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专利名称：阀门动态试验可控动力装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种阀门动态试验可控动力装置，用于石油天然气工业高压和超高压阀门常温和高低温动态试验，属于石油天然气钻井和采输设备检测技术领域。
背景技术：
用于石油天然气工业规范级别为PR2级的高压和超高压阀门在设计验证时要进行常温下的动态试验、最高额定温度下的动态试验、最低额定温度下的动态试验。试验的要求如下1、常温下的动态试验(1)、阀的下游端应以试验压力的1%或更小的压力充满试验介质。⑵、在闸板或旋塞的上游端应施加等于额定工作压力的压力。随后所有阀座试验应在同一方向。⑶、阀应在全压差下开启。开启后，压力最小应保持起始压力的50%。开启行程可以中断，以便调整压力在上述限定内，直至完全打开。⑷、阀在保持上述步骤限定的压力下应完全关闭。(5)、阀完全关闭后，下游端应泄压到试验压力的1%或更小。(6)、重复以上步骤，至少进行160次开启和关闭循环。2、最高额定温度下的动态试验最高额定温度下的动态试验按常温下的动态试验规定进行，但应使用气体作为试验介质，且应至少进行20次的开关循环。3、最低额定温度下的动态试验最低额定温度下的动态试验按常温下的动态试验规定进行，但应使用气体作为试验介质，且应至少进行20次的开关循环。4、在进行以上试验时，应测量开启和操作扭矩。在现有技术中，中国专利号“201010535918. 8”公开了一种阀门高温型式实验装置，
公开日为2011年04月27日，主要解决了阀门在高温环境下型式实验数据不能自动采集和处理的问题，其测试台上安装有动力源、扭矩传感器及支撑座，所述的扭矩传感器的输入端与动力源的输出轴相连，所述扭矩传感器的输出端穿过支撑座与待测阀门上的阀杆相连；待测阀门上设有热电偶传感器及压力变送器传感器(17)。但现有技术还存在如下问题一、有的是使用液压马达或电机的方式提供阀门开启和关闭的动力，有的是使用人工的方式提供阀门开启和关闭的动力，不具有测量开启和操作扭矩的功能，况且使用液压作为动力源，如果油液的漏失将造成环境的污染。二、有的试验对象单一，不能进行常温和高低温动态试验。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有石油天然气阀门在动态试验时存在的上述问题，提供一种阀门动态试验可控动力装置，本实用新型可适用于扭矩测量、旋转度数、温度试验状态开关、常温动态试验，具有测量开启和操作扭矩的功能。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种阀门动态试验可控动力装置，包括机架和传动机构，其特征在于还包括设置在机架上的升降机构，所述传动机构设置在升降机构上，传动机构包括伺服驱动器、减速机、扭矩传感器、电磁离合器和联轴器，伺服驱动器的输出端与减速机连接，减速机输出端与扭矩传感器连接，扭矩传感器与电磁离合器连接，电磁离合器输出端与联轴器连接，联轴器通过联接杆与被试阀门连接。所述升降机构包括底板和轨道，传动机构设置在底板上，所述轨道设置在机架上，底板上设置有滑槽，底板通过滑槽与轨道连接。所述伺服驱动器为通讯型伺服驱动器，电磁离合器为牙嵌式电磁离合器，减速机为弧齿锥齿轮硬齿面减速机，联轴器为四方孔联轴器，联接杆为四方传力联接杆。采用本实用新型的优点在于一、本实用新型包括设置在机架上的升降机构，所述传动机构设置在升降机构上，传动机构包括伺服驱动器、减速机、扭矩传感器、电磁离合器和联轴器，伺服驱动器的输出端与减速机连接，减速机输出端与扭矩传感器连接，扭矩传感器与电磁离合器连接，电磁离合器输出端与联轴器连接，联轴器通过联接杆与被试阀门连接，通过升降机构实现传动机构的升降，通过传动机构提供阀门开启和关闭的动力，具有测量开启和操作扭矩的功能，可适用于扭矩测量、旋转度数、温度试验状态开关、常温动态试验。二、本实用新型中，所述升降机构包括底板和轨道，传动机构设置在底板上，所述轨道设置在机架上，底板上设置有滑槽，底板通过滑槽与轨道连接，采用此结构实现传动机构的平稳升降，从而实现动力的平稳输出，提高试验的精确度。三、本实用新型中，所述伺服驱动器为通讯型伺服驱动器，电磁离合器为牙嵌式电磁离合器，减速机为弧齿锥齿轮硬齿面减速机，联轴器为四方孔联轴器，联接杆为四方传力联接杆，采用此结构实现各部件的紧密配合，使动力输出更平稳，使阀门开启和关闭的可控性更强。四、本实用新型适用于扭矩测量、旋转度数、温度试验状态开关、常温动态试验，使用阀门常温和高低温动态试验可控动力装置对PFF52-70法兰式平行闸阀进行阀门常温和高低温动态试验，操作可靠，安全实用，完全达到了设计要求。

图1为本实用新型主视结构示意图图2为本实用新型俯视结构示意图图3为本实用新型应用在阀门常温下动态试验中的结构示意图图4为本实用新型应用在阀门最高额定温度下动态试验中的结构示意图图中标记为1、升降机构，2、机架,3、轨道,4、扭矩传感器,5、电磁离合器,6、联轴器，7、底板，8、伺服驱动器，9、减速机，10、远程控制台，11、联接杆，12、阀门试验工装，13、被试阀门，14、安装台，15、高低温试验箱。
具体实施方式
实施例1一种阀门动态试验可控动力装置，包括机架2和传动机构，还包括设置在机架2上的升降机构1，所述传动机构设置在升降机构I上，传动机构包括伺服驱动器8、减速机9、扭矩传感器4、电磁离合器5和联轴器6，伺服驱动器8的输出端与减速机9连接，减速机9输出端与扭矩传感器4连接,扭矩传感器4与电磁离合器5连接，电磁离合器5输出端与联轴器6连接，联轴器6通过联接杆11与被试阀门13连接。本实用新型的优选实施方式为，所述升降机构I包括底板7和轨道3，传动机构设置在底板7上，所述轨道3设置在机架2上，底板7上设置有滑槽，底板7通过滑槽与轨道3连接。本实用新型的又一优选实施方式为，所述伺服驱动器8为通讯型伺服驱动器，电磁离合器5为牙嵌式电磁离合器，减速机9为弧齿锥齿轮硬齿面减速机，联轴器6为四方孔联轴器，联接杆11为四方传力联接杆。本实用新型采用高性能通讯型伺服驱动器8作为提供动力的设计，伺服驱动器8速度可调(使减速机9输出速度变为可调，转速增加，输出力矩减小)；在伺服驱动器8输出端连接有弧齿锥齿轮硬齿面减速机9，使系统输出大数值的扭矩；在减速机9输出端联接有扭矩传感器4，用于每一次开启时测量开启扭矩和操作力矩；在扭矩传感器4的后端联接有牙嵌式电磁离合器5，当被试件扭矩超过设定扭矩时，电磁离合器5脱离，中止试验，避免发生事故；在牙嵌式电磁离合器5输出端联接有可纵向滑动的四方孔联轴器6，通过四方传力联接杆11与被试阀门相连接进行试验。阀门的开关在控制台上采用手动方式换向。上述所有零部件均安装在一块组合底板7上，组合底板7上装有四件滑槽，可以在装置升降机构I的作用下在机架2上的轨道3上进行上、下移动。机架2固定安装在地面。所有的试验均可在远程控制台10上电脑控制下进行。本实用新型的技术参数为组合底板升降最大速度300 mm/min,组合底板升降最大范围600 mm，减速机最大回转速度5rpm，减速机最大输出力矩4780N. m。实施例2在进行动态试验时，首先手动转动阀门的手轮确定阀门全开死点到全关死点的圈数，通过观察，确定阀门打开时的圈数，并作好记录。常温下的动态试验，图3所示，按下述步骤进行⑴、将被试阀门安装固定于阀门常温和高低温动态试验安装台14上。在远程控制台10上设定好组合底板7的升降速度，启动装置的升降系统1，当动力装置的高度与被试阀门13试验高度相同时，停止装置的升降。将四方传力联接杆11两端的四方头分别插入动力装置上可纵向滑动的四方孔联轴器6和阀门试验工装12的方孔内，固定后完成联接。试验介质为清水。⑵、在阀门生产商提供的阀门的使用说明书上找到阀门的最大开启力矩，在远程控制台10上设定动力装置的扭矩报警值为最大开启力矩值的1. 03 1. 05倍。⑶、将试验前手动开关阀门全开死点到全关死点的圈数，转换成转动的角度(阀门全开死点到全关死点的圈数X360° )。将阀门置于全开死点，转动半圈(180° )后，设定该点为阀门一个开关循环试验的起始点，阀门一个开关循环试验的终止点的转动角度为(阀门全开死点到全关死点的圈数X360° )-360°，该角度的点位设置为阀门一个开关循环试验的终止点。设定阀门打开时的试验暂停点。⑷、开启可控动力装置，全关阀门，阀下游打开泄压阀，通大气。阀上游施加压力介质，当达到额定工作压力后，关闭下游泄压阀，开启可控动力装置，将阀门打开。阀门打开后，系统自动处于暂停状态，由试验人员观察阀腔内压力当压力大于或等于额定工作压力的50%时，点继续试验按钮，使阀全开。再开启可控动力装置，全关阀门，打开下端泄压阀，将下端泄压至零。当压力小于额定工作压力的50%时，补压使阀腔的压力大于或等于额定工作压力的50%，点继续试验按钮，使阀全开。再开启可控动力装置，全关阀门，打开下端泄压阀，将下端泄压至零。(5)、重复试验⑷160次。实施例3如图4所示，本实施例为最高额定温度下的动态试验最高额定温度下的动态试验是将被试阀门13和阀门常温和高低温动态试验安装台14置于高低温试验箱15内，当箱内温度达到最高额定温度时进行试验。试验步骤与常温下的动态试验相同，进行20次的开关压力循环，试验介质为气体。实施例4本实施例为最低额定温度下的动态试验最低额定温度下的动态试验是将被试阀门13和阀门常温和高低温动态试验安装台14置于高低温试验箱15内，当箱内温度降至最低额定温度时进行试验。试验步骤与常温下的动态试验相同，进行20次的开关压力循环，试验介质为气体。
权利要求1.一种阀门动态试验可控动力装置，包括机架(2)和传动机构，其特征在于还包括设置在机架(2)上的升降机构(I )，所述传动机构设置在升降机构(I)上，传动机构包括伺服驱动器(8)、减速机(9)、扭矩传感器(4)、电磁离合器(5)和联轴器(6)，伺服驱动器(8)的输出端与减速机(9 )连接，减速机(9 )输出端与扭矩传感器(4 )连接，扭矩传感器(4 )与电磁离合器(5 )连接，电磁离合器(5 )输出端与联轴器(6 )连接，联轴器(6 )通过联接杆(11)与被试阀门(13)连接。
2.根据权利要求1所述的阀门动态试验可控动力装置，其特征在于所述升降机构(I)包括底板(7)和轨道(3)，传动机构设置在底板(7)上，所述轨道(3)设置在机架(2)上，底板(7 )上设置有滑槽，底板(7 )通过滑槽与轨道(3 )连接。
3.根据权利要求1或2所述的阀门动态试验可控动力装置，其特征在于所述伺服驱动器(8)为通讯型伺服驱动器，电磁离合器(5)为牙嵌式电磁离合器，减速机(9)为弧齿锥齿轮硬齿面减速机，联轴器(6)为四方孔联轴器，联接杆(11)为四方传力联接杆。
专利摘要本实用新型公开了一种阀门动态试验可控动力装置，包括机架和传动机构，还包括设置在机架上的升降机构，所述传动机构设置在升降机构上，传动机构包括伺服驱动器、减速机、扭矩传感器、电磁离合器和联轴器，伺服驱动器的输出端与减速机连接，减速机输出端与扭矩传感器连接，扭矩传感器与电磁离合器连接，电磁离合器输出端与联轴器连接，联轴器通过联接杆与被试阀门连接。本实用新型可适用于扭矩测量、旋转度数、温度试验状态开关、常温动态试验，具有测量开启和操作扭矩的功能。
文档编号G01M13/00GK202869794SQ201220516988
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日
发明者罗顺, 杨学锋, 陈文斌, 陈绍伟, 李萍, 张敏 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司