CN118936866A - 一种节流阀故障模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及试验分析技术领域，尤其涉及一种节流阀故障模拟装置。节流阀故障模拟装置包括：第一介质输入部件、第二介质输入部件、混合部件、节流阀和监测单元；第一介质输入部件用于向混合部件输入气体介质；第二介质输入部件用于向混合部件输入固液介质；混合部件用于使输入的气体介质和输入的固液介质进行混合，得到混合介质；混合介质用于流入节流阀内部，以对节流阀进行冲蚀；监测单元用于监测节流阀在冲蚀过程中的信息。本说明书实施例提出的节流阀故障模拟装置可以对节流阀施加高压和高流量的混合介质来模拟节流阀的作业过程，对于探究节流阀作业过程中的磨损、振动和噪声情况以及分析节流阀工作状态有着重要意义。

Description

一种节流阀故障模拟装置

技术领域

本发明涉及试验分析技术领域，特别涉及一种针对高压节流阀的节流阀故障模拟装置。

背景技术

冲蚀磨损失效是石油与天然气行业中常见的失效方式。在节流压井管汇作业过程中，管汇内压力极高，会对部件产生极大的影响。尤其是节流阀，它承担节流减压的作用，在这种复杂的高压工况下，易产生冲蚀磨损失效刺漏甚至断裂事故，严重威胁作业人员安全。

目前针对高压作用下的冲蚀磨损试验研究较少，由于相对复杂的实际作业工况，节流阀不仅要承担极高内压，也要承受内部流体的高速流动。在公知技术中，针对高压作用下的失效磨损试验机相关设备目前尚无研究。

因此，如何设计出一种高压作用下的失效磨损试验机以模拟真实作业过程中节流阀的冲蚀磨损、振动和噪声情况是如今节流阀工作状态分析中亟待解决的关键问题。

发明内容

本说明书实施例的目的是提供一种节流阀故障模拟装置，以真实模拟作业过程中节流阀的冲蚀磨损、振动和噪声情况并为实际节流阀工作状态分析提供支持。

本说明书实施例提出了一种节流阀故障模拟装置，所述装置包括：第一介质输入部件、第二介质输入部件、混合部件、节流阀和监测单元；其中，所述第一介质输入部件用于向所述混合部件输入气体介质；所述第二介质输入部件用于向所述混合部件输入固液介质；所述混合部件用于使输入的气体介质和输入的固液介质进行混合，得到混合介质；所述混合介质用于流入节流阀内部，以对所述节流阀进行冲蚀；所述监测单元用于监测所述节流阀在冲蚀过程中的信息。

优选的，所述第一介质输入部件包括气泵，所述气泵用于向所述混合部件泵入气体介质；所述第二介质输入部件包括砂浆泵，所述砂浆泵用于向所述混合部件泵入固液介质。

优选的，所述节流阀故障模拟装置还包括计算机设备；所述监测单元包括气体流量计和固液流量计，所述气体流量计用于监测所述气泵和混合部件之间的气体流量值，所述固液流量计用于监测所述砂浆泵和混合部件之间的固液流量值；所述计算机设备用于根据气体流量值向气泵发送气体流量控制信号以及根据固液流量值向砂浆泵发送固液流量控制信号，所述气体流量控制信号用于控制所述气泵输入气体介质的流量，所述固液流量控制信号用于控制所述砂浆泵输入固液介质的流量。

优选的，所述节流阀故障模拟装置还包括气体控制部件；所述气体控制部件包括减压阀、流量调节阀和止回阀；所述气体控制部件用于控制所述第一介质输入部件所输入气体介质的流量。

优选的，所述监测单元还包括气体流量计，所述气体流量计用于监测所述气泵和混合部件之间的气体流量值；所述计算机设备还用于根据气体流量值向气体控制部件发送气体控制信号，所述气体控制信号用于调节第一介质输入部件和混合部件之间的气体流量值。

优选的，所述节流阀故障模拟装置还包括搅拌罐；所述搅拌罐用于向所述第二介质输入部件输送固液介质。

优选的，所述搅拌罐还用于接收经由节流阀流出的混合介质，向所述第二介质输入部件输送经由节流阀流出的固液介质。

优选的，所述节流阀故障模拟装置还包括排污部件；所述排污部件包括排污阀和排污泵；所述排污部件用于排出固液介质。

优选的，所述监测单元还包括声音传感器、位移传感器、第一压力变送器和第二压力变送器；所述声音传感器和位移传感器用于监测节流阀被冲蚀时的声音信号以及振动信号；所述第一压力变送器和第二压力变送器用于监测节流阀被冲蚀时的第一压力变化值和第二压力变化值。

优选的，所述计算机设备用于根据所述节流阀在冲蚀过程中的信息，建立节流阀故障诊断模型。

由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本说明书实施例提出了一种节流阀故障模拟装置，所述装置包括：第一介质输入部件、第二介质输入部件、混合部件、节流阀和监测单元；其中，所述第一介质输入部件用于向所述混合部件输入气体介质；所述第二介质输入部件用于向所述混合部件输入固液介质；所述混合部件用于使输入的气体介质和输入的固液介质进行混合，得到混合介质；所述混合介质用于流入节流阀内部，以对所述节流阀进行冲蚀；所述监测单元用于监测所述节流阀在冲蚀过程中的信息。本说明书实施例提出的节流阀故障模拟装置可以通过气泵和砂浆泵对节流阀施加高压和高流量的混合介质冲击流来模拟节流阀的真实作业过程，填补了高压作用下的故障磨损试验机相关设备研究的空白，对于探究真实作业过程中节流阀的冲蚀磨损、振动和噪声情况以及分析节流阀工作状态有着重要意义。

附图说明

图1是本说明书实施例提供的一种节流阀故障模拟装置的结构示意图；

图2是本说明书实施例提供的一种节流阀故障模拟装置的工作原理示意图；

图3是本说明书实施例提供的节流阀的结构示意图。

以上附图符号说明：

1、第一介质输入部件；

2、第二介质输入部件；

3、混合部件；

4、节流阀；

5、监测单元；

6、计算机设备；

7、气体控制部件；

8、搅拌罐；

9、排污部件；

41、阀杆；

42、阀盖；

43、阀体；

51、气体流量计；

52、固液流量计；

53、声音传感器；

54、位移传感器；

55、第一压力变送器；

56、第二压力变送器；

71、减压阀；

72、流量调节阀；

73、止回阀；

81、开口；

82、搅拌电机；

91、排污阀；

92、排污泵。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。

需要说明的是，本说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本说明书的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

参照图1所示。本说明书实施例提供了一种节流阀故障模拟装置。

所述节流阀故障模拟装置用于模拟真实作业过程中高压状态下节流阀的冲蚀磨损、振动和噪声情况。

在一些实施例中，参照图1和图2，所述节流阀故障模拟装置包括第一介质输入部件1、第二介质输入部件2、混合部件3、节流阀4和监测单元5中的任意一个或多个。所述第一介质输入部件1用于向所述混合部件3输入气体介质。所述第一介质输入部件1例如可以为气泵。所述气泵用于向所述混合部件3泵入气体介质。所述第二介质输入部件2用于向所述混合部件3泵入固液介质。所述第二介质输入部件2例如可以为砂浆泵。所述砂浆泵用于向所述混合部件3泵入固液介质。所述混合部件3用于使输入的气体介质和输入的固液介质进行混合，得到混合介质；所述混合介质用于流入节流阀4内部，以对所述节流阀4进行冲蚀。所述混合部件3例如可以为三相混合室。所述三相混合室用于将输入的气体介质和输入的固液介质进行混合，得到气液固三相混合介质；所述气液固三相混合介质用于流入节流阀4内部，以对所述节流阀4进行冲蚀。所述监测单元5用于监测所述节流阀4被冲蚀过程中的信息。

所述第一介质输入部件1可以通过管路与混合部件3连接，以向混合部件3输入气体介质。所述第二介质输入部件2可以通过管路与混合部件3连接，以向混合部件3输入固液介质。混合部件3可以通过管路与节流阀4连接，以将混合介质送入节流阀4内部并对节流阀4进行冲蚀。监测单元5可以嵌入在节流阀4的表面和/或内部，以监测节流阀4被冲蚀时产生的声音和振动信号。监测单元5还可以通过管路与节流阀4连接，以监测节流阀4被冲蚀时产生的压力变化。

在实际应用时，第一介质输入部件1通过管路向混合部件3输入气体介质，第二介质输入部件2通过管路向混合部件3输入固液介质，混合部件3将输入的气体介质和输入的固液介质进行混合，得到混合介质。混合部件3通过管路将混合介质送入节流阀4内部并对节流阀4进行冲蚀。监测单元5可以嵌入在节流阀4的表面和/或内部，以监测节流阀4被冲蚀时产生的声音和振动信号。监测单元5还可以通过管路与节流阀4连接，以监测节流阀4被冲蚀时产生的压力变化。

在一些实施例中，参照图2，所述节流阀故障模拟装置还包括计算机设备6。所述计算机设备6用于接收监测单元监测的气体介质流量信息和固液介质流量信息，并基于接收到的信息产生气体流量控制信号和固液流量控制信号控制第一介质输入部件1输送的气体介质的流量和第二介质输入部件2输送的固液介质的流量，实现节流阀故障模拟装置中流量的闭环控制。通过气体介质流量和固液介质流量的闭环控制，可以对节流阀4施加流量速度可控的流动介质，有助于模拟节流阀4在经受不同流量速度的流动介质下的工作状态。所述计算机设备6例如可以是上位机。所述上位机用于接收监测单元监测的信息，并基于接收到的信息产生上位机控制信号。所述监测单元5可以包括气体流量计51和固液流量计52。所述气体流量计51用于监测所述第一介质输入部件1和混合部件3之间的气体流量值。所述固液流量计52用于监测所述第二介质输入部件2和混合部件3之间的固液流量值。所述计算机设备6可以用于接收气体流量计51监测的气体流量值，并根据接收到的气体流量值向第一介质输入部件1发送气体流量控制信号，气体流量控制信号用于控制第一介质输入部件1输入的气体介质的流量。所述计算机设备6还可以用于接收固液流量计52监测的固液流量值，并根据接收到的固液流量值向第二介质输入部件2发送固液流量控制信号，固液流量控制信号用于控制第二介质输入部件2输入的固液介质的流量。

所述气体流量计51可以通过管路与第一介质输入部件1以及混合部件3连接，以监测第一介质输入部件1和混合部件3之间的气体流量值。所述固液流量计52可以通过管路与第二介质输入部件2和混合部件3连接，以监测第二介质输入部件2和混合部件3之间的固液流量值。计算机设备6可以通过有线和/或无线方式与气体流量计51和固液流量计52连接，以接收气体流量计51监测的气体流量值和固液流量计52监测的固液流量值。计算机设备6可以通过有线和/或无线方式与第一介质输入部件1和第二介质输入部件2连接，以根据接收到的气体流量值产生气体流量控制信号控制第一介质输入部件1输入的气体介质的流量，以及根据接收到的固液流量值产生的固液控制信号控制第二介质输入部件2输入的固液介质的流量。

在实际应用时，气体流量计51可以监测第一介质输入部件1以及混合部件3之间的气体流量值并将气体流量值发送到计算机设备6中，计算机设备6可以根据气体流量值产生气体流量控制信号并将气体流量控制信号发送到第一介质输入部件1中实时控制第一介质输入部件1所输入的气体介质的流量，进而可以实现节流阀故障模拟装置中气体介质流量的闭环控制。固液流量计52可以监测第二介质输入部件2以及混合部件3之间的固液流量值并将固液流量值发送到计算机设备6中，计算机设备6可以根据固液流量值产生固液流量控制信号并将固液流量控制信号发送到第二介质输入部件2中实时控制第二介质输入部件2所输入的固液介质的流量，进而可以实现节流阀故障模拟装置中固液介质流量的闭环控制。

在一些实施例中，参照图2，所述节流阀故障模拟装置还包括气体控制部件7。所述气体控制部件7可以用于控制第一介质输入部件1所输入的气体介质的流量和压力。所述气体控制部件7可以包括减压阀71、流量调节阀72和止回阀73。减压阀71可以用于对第一介质输入部件1输送的气体介质进行减压。流量调节阀72可以用于对第一介质输入部件1输送的气体介质的流量进行调节。止回阀73可以用于防止第一介质输入部件1输送的气体介质回流。

所述气体控制部件7可以通过管路与第一介质输入部件1连接，以控制第一介质输入部件1输送的气体介质的流量和压力。气体控制部件7可以通过有线和/或无线方式与计算机设备连接，以接收计算机设备产生的减压控制信号、流量调节控制信号和止回控制信号，进而控制第一介质输入部件1输送的气体介质的流量和压力。减压阀71可以通过管路与第一介质输入部件1连接，以对第一介质输入部件1输送的气体介质进行减压。减压阀71可以通过有线和/或无线方式与计算机设备连接，以接收计算机设备产生的减压控制信号，进而对第一介质输入部件1输送的气体介质进行减压。流量调节阀72可以通过管路与减压阀71连接，以调节第一介质输入部件1输送的气体介质的流量。流量调节阀72可以通过有线和/或无线方式与计算机设备连接，以接收计算机设备产生的流量调节控制信号，进而调节第一介质输入部件1输送的气体介质的流量。止回阀73可以通过管路与流量调节阀72连接，以防止第一介质输入部件1输送的气体介质回流。止回阀73可以通过有线和/或无线方式与计算机设备连接，以接收计算机设备产生的止回控制信号，进而防止第一介质输入部件1输送的气体介质回流。混合部件3可以通过管路与止回阀73连接，以接收第一介质输入部件1输送的气体介质。

在一些实施例中，参照图2，所述监测单元5可以包括气体流量计51。气体流量计51可以用于监测第一介质输入部件1和混合部件3之间的气体流量值，计算机设备6可以根据气体流量计51监测的气体流量值向气体控制部件7发送气体控制信号，实现节流阀故障模拟装置中气体介质流量的闭环控制。通过气体介质流量的闭环控制，可以对节流阀4施加流量速度可控的流动介质，有助于模拟节流阀4在经受不同流量速度的流动介质下的工作状态。例如，计算机设备6可以获取气体流量计51监测的气体流量值并产生气体控制信号，通过气体控制信号控制流量调节阀72，进而调节第一介质输入部件1和混合部件3之间的气体流量值。

所述气体流量计51可以通过管路与流量调节阀72连接，以监测第一介质输入部件1和混合部件3之间的气体流量值。止回阀73可以通过管路与气体流量计51连接，以防止第一介质输入部件1输送的气体介质回流。

在实际应用时，气体流量计51可以实时监测第一介质输入部件1和混合部件3之间的气体流量值并将气体流量值发送到计算机设备6中，计算机设备6可以根据接收到的气体流量值产生气体控制信号并将气体控制信号发送到气体控制部件7中，气体控制部件7可以根据气体控制信号调节第一介质输入部件1和混合部件3之间的气体流量值。例如，具体可以通过气体控制信号控制流量调节阀72，调节第一介质输入部件1和混合部件3之间的气体流量值到一设定的流量值，进而可以实现节流阀故障模拟装置中气体介质流量的闭环控制。

在一些实施例中，参照图2，所述节流阀故障模拟装置还包括搅拌罐8。搅拌罐8可以用于向所述第二介质输入部件2输送固液介质。搅拌罐8还可以用于接收经由节流阀4流出的混合介质，向所述第二介质输入部件输送经由节流阀流出的固液介质，实现固液介质的循环利用。搅拌罐8上方置有开口81，可以经由开口81向搅拌罐8中加入设定比例的固体介质和液体介质。搅拌罐8内置有搅拌电机82，在经由开口81向搅拌罐8中加入固体介质和液体介质后，计算机设备可以产生搅拌控制信号控制搅拌电机82运转，搅拌固体介质和液体介质得到设定比例的固液介质。

所述搅拌罐8可以通过管路与节流阀4连接，以接收节流阀4中流出的混合介质，混合介质中的气体介质可以经由搅拌罐8上方的开口81逸出。搅拌罐8还可以通过管路与第二介质输入部件2连接，以将接收到的经由节流阀4流出的混合介质中的固液介质输送到第二介质输入部件2中。搅拌罐8可以通过有线和/或无线方式与计算机设备6连接，以接收计算机设备6产生的搅拌控制信号，以及根据接收到的搅拌控制信号开启搅拌电机82，搅拌固体介质和液体介质得到固液介质。

在实际应用时，可以经由搅拌罐8开口81加入固体介质和液体介质。例如，可以从开口81向搅拌罐8内部倒入沙子等固体介质和在开口81处接上水管向搅拌罐8内部注入水等液体介质。计算机设备6产生搅拌信号发送到搅拌罐8中，搅拌罐8可以根据搅拌控制信号开启搅拌电机82搅拌固体介质和液体介质产生固液介质。搅拌罐8还可以通过将固液介质输送到第二介质输入部件2中。在节流阀4被混合介质冲蚀后，搅拌罐8还可以用于回收被冲蚀后的混合介质中的固液介质，混合介质中的气体介质可以通过开口81逸出。

在一些实施例中，参照图2，所述节流阀故障模拟装置还包括排污部件9。所述排污部件9用于排出固液介质。所述排污部件包括排污阀91和排污泵92。排污阀91可以用于控制是否排出固液介质。排污泵92可以用于泵出经由排污阀91排出的固液介质。

所述排污部件9可以通过管路与搅拌罐8连接，以排出搅拌罐8中固液介质。排污阀91可以通过管路与搅拌罐8连接，以控制是否排出搅拌罐8中的固液介质。排污阀91可以通过有线和/或无线方式与计算机设备6连接，以接收计算机设备6产生的排污阀控制信号，以及根据接收到的排污阀控制信号开启排污阀91排出搅拌罐8中的固液介质。排污泵92可以通过管路与排污阀91连接，以泵出经由排污阀91排出的固液介质。排污泵92可以通过有线和/或无线方式与计算机设备6连接，以接收计算机设备6产生的排污泵控制信号，以及根据接收到的排污泵控制信号开启排污泵92并泵出经由排污阀91排出的搅拌罐8中的固液介质。

在实际应用时，冲蚀结束后，可以对第一介质输入部件1、第二介质输入部件2、混合部件3、搅拌罐8以及相关管路进行清洗，计算机设备6可以产生排污阀控制信号开启排污阀91，以及产生排污泵控制信号开启排污泵92，在清洗第一介质输入部件1、第二介质输入部件2、混合部件3、搅拌罐8以及相关管路的同时排出相应的固液介质。在清洗结束后，可以继续开启排污阀91和排污泵92排出剩余的固液介质。

在一些实施例中，参照图2，所述监测单元5还包括声音传感器53、位移传感器54、第一压力变送器55和第二压力变送器56。声音传感器53可以用于监测节流阀4被冲蚀时产生的声音信号。位移传感器54可以用于监测节流阀4被冲蚀时产生的振动信号。第一压力变送器55可以用于监测节流阀4被冲蚀时产生的第一压力变化值。第二压力变送器56可以用于监测节流阀4被冲蚀时产生的第二压力变化值。计算机设备6可以采集节流阀4被冲蚀时的第一压力变化值和第二压力变化值，根据第一压力变化值和第二压力变化值，计算机设备6可以产生压力控制信号并发送到第一介质输入部件1和气体控制部件7中的减压阀71，实现了节流阀故障模拟装置中压力的闭环控制。例如，在节流阀故障模拟装置中压力大的情况下，压力控制信号可以用于控制减压阀71减小气体介质的压力值；在节流阀故障模拟装置中压力小的情况下，压力控制信号可以用于控制第一介质输入部件1增加气体介质的压力值。通过气体介质压力的闭环控制，可以对节流阀4施加压力可控的流动介质，有助于模拟节流阀4在经受不同压力的流动介质下的工作状态。所述声音传感器53可以置于节流阀4表面和/或内部，以检测节流阀4被冲蚀时产生的声音信号。声音传感器53可以通过有线和/或无线方式与计算机设备6连接，以将监测到的节流阀4被冲蚀时产生的声音信号发送到计算机设备中。位移传感器54可以置于节流阀4表面和/或内部，以监测节流阀4被冲蚀时产生的振动信号。位移传感器54可以通过有线和/或无线方式与计算机设备6连接，以将监测到的节流阀4被冲蚀时产生的振动信号发送到计算机设备6中。第一压力变送器55可以通过管路置于混合部件3和节流阀4之间，以监测节流阀4被冲蚀时产生的第一压力变化值。第一压力变送器55可以通过有线和/或无线方式与计算机设备6连接，以将监测到的节流阀4被冲蚀时产生的第一压力变化值发送到计算机设备中。第二压力变送器56可以通过管路置于节流阀4和搅拌罐8之间，以监测节流阀4被冲蚀时产生的第二压力变化值。第二压力变送器56可以通过有线和/或无线方式与计算机设备6连接，以将监测到的节流阀4被冲蚀时产生的第二压力变化值发送到计算机设备中。

在实际应用时，第一压力变送器55和第二压力变送器56可以实时监测节流阀4被冲蚀时混合部件3和节流阀4之间的第一压力变化值以及节流阀4和搅拌罐8之间的第二压力变化值，计算机设备6可以采集第一压力变化值和第二压力变化值并产生压力控制信号发送到第一介质输入部件1和气体控制部件7中。第一介质输入部件1可以根据压力控制信号控制其输送的气体介质的压力。气体控制部件7可以根据压力控制信号调节第一介质输入部件1和混合部件3之间的气体压力值。例如，具体可以通过压力控制信号控制减压阀71，减小第一介质输入部件1和混合部件3之间的气体压力值到一设定的压力值，进而实现节流阀故障模拟装置中气体介质压力的闭环控制。

在一些实施例中，参照图3，所述节流阀4可以包括阀杆41、阀盖42和阀体43。阀杆41可以控制节流阀4开度大小，有助于在不同开度下不同的冲蚀压力和流量下模拟节流阀4在真实工作过程中的冲蚀磨损情况以及振动和噪声情况。

所述节流阀4可以通过有线和/或无线方式与计算机设备6连接，以接收计算机设备6发送的阀杆控制信号调节节流阀4开度，进而限制进入节流阀4内部混合介质流量的上限。声音传感器53可以嵌入在阀杆41表面上，以监测节流阀4被冲蚀时产生的声音信号。位移传感器54可以嵌入在阀杆41表面上，以监测节流阀4被冲蚀时产生的振动信号。

在一些实施例中，所述计算机设备6还用于根据所述节流阀4在冲蚀过程中的信息，建立节流阀故障诊断模型。计算机设备6可以获取节流阀4被冲蚀时的声音信号、振动信号以及节流阀被冲蚀时的第一压力变化值和第二压力变化值，并建立节流阀4被冲蚀时的第一压力变化值和第二压力变化值以及节流阀4被冲蚀时的声音信号和振动信号之间的故障诊断模型。

计算机设备6可以通过有线和/或无线方式与声音传感器53连接，以接收声音传感器53监测到的节流阀4被冲蚀时产生的声音信号。计算机设备6可以通过有线和/或无线方式与位移传感器54连接，以接收位移传感器54监测到的节流阀4被冲蚀时产生的振动信号。计算机设备6可以通过有线和/或无线方式与第一压力变送器55连接，以接收第一压力变送器55监测到的节流阀4被冲蚀时产生的第一压力变化值。计算机设备6可以通过有线和/或无线方式与第二压力变送器56连接，以接收第二压力变送器56监测到的节流阀4被冲蚀时产生的第二压力变化值。

在实际应用时，可以将声音传感器53和位移传感器54置于节流阀4表面和/或内部，监测节流阀4被冲蚀时产生的声音信号和振动信号；可以将第一压力变送器55置于混合部件3和节流阀4之间，以监测节流阀4被冲蚀时产生的第一压力变化值；可以将第二压力变送器56可以通过管路置于节流阀4和搅拌罐8之间，以监测节流阀4被冲蚀时产生的第二压力变化值。计算机设备6可以采集这些声音信号、振动信号、第一压力变化值和第二压力变化值，并建立第一压力变化值和第二压力变化值以及声音信号和振动信号之间的节流阀故障诊断模型。例如，可以根据第一压力变化值和第二压力变化值计算平均值得到压力变化平均值，并按照声音信号和压力信号的频率和幅度对节流阀4进行工作状态等级划分，得到节流阀4不同工作状态等级对应的声音信号和压力信号的频率区间和幅度区间，进而可以建立压力变化平均值和不同工作状态等级的映射关系。

在实际应用时，计算机设备6还可以采集气体流量计51的气体流量值、固液流量计52的固液流量值以及节流阀4阀杆41的开度，进而可以使用机器学习模型算法直接建立节流阀故障诊断模型。例如，可以将气体流量值、固液流量值、开度、第一压力变化值和第二压力变化值作为机器学习模型的输入参数，将声音信号和振动信号作为机器学习模型的输出参数，训练模型至模型的评价指标达到预设的阈值，即可得到节流阀故障诊断模型。计算机设备6还可以采集这些气体流量值、固液流量值、开度、第一压力变化值、第二压力变化值、声音信号和振动信号建立节流阀工作状态数据库，在节流阀工作状态分析中参考对比节流阀工作状态数据库，减小节流阀故障发生概率。

由上可见，本说明书实施例提供的一种节流阀故障模拟装置，通过介质压力和介质流量的闭环控制对节流阀施加高压和高流量的混合介质冲击流来模拟节流阀的真实作业过程，填补了高压作用下的失效磨损试验机相关设备研究的空白，对于探究真实作业过程中节流阀的冲蚀磨损、振动和噪声情况以及分析节流阀工作状态有着重要意义。

在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本发明中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种节流阀故障模拟装置，其特征在于，包括：第一介质输入部件、第二介质输入部件、混合部件、节流阀和监测单元；其中，

所述第一介质输入部件用于向所述混合部件输入气体介质；

所述第二介质输入部件用于向所述混合部件输入固液介质；

所述混合部件用于使输入的气体介质和输入的固液介质进行混合，得到混合介质；所述混合介质用于流入节流阀内部，以对所述节流阀进行冲蚀；

所述监测单元用于监测所述节流阀在冲蚀过程中的信息。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述第一介质输入部件包括气泵，所述气泵用于向所述混合部件泵入气体介质；

所述第二介质输入部件包括砂浆泵，所述砂浆泵用于向所述混合部件泵入固液介质。

3.根据权利要求2所述装置，其特征在于，还包括计算机设备；

所述监测单元包括气体流量计和固液流量计，所述气体流量计用于监测所述气泵和混合部件之间的气体流量值，所述固液流量计用于监测所述砂浆泵和混合部件之间的固液流量值；

所述计算机设备用于根据气体流量值向气泵发送气体流量控制信号以及根据固液流量值向砂浆泵发送固液流量控制信号，所述气体流量控制信号用于控制所述气泵输入气体介质的流量，所述固液流量控制信号用于控制所述砂浆泵输入固液介质的流量。

4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括气体控制部件；

所述气体控制部件包括减压阀、流量调节阀和止回阀；

所述气体控制部件用于控制所述第一介质输入部件所输入气体介质的流量。

5.根据权利要求4所述装置，其特征在于，还包括计算机设备；

所述监测单元包括气体流量计，所述气体流量计用于监测所述第一介质输入部件和混合部件之间的气体流量值；

所述计算机设备还用于根据气体流量值向气体控制部件发送气体控制信号，所述气体控制信号用于调节第一介质输入部件和混合部件之间的气体流量值。

6.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括搅拌罐；

所述搅拌罐用于向所述第二介质输入部件输送固液介质。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述搅拌罐还用于接收经由节流阀流出的混合介质，向所述第二介质输入部件输送经由节流阀流出的固液介质。

8.根据权利要求6所述装置，其特征在于，还包括排污部件；

所述排污部件包括排污阀和排污泵；

所述排污部件用于排出固液介质。

9.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述监测单元还包括声音传感器、位移传感器、第一压力变送器和第二压力变送器；

所述声音传感器和位移传感器用于监测节流阀被冲蚀时的声音信号以及振动信号；

所述第一压力变送器和第二压力变送器用于监测节流阀被冲蚀时的第一压力变化值和第二压力变化值。

10.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括计算机设备；

所述计算机设备用于根据所述节流阀在冲蚀过程中的信息，建立节流阀故障诊断模型。