座和所述上测试阀座依次上下夹紧于所述阀球和所述顶座之间；所述下测试阀座和所述下模拟法兰座依次上下夹紧于所述阀球和所述刚度加强座之间。
5.如权利要求4所述的浮动球阀阀座测试装置，其特征在于，所述阀球的内腔固定设置一阀球内腔支座，所述阀球内腔支座内固定连接一延伸至所述阀球外侧的扭矩加载杆。
6.如权利要求5所述的浮动球阀阀座测试装置，其特征在于，所述阀球内腔支座螺栓连接在所述阀球内腔内，所述扭矩加载杆螺栓连接于所述阀球内腔支座内。
7.如权利要求2所述的浮动球阀阀座测试装置，其特征在于，所述位移测量仪固定设置于所述顶座、所述底座或所述四根支柱中的任意一根上。
8.如权利要求2所述的浮动球阀阀座测试装置，其特征在于，所述压力油缸螺栓连接于所述底座的中间位置。
9.如权利要求1-8任意一项所述的浮动球阀阀座测试装置，其特征在于，所述压力油缸、所述受力传感器、所述刚度加强座及所述模拟浮动球阀由下至上叠加后的整体垂直位于所述台架机构内的中间位置。
专利摘要本实用新型公开了一种浮动球阀阀座测试装置，所述装置包括一台架机构和一固定在所述台架机构内的底部的压力油缸，所述压力油缸的上方依次由下往上固定设置一受力传感器和一刚度加强座，所述刚度加强座和所述台架机构内的上部之间夹紧一模拟浮动球阀；一位移测量仪，固定设置于所述台架机构上，用于测试所述模拟浮动球阀的阀座在装配过程中的变形量；一角度测量仪，固定设置于所述模拟浮动球阀的阀球上，用于测试所述阀球的转动角度与转动时间的关系。本实用新型简化了浮动球阀结构，易于操作，便于使用者验收所要更换的阀座是否满足阀门的使用要求。特别适用于无法获得实际阀门内部介质压力和密封条件的情况。
文档编号G01B21/32GK202074960SQ20112012925
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者万松, 刘长军, 姜凯华, 张静, 涂家彬, 熊信文, 田硕, 谈建平, 轩福贞 申请人:华东理工大学