CN115200848A - 一种大流量调节与截止一体化阀门试验系统及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大流量调节与截止一体化阀门试验系统及试验方法，涉及阀门试验技术领域；解决了现有技术中阀门试验测试单一、测试性能不佳的问题。阀门试验系统包括与被试阀门连通的油路系统和气路系统；油路系统和气路系统均与控制系统连接；气路系统包括与被试阀门进气口连通的进气管路和与被试阀门出气口连通的出气管路，进气管路上沿气源流动方向依次设有截止阀Ⅰ、减压阀和进气压力测试件。本发明采用油、气两路系统可同时工作的大流量调节与截止一体化阀门试验系统，利用大流量气压系统和控制液压系统进行调节阀的性能试验，能对大流量阀门进行流量特性、动态特性和总压恢复系数的测试，更准确的测定调节阀的性能。

Description

一种大流量调节与截止一体化阀门试验系统及试验方法

技术领域

本发明涉及阀门试验技术领域，特别是指一种大流量调节与截止一体化阀门试验系统及试验方法。

背景技术

调节阀用于某型号流量调节控制系统，要求在工作介质温度为500℃，压力为2MPa～7MPa，流量为0～3.5kg/s条件下，能持续正常工作不小于2h。现有试验台只是单纯的油源或气源，不具备油、气同时工作的能力，且对于所生产的调节阀来说，现有气压试验台流量偏低，大流量时测量能力不足。

现有技术中如公开号为CN 104359661 B的通用阀门性能试验装置，虽然具备油、气工作的能力，但是测试流量偏低，且主要用于密封性测试。为了更准确的测定调节阀的性能，进行设计并搭建一种一种大流量调节与截止一体化阀门试验系统及试验方法很有必要。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种大流量调节与截止一体化阀门试验系统及试验方法，解决了现有技术中阀门试验测试单一、测试性能不佳的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种大流量调节与截止一体化阀门试验系统，包括与被试阀门连通的油路系统和气路系统；油路系统和气路系统均与控制系统连接；所述气路系统包括与被试阀门进气口连通的进气管路和与被试阀门出气口连通的出气管路，进气管路上沿气源流动方向依次设有截止阀Ⅰ、减压阀和进气压力测试件，减压阀和进气压力测试件之间的进气管路上设有气瓶组和气体流量计，气瓶组与进气管路连通的管道上设有截止阀Ⅱ；所述出气管路上沿气源流动方向依次设有出气压力测试件和节流阀；

所述油路系统包括被试阀门进液口连通的进液管路和与被试阀门出液口连通的出液管路；进液管路上沿油液流动方向依次设有定量泵、调压阀、第一精密油滤和进液压力测试件；所述出液管路上沿油液流动方向依次设有出液压力测试件、并联设置的回油背压阀和截止阀Ⅲ、第二精密油滤和散热器；截止阀Ⅲ与第二精密油滤之间的出液管路上连接有取样管道，取样管道上设有取样开关。

所述减压阀与气体流量计之间的进气管路上设有气体过滤器和压力表Ⅰ；所述进气压力测试件与被试阀门之间的进气管路上设有温度传感器Ⅰ；出气压力测试件和节流阀之间的出气管路上设有温度传感器Ⅱ。

所述进气压力测试件包括进气压力表和压力变送器Ⅰ，压力变送器Ⅰ连接在进气压力表与进气管路之间的管道上。

所述出气压力测试件包括出气压力表和压力变送器Ⅱ，压力变送器Ⅱ连接在出气压力表与出气管路之间的管道上。

所述进液管路的进液端与出液管路的出液端均与油箱相通，油箱上设有液位计，油箱底部设有放油开关。

所述调压阀与第一精密油滤之间的进液管路上设有单向阀、液体过滤器和安全阀，安全阀与调压阀并联设置；进液管路上还设有压力表Ⅱ；出液压力测试件与回油背压阀之间的出液管路上设有液体流量计和压力表Ⅲ。

所述进液压力测试件包括进液压力表和压力变送器Ⅲ，压力变送器Ⅲ连接在进液压力表与进液管路之间的管道上；所述出液压力测试件包括出液压力表和压力变送器Ⅳ，压力变送器Ⅳ连接在出液压力表与出液管路之间的管道上。

所述定量泵上连接有防爆电机；被试阀门自带位移传感器和伺服阀，位移传感器和伺服阀与控制系统连接。

一种所述的大流量调节与截止一体化阀门试验系统的试验方法，包括流量特性测试方法、动态特性测试方法和总压恢复系数测试方法；

所述流量特性测试方法的具体步骤如下：

S1：试验前确认油路系统中的调压阀、截止阀Ⅲ、取样开关处于关闭状态；确认气路系统中截止阀Ⅰ、截止阀Ⅱ、节流阀处于关闭状态；

S2：打开定量泵、调压阀，使油路系统的进液管路的压力达到设定的压力值；调节回油背压阀，使油路系统的出液管路的压力达到所需的被压值；

S3：接通气源，打开截止阀Ⅰ、节流阀，调节减压阀使进气管路的气路压力达到设定值，且使油路系统的进液管路的压力比进气管路的气路压力高至少2MPa；

S4：根据设定的不同位移数据，控制系统通过伺服阀控制被试阀门活塞的运动，被试阀门自带位移传感器将位移信息传递给控制系统，控制系统根据进气管路上的气体流量计，记录对应位移数据状态时进气管路的流量值；

S5：根据步骤S4中的位移数据与流量值，绘制成位移流量曲线，根据位移流量曲线的线性度判断被试阀门是否合格；

S6：试验完毕，断开气源，关闭截止阀Ⅰ，打开截止阀Ⅱ排空气路系统内残余气体，然后关闭节流阀、截止阀Ⅱ；然后关闭、调压阀、回油背压阀，最后关闭定量泵；

所述动态特性测试方法的具体步骤如下：

C1：试验前确认油路系统中的调压阀、截止阀Ⅲ、取样开关、回油背压阀均处于关闭状态；确认气路系统中截止阀Ⅰ、截止阀Ⅱ、节流阀处于关闭状态；

C2：打开定量泵、调压阀、截止阀Ⅲ，使油路系统的进液管路的压力达到设定的压力值；

C3：接通气源，打开截止阀Ⅰ、节流阀，调节减压阀使进气管路的气路压力达到设定值，且使油路系统的进液管路的压力比进气管路的气路压力高至少2MPa；

C4：控制系统调节伺服阀的电流从最小值到最大值，同时被试阀门自带位移传感器将被试阀门活塞将0位位移信号和最大位位移信号传递给控制器，控制系统分析得到0位到最大位所需时间t1；然后控制系统调节伺服阀的电流从最大值到最小值，同时被试阀门自带位移传感器将被试阀门活塞将最大位位移信号和0位位移信号传递给控制器，控制系统分析得到最大位到0位所需时间t2；

C5：根据步骤中的t1、t2是否在误差范围内，判断被试阀门是否合格；

C6：试验完毕，断开气源，关闭截止阀Ⅰ，打开截止阀Ⅱ排空气路系统内残余气体，然后关闭节流阀、截止阀Ⅱ；然后关闭、调压阀、回油背压阀，最后关闭定量泵；

所述总压恢复系数测试方法的具体步骤如下：

D1：试验前确认油路系统中的调压阀、截止阀Ⅲ、取样开关处于关闭状态；确认气路系统中截止阀Ⅰ、截止阀Ⅱ、节流阀处于关闭状态；

D2：打开定量泵、调压阀，使油路系统的进液管路的压力达到设定的压力值；调节回油背压阀，使油路系统的出液管路的压力达到所需的被压值；

D3：接通气源，打开截止阀Ⅰ、节流阀，调节减压阀使进气管路的气路压力达到设定值，且使油路系统的进液管路的压力比进气管路的气路压力高至少2MPa；

D4：当进气管路上的气体流量计测试数据稳定后，缓慢关闭节流阀；在节流阀关闭过程中，进气压力测试件和出气压力测试件分别记录不同时刻的被试阀门的进气压力P1、被试阀门的出气压力P2，并将P1、P2信号信息传递给控制系统；

D5：控制系统对被试阀门的进气压力P1和被试阀门的出气压力P2，进行处理，根据P2/ P1的值是否在误差范围内，判断被试阀门是否合格；

D6：试验完毕，断开气源，关闭截止阀Ⅰ，打开截止阀Ⅱ排空气路系统内残余气体，然后关闭节流阀、截止阀Ⅱ；然后关闭、调压阀、回油背压阀，最后关闭定量泵。

在步骤S4、C4、D4进行过程中，油路系统的进液管路的压力始终比进气管路的气路压力高至少2MPa。

本发明采用油、气两路系统可同时工作的大流量调节与截止一体化阀门试验系统，利用大流量气压系统和控制液压系统进行调节阀的性能试验，能对大流量阀门进行流量特性、动态特性和总压恢复系数的测试，更准确的测定调节阀的性能，确保产品性能测试准确、无误，此外，还能进行密封性及位移测试试验，确保满足试验参数要求，适用性更强，测试精度更高，本发明的油路系统流量控制不仅控制被试件的开度，还要通过循环带走被试件内的热量，从而控制被试件内的温度，保证位移传感器和伺服阀及各非金属件正常工作。气路系统通过节流阀控制系统流量，形成双喉道系统，保证系统流量的测试精度。本发明结构系统简单，降低试验成本，其试验方法操作简单，精度较高，具有较高的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明阀门试验系统原理结构示意图。

图2为压力1MPa工况下流量和位移的关系曲线。

图3为压力1MPa工况下流量和位移的关系曲线的线性度分析。

图4为压力2MPa工况下流量和位移的关系曲线。

图5为压力2MPa工况下流量和位移的关系曲线的线性度分析。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，实施例1，一种大流量调节与截止一体化阀门试验系统，包括与被试阀门34连通的油路系统和气路系统；油路系统和气路系统均与控制系统连接。本实施例中油路系统为控制油路系统，其工作介质优选航空煤油，试验时需提供工作压力为2MPa～12MPa；试验时需提供工作流量为0～30L/min；需提供一定的冷却性能保证产品温度不大于200℃。气路系统为主工作系统，工作介质优选为压缩空气、氮气；气路系统压力可调节范围为0～7MPa；试验工作流量满足最大3.5kg/s；试验介质温度为不低于500℃；持续工作时间为不小于2h。控制系统为整个试验系统的控制中心，主要由控制器（工控机或者上位机）、信号接收模块、信号处理模块等部分组成，能对采集的数据进行接收与处理，并对油路系统气路系统和被试阀门34的动作进行相应的控制，提高试验精度。

其中，所述气路系统包括与被试阀门34进气口连通的进气管路A1和与被试阀门34出气口连通的出气管路A2，进气管路A1上沿气源流动方向依次设有截止阀Ⅰ1、减压阀2和进气压力测试件。截止阀Ⅰ1控制进气管路A1的开关，减压阀调节进气管路A1内压力的大小，进气压力测试件用于检测进气管路A1内的压力并将信号传递给控制系统。减压阀2和进气压力测试件之间的进气管路A1上设有气瓶组36和气体流量计5。气体流量计用于检测进气管路A1上的流量大小并能将流量信号传递给控制系统。进行动态特性试验时，被试件从全开到全关，时间不大于0.5s，短时内开关，压力发生突变，对减压阀2要求较高，如果减压阀反馈不及时将使系统压力瞬间上升，存在安全隐患。在减压阀2后增加气瓶组，被试件关闭瞬间，减小系统增压，通过计算气瓶容积，保证系统增压不大于使用要求，提高试验安全性。气瓶组36与进气管路A1连通的管道上设有截止阀Ⅱ13，实现其管道气体的通断。所述出气管路A2上沿气源流动方向依次设有出气压力测试件和节流阀12。出气压力测试件用于检测出气管路A2上的气体压力，并能及时将信号传递给控制系统。由于气路系统流量从50g/s～3500g/s，小流量时流量计测试数据偏差较大，为改善此情况，通过节流阀12控制系统流量，形成双喉道系统，保证系统流量的测试精度。

进一步，所述油路系统包括被试阀门34进液口连通的进液管路B1和与被试阀门34出液口连通的出液管路B2；所述进液管路B1的进液端与出液管路B2的出液端均与油箱35相通形成完成的液体循环回路。油箱35上设有液位计32，用于实时监测油箱内油液的多少。油箱35底部设有放油开关33，放油开关33打开，油箱内的油液向外排出。本实施例中的进液管路B1上沿油液流动方向依次设有定量泵14、调压阀19、第一精密油滤20和进液压力测试件。所述定量泵14上连接有防爆电机，调压阀19用于调节进液管路B1上压力的大小。第一精密油滤20为高精密油液过滤器，提高进入被试件内油液的清洁度，进一步提高试验精度。进液压力测试件用于检测进液管路B1上油压的大小，并能及时将压力信号传递给控制系统。所述出液管路B2上沿油液流动方向依次设有出液压力测试件、并联设置的回油背压阀27和截止阀Ⅲ28、第二精密油滤30和散热器31。出液压力测试件用于检测出液管路B2上油压的大小，并能及时将压力信号传递给控制系统。回油背压阀27和截止阀Ⅲ28并联设置，分别用于调节出液管路B2上背压大小和控制出液管路B2上油液的通断。第二精密油滤30与第一精密油滤20结构相同，均为高精密油液过滤器，提高返回油箱内油液的清洁度。散热器31通过油液循环带走被试件内的热量，从而控制被试件内的温度，保证位移传感器和伺服阀及各非金属件正常工作。截止阀Ⅲ28与第二精密油滤30之间的出液管路B2上连接有取样管道37，取样管道37上设有取样开关29，取样开关29的设置便于油液取样。

实施例2，一种大流量调节与截止一体化阀门试验系统，在实施例1的基础上作为优选方案：所述减压阀2与气体流量计5之间的进气管路A1上设有气体过滤器4和压力表Ⅰ3。气体过滤器4用于过滤进入被试件的气体，提高气源洁净度。压力表Ⅰ3用于检测显示进气管路A1上的压力。所述进气压力测试件与被试阀门34之间的进气管路A1上设有温度传感器Ⅰ8，用于检测进气管路A1内气体温度。出气压力测试件和节流阀12之间的出气管路A2上设有温度传感器Ⅱ11，用于检测出气管路A2内气体温度。

具体地，所述进气压力测试件包括进气压力表7和压力变送器Ⅰ6，压力变送器Ⅰ6连接在进气压力表7与进气管路A1之间的管道上。所述出气压力测试件包括出气压力表10和压力变送器Ⅱ9，压力变送器Ⅱ9连接在出气压力表10与出气管路A2之间的管道上。压力变送器Ⅰ、Ⅱ主要由测压元件传感器（也称作压力传感器）、测量电路和过程连接件三部分组成。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4~20mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。

进一步，所述调压阀19与第一精密油滤20之间的进液管路B1上设有单向阀15、液体过滤器16和安全阀18，安全阀18与调压阀19并联设置。进液管路B1上还设有压力表Ⅱ17，压力表Ⅱ17用于检测并显示进液管路B1上的压力。出液压力测试件与回油背压阀27之间的出液管路B2上设有液体流量计25和压力表Ⅲ26。液体流量计25用于检测出液管路B2上液体流量。压力表Ⅲ26用于检测并显示出液管路B2上压力。

具体地，所述进液压力测试件包括进液压力表22和压力变送器Ⅲ21，压力变送器Ⅲ21连接在进液压力表22与进液管路B1之间的管道上；所述出液压力测试件包括出液压力表24和压力变送器Ⅳ23，压力变送器Ⅳ23连接在出液压力表24与出液管路B2之间的管道上。压力变送器Ⅲ、Ⅳ主要由测压元件传感器（也称作压力传感器）、测量电路和过程连接件三部分组成。能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4~20mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。

本实施例中的被试阀门34自带位移传感器和伺服阀，位移传感器和伺服阀与控制系统连接。位移传感器用于检测阀门内活塞的运动位移，伺服阀在接受电气模拟信号后，相应输出调制的流量和压力。它既是电液转换元件，也是功率放大元件，它能够将小功率的微弱电气输入信号转换为大功率的液压能(流量和压力)输出。在电液伺服系统中，它将电气部分与液压部分连接起来，实现电液信号的转换与液压放大。电液伺服阀是电液伺服系统控制的核心。

实施例3：一种实施例1或2所述的大流量调节与截止一体化阀门试验系统的试验方法，包括流量特性测试方法、动态特性测试方法和总压恢复系数测试方法。其中油路系统和气路系统满足以下要求：

油路系统为控制油路系统，其工作介质优选航空煤油，试验时需提供工作压力为2MPa～12MPa；试验时需提供工作流量为0～30L/min；需提供一定的冷却性能保证产品温度不大于200℃。

气路系统为主工作系统，工作介质优选为压缩空气、氮气；气路系统压力可调节范围为0～7MPa；试验工作流量满足最大3.5kg/s；试验介质温度为不低于500℃；持续工作时间为不小于2h。

控制系统的数据采集装置与压力变送器（序号6、9、21、23）、温度传感器（序号8、11）、流量计、位移传感器（产品自带）、伺服阀（产品自带）连接，分别进行实时反馈并控制，以分别采集来自压力变送器反馈值、温度传感器反馈值、位移传感器反馈值、流量计反馈值及伺服阀的电流反馈值，经过压力反馈值实时掌握被试阀前后压差；经过温度传感器反馈值实时掌握系统试验温度；经过位移传感器反馈值实时控制被试件开度，伺服阀的电流，当位移值发生变化时，通过数据采集装置将数据上传到工控机，工控机立即将信息反馈到伺服阀，伺服阀根据反馈信息调整电流值控制油路系统流量和压差，以保证被试件位移稳定。工控机与数据采集装置和控制装置相连，三者形成反馈控制回路。具体为，当接收到数据采集装置传送的位移反馈值时，工控机比较该位移反馈值与预先设定的位移值的大小，如果位移反馈值没有达到预先设定的位移值，其向控制装置下达伺服阀电流调整指令，以便调整被试件流量和压力，使其位移达到要求值；当位移达到设定值时，伺服阀电流保持不变，被试件和系统压力和流量达到稳定。

基于上述油路系统、气路系统和控制系统，所述流量特性测试方法的具体步骤如下：

S1：试验前确认油路系统中的调压阀19、截止阀Ⅲ28、取样开关29处于关闭状态；确认气路系统中截止阀Ⅰ1、截止阀Ⅱ13、节流阀12处于关闭状态。

S2：打开定量泵14、调压阀19，使油路系统的进液管路B1的压力达到设定的压力值；调节回油背压阀27，使油路系统的出液管路B2的压力达到所需的被压值（压力值）。

S3：接通气源，打开截止阀Ⅰ1、节流阀12，调节减压阀2使进气管路A1的气路压力达到设定值，且使油路系统的进液管路B1的压力比进气管路A1的气路压力高至少2MPa，防止进气管路A1内的气体进入油路系统内。

S4：根据设定的不同位移数据，控制系统通过伺服阀控制被试阀门34活塞的运动，被试阀门34自带位移传感器将位移信息传递给控制系统，控制系统根据进气管路A1上的气体流量计5，记录对应位移数据状态时进气管路A1的流量值；在步骤S4进行过程中，油路系统的进液管路B1的压力始终比进气管路A1的气路压力高至少2MPa；即进气管路A1的压力发生改变之后，同时油路系统的进液管路B1的压力也要进行相应的调节，两者始终处于动态平衡的状态。例如：当进气管路A1的气路压力为1Mpa工况下，位移为3mm时，得到流量值为70g/s；位移为4mm时，得到流量值为130g/s；如此记录多组数据，然后改变进气管路A1的气路压力，再得到一组数据。

S5：根据步骤S4中的位移数据与流量值，绘制成不同压力工况下位移流量曲线，根据位移流量曲线的线性度判断被试阀门34是否合格；即线性度误差在5%范围内为合格，否则为不合格产品。

S6：试验完毕，断开气源，关闭截止阀Ⅰ1，打开截止阀Ⅱ13排空气路系统内残余气体，然后关闭节流阀12、截止阀Ⅱ13；然后关闭、调压阀19、回油背压阀27，最后关闭定量泵14。

以被试阀门为特定型号（产品007-3MPa）的调节阀为例，根据上述流量特性测试方法，得到如下几组位移数据与流量值绘制成的位移流量曲线：

附图2为压力1MPa工况下，流量和位移的关系曲线；然后通过控制系统计算得到附图3压力1MPa工况下，流量和位移的关系曲线的线性度分析，根据附图2、3可知，压力1Mpa工况下，压力和流量的线性拟合的相关系数（R平方）为99.682%，线性度（非线性误差）为0.318%，不大于5%，满足条件；误差在5%以内，是合格产品。

附图4为压力2MPa工况下，流量和位移的关系曲线；然后通过控制系统计算得到附图5压力2MPa工况下，流量和位移的关系曲线的线性度分析，根据附图4、5可知，压力2Mpa工况下，压力和流量的线性拟合的相关系数（R平方）99.838%，线性度（非线性误差）为0.162%，不大于5%，满足条件；误差在4%以内。

按照上述方法，继续绘制压力3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa工况下流量和位移的关系曲线，根据压力和流量的线性拟合的相关系数（R平方），线性度（非线性误差）进行产品合格与否的判断。此外，控制系统根据采集压力传感器、流量传感器、位移传感器、温度传感器反馈的压力、流量、温度、位移实测值，也可实时生成不同的压力下对应的流量关系曲线。

同样的基于上述油路系统、气路系统和控制系统，所述动态特性测试方法的具体步骤如下：

C1：试验前确认油路系统中的调压阀19、截止阀Ⅲ28、取样开关29、回油背压阀27均处于关闭状态；确认气路系统中截止阀Ⅰ1、截止阀Ⅱ13、节流阀12处于关闭状态；

C2：打开定量泵14、调压阀19、截止阀Ⅲ28，使油路系统的进液管路B1的压力达到设定的压力值；

C3：接通气源，打开截止阀Ⅰ1、节流阀12，调节减压阀2使进气管路A1的气路压力达到设定值，且使油路系统的进液管路B1的压力比进气管路A1的气路压力高至少2MPa；防止进气管路A1内的气体进入油路系统内。

C4：控制系统调节伺服阀的电流从最小值到最大值，同时被试阀门34自带位移传感器将被试阀门34活塞将0位位移信号和最大位位移信号传递给控制器，控制系统分析得到0位到最大位所需时间t1；然后控制系统调节伺服阀的电流从最大值到最小值，同时被试阀门34自带位移传感器将被试阀门34活塞将最大位位移信号和0位位移信号传递给控制器，控制系统分析得到最大位到0位所需时间t2；在步骤C4进行过程中，油路系统的进液管路B1的压力始终比进气管路A1的气路压力高至少2MPa。

C5：根据步骤中的t1、t2是否在误差范围（0~0.5s）内，判断被试阀门34是否合格。具体为：进气管路A1的气路压力为1MPa，油路系统的进液管路B1的压力为3MPa时，被试阀门从0位到最大位所需时间t1=0.32s，从最大位到0位所需时间t2=0.34 s，t1＜0.5s，t2＜0.5s，动态特性符合标准，则被试阀门为合格产品。

C6：试验完毕，断开气源，关闭截止阀Ⅰ1，打开截止阀Ⅱ13排空气路系统内残余气体，然后关闭节流阀12、截止阀Ⅱ13；然后关闭、调压阀19、回油背压阀27，最后关闭定量泵14。

同样的基于上述油路系统、气路系统和控制系统，所述总压恢复系数测试方法的具体步骤如下：

D1：试验前确认油路系统中的调压阀19、截止阀Ⅲ28、取样开关29处于关闭状态；确认气路系统中截止阀Ⅰ1、截止阀Ⅱ13、节流阀12处于关闭状态；

D2：打开定量泵14、调压阀19，使油路系统的进液管路B1的压力达到设定的压力值；调节回油背压阀27，使油路系统的出液管路B2的压力达到所需的被压值；

D3：接通气源，打开截止阀Ⅰ1、节流阀12，调节减压阀2使进气管路A1的气路压力达到设定值，且使油路系统的进液管路B1的压力比进气管路A1的气路压力高至少2MPa；防止进气管路A1内的气体进入油路系统内。

D4：当进气管路A1上的气体流量计测试数据稳定后，缓慢关闭节流阀12；在节流阀12关闭过程中，进气压力测试件和出气压力测试件分别记录不同时刻的被试阀门的进气压力P1、被试阀门的出气压力P2，并将P1、P2信号信息传递给控制系统；在步骤D4进行过程中，油路系统的进液管路B1的压力始终比进气管路A1的气路压力高至少2MPa。

D5：控制系统对被试阀门的进气压力P1和被试阀门的出气压力P2，进行处理，根据P2/ P1的值是否在误差范围（85%~100%）内，判断被试阀门34是否合格。

具体为：油路系统的进液管路B1的压力为3MPa时，进气管路A1的气路压力即被试阀门的进气压力P1=1MPa，出气管路A2的气路压力被试阀门的出气压力P2=0.95 MPa，P2/P1=95%＞85%，总压恢复系数符合标准，则被试阀门为合格产品。

D6：试验完毕，断开气源，关闭截止阀Ⅰ1，打开截止阀Ⅱ13排空气路系统内残余气体，然后关闭节流阀12、截止阀Ⅱ13；然后关闭、调压阀19、回油背压阀27，最后关闭定量泵14。

通过上述方法可以精确测试流量特性、动态特性和总压恢复系数测试，此外还能进行密封性及位移测试试验，确保满足试验参数要求，更准确的测定调节阀的性能，确保产品性能测试准确、无误。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大流量调节与截止一体化阀门试验系统，其特征在于：包括与被试阀门（34）连通的油路系统和气路系统；油路系统和气路系统均与控制系统连接；所述气路系统包括与被试阀门（34）进气口连通的进气管路（A1）和与被试阀门（34）出气口连通的出气管路（A2），进气管路（A1）上沿气源流动方向依次设有截止阀Ⅰ（1）、减压阀（2）和进气压力测试件，减压阀（2）和进气压力测试件之间的进气管路（A1）上设有气瓶组（36）和气体流量计（5），气瓶组（36）与进气管路（A1）连通的管道上设有截止阀Ⅱ（13）；所述出气管路（A2）上沿气源流动方向依次设有出气压力测试件和节流阀（12）；

所述油路系统包括被试阀门（34）进液口连通的进液管路（B1）和与被试阀门（34）出液口连通的出液管路（B2）；进液管路（B1）上沿油液流动方向依次设有定量泵（14）、调压阀（19）、第一精密油滤（20）和进液压力测试件；所述出液管路（B2）上沿油液流动方向依次设有出液压力测试件、并联设置的回油背压阀（27）和截止阀Ⅲ（28）、第二精密油滤（30）和散热器（31）；截止阀Ⅲ（28）与第二精密油滤（30）之间的出液管路（B2）上连接有取样管道（37），取样管道（37）上设有取样开关（29）。

2.根据权利要求1所述的大流量调节与截止一体化阀门试验系统，其特征在于：所述减压阀（2）与气体流量计（5）之间的进气管路（A1）上设有气体过滤器（4）和压力表Ⅰ（3）；所述进气压力测试件与被试阀门（34）之间的进气管路（A1）上设有温度传感器Ⅰ（8）；出气压力测试件和节流阀（12）之间的出气管路（A2）上设有温度传感器Ⅱ（11）。

3.根据权利要求1或2所述的大流量调节与截止一体化阀门试验系统，其特征在于：所述进气压力测试件包括进气压力表（7）和压力变送器Ⅰ（6），压力变送器Ⅰ（6）连接在进气压力表（7）与进气管路（A1）之间的管道上。

4.根据权利要求3所述的大流量调节与截止一体化阀门试验系统，其特征在于：所述出气压力测试件包括出气压力表（10）和压力变送器Ⅱ（9），压力变送器Ⅱ（9）连接在出气压力表（10）与出气管路（A2）之间的管道上。

5.根据权利要求1或2或4所述的大流量调节与截止一体化阀门试验系统，其特征在于：所述进液管路（B1）的进液端与出液管路（B2）的出液端均与油箱（35）相通，油箱（35）上设有液位计（32），油箱（35）底部设有放油开关（33）。

6.根据权利要求5所述的大流量调节与截止一体化阀门试验系统，其特征在于：所述调压阀（19）与第一精密油滤（20）之间的进液管路（B1）上设有单向阀（15）、液体过滤器（16）和安全阀（18），安全阀（18）与调压阀（19）并联设置；进液管路（B1）上还设有压力表Ⅱ（17）；出液压力测试件与回油背压阀（27）之间的出液管路（B2）上设有液体流量计（25）和压力表Ⅲ（26）。

7.根据权利要求6所述的大流量调节与截止一体化阀门试验系统，其特征在于：所述进液压力测试件包括进液压力表（22）和压力变送器Ⅲ（21），压力变送器Ⅲ（21）连接在进液压力表（22）与进液管路（B1）之间的管道上；所述出液压力测试件包括出液压力表（24）和压力变送器Ⅳ（23），压力变送器Ⅳ（23）连接在出液压力表（24）与出液管路（B2）之间的管道上。

8.根据权利要求1或2或4或6或7所述的大流量调节与截止一体化阀门试验系统，其特征在于：所述定量泵（14）上连接有防爆电机；被试阀门（34）自带位移传感器和伺服阀，位移传感器和伺服阀与控制系统连接。

9.一种如权利要求1~8任一项所述的大流量调节与截止一体化阀门试验系统的试验方法，其特征在于：包括流量特性测试方法、动态特性测试方法和总压恢复系数测试方法；

所述流量特性测试方法的具体步骤如下：

S1：试验前确认油路系统中的调压阀（19）、截止阀Ⅲ（28）、取样开关（29）处于关闭状态；确认气路系统中截止阀Ⅰ（1）、截止阀Ⅱ（13）、节流阀（12）处于关闭状态；

S2：打开定量泵（14）、调压阀（19），使油路系统的进液管路（B1）的压力达到设定的压力值；调节回油背压阀（27），使油路系统的出液管路（B2）的压力达到所需的被压值；

S3：接通气源，打开截止阀Ⅰ（1）、节流阀（12），调节减压阀（2）使进气管路（A1）的气路压力达到设定值，且使油路系统的进液管路（B1）的压力比进气管路（A1）的气路压力高至少2MPa；

S4：根据设定的不同位移数据，控制系统通过伺服阀控制被试阀门（34）活塞的运动，被试阀门（34）自带位移传感器将位移信息传递给控制系统，控制系统根据进气管路（A1）上的气体流量计（5），记录对应位移数据状态时进气管路（A1）的流量值；

S5：根据步骤S4中的位移数据与流量值，绘制成位移流量曲线，根据位移流量曲线的线性度判断被试阀门（34）是否合格；

S6：试验完毕，断开气源，关闭截止阀Ⅰ（1），打开截止阀Ⅱ（13）排空气路系统内残余气体，然后关闭节流阀（12）、截止阀Ⅱ（13）；然后关闭、调压阀（19）、回油背压阀（27），最后关闭定量泵（14）；

所述动态特性测试方法的具体步骤如下：

C1：试验前确认油路系统中的调压阀（19）、截止阀Ⅲ（28）、取样开关（29）、回油背压阀（27）均处于关闭状态；确认气路系统中截止阀Ⅰ（1）、截止阀Ⅱ（13）、节流阀（12）处于关闭状态；

C2：打开定量泵（14）、调压阀（19）、截止阀Ⅲ（28），使油路系统的进液管路（B1）的压力达到设定的压力值；

C3：接通气源，打开截止阀Ⅰ（1）、节流阀（12），调节减压阀（2）使进气管路（A1）的气路压力达到设定值，且使油路系统的进液管路（B1）的压力比进气管路（A1）的气路压力高至少2MPa；

C4：控制系统调节伺服阀的电流从最小值到最大值，同时被试阀门（34）自带位移传感器将被试阀门（34）活塞将0位位移信号和最大位位移信号传递给控制器，控制系统分析得到0位到最大位所需时间t1；然后控制系统调节伺服阀的电流从最大值到最小值，同时被试阀门（34）自带位移传感器将被试阀门（34）活塞将最大位位移信号和0位位移信号传递给控制器，控制系统分析得到最大位到0位所需时间t2；

C5：根据步骤中的t1、t2是否在误差范围内，判断被试阀门（34）是否合格；

C6：试验完毕，断开气源，关闭截止阀Ⅰ（1），打开截止阀Ⅱ（13）排空气路系统内残余气体，然后关闭节流阀（12）、截止阀Ⅱ（13）；然后关闭、调压阀（19）、回油背压阀（27），最后关闭定量泵（14）；

所述总压恢复系数测试方法的具体步骤如下：

D1：试验前确认油路系统中的调压阀（19）、截止阀Ⅲ（28）、取样开关（29）处于关闭状态；确认气路系统中截止阀Ⅰ（1）、截止阀Ⅱ（13）、节流阀（12）处于关闭状态；

D2：打开定量泵（14）、调压阀（19），使油路系统的进液管路（B1）的压力达到设定的压力值；调节回油背压阀（27），使油路系统的出液管路（B2）的压力达到所需的被压值；

D3：接通气源，打开截止阀Ⅰ（1）、节流阀（12），调节减压阀（2）使进气管路（A1）的气路压力达到设定值，且使油路系统的进液管路（B1）的压力比进气管路（A1）的气路压力高至少2MPa；

D4：当进气管路（A1）上的气体流量计测试数据稳定后，缓慢关闭节流阀（12）；在节流阀（12）关闭过程中，进气压力测试件和出气压力测试件分别记录不同时刻的被试阀门的进气压力P1、被试阀门的出气压力P2，并将P1、P2信号信息传递给控制系统；

D5：控制系统对被试阀门的进气压力P1和被试阀门的出气压力P2，进行处理，根据P2/P1的值是否在误差范围内，判断被试阀门（34）是否合格；

D6：试验完毕，断开气源，关闭截止阀Ⅰ（1），打开截止阀Ⅱ（13）排空气路系统内残余气体，然后关闭节流阀（12）、截止阀Ⅱ（13）；然后关闭、调压阀（19）、回油背压阀（27），最后关闭定量泵（14）。

10.根据权利要求9所述的大流量调节与截止一体化阀门试验系统的试验方法，其特征在于：在步骤S4、C4、D4进行过程中，油路系统的进液管路（B1）的压力始终比进气管路（A1）的气路压力高至少2MPa。

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