专利名称：一种测量降压阀泄压速率的方法及降压阀的检测方法
技术领域：
本发明涉及一种测量降压阀泄压速率的方法及降压阀的检测方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，汽车已经成为生活中不可缺少的重要交通工具，与此 同时，人们对汽车行驶的安全性提出了更高的要求。因此，需要汽车生产企业不断地对可能 存在安全隐患的汽车零部件进行改进或加强质量检验，以此提高汽车零部件的安全性，进 而提高整车的安全性。例如，在汽车冷却系统中，膨胀箱压力盖上的降压阀就是一个可能存在安全隐患 的零部件，降压阀安装在膨胀箱加水口位置，用于调节冷却系统内部的压力。降压阀的工作 原理如下在汽车的运行过程中，冷却系统内的水温会随发动机运行时间的延长而逐渐升 高，同时伴随有水蒸汽产生。随着水温的升高，水蒸汽不断地增多，导致膨胀箱内部的压力 逐渐升高。当膨胀箱内部的压力上升至降压阀的开启压力值(设定压力值)时，降压阀被 打开，部分蒸汽从降压阀排出，通过降压阀确保膨胀箱内部的压力维持在安全压力范围内， 不至于太高，以此来确保膨胀箱的安全，进而确保整个冷却系统的安全运行。因此，在降压阀出厂前，需要对其进行安全性检测。传统的检测方式是采用指针压 力表进行检测。具体的检测步骤是逐渐增加降压阀进口管内的压力，当降压阀由于进口管 内压力较大而被开启时，记录此时的指针压力表的读数，从而获得降压阀的开启压力值，将 开启压力值与安全开启压力值进行比较，若开启压力值小于或大于安全开启压力值，则表 明降压阀不合格；若开启压力值等于安全开启压力值，则表明降压阀合格。这种检测方法仅 能对降压阀的开启压力值进行检测，无法检测降压阀单位压力的气体流量变化量，即泄压 速率，因此这种检测方法不能完全反映降压阀的开启特性。然而，冷却系统能否安全运行，不仅取决于降压阀的开启压力值是否满足设计要 求，还取决于降压阀的泄压速率是否满足设计要求。具体地，当发动机单位时间内散发的热 量较多时，虽然降压阀在压力达到开启压力值时已经打开，但是如果降压阀的泄压速率不 能满足设计要求，则会导致膨胀箱内部压力的升高速度大于压力下降的速度，造成冷却液 泄漏，甚至发生膨胀箱爆裂的现象，从而影响汽车行驶的安全性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种测量降 压阀泄压速率的方法，该测量方法能够准确地测量出降压阀的泄压速率。此外，本发明还提供一种降压阀的检测方法，该检测方法可以检测降压阀的泄压 速率是否满足设计要求。为了解决上述技术问题，本发明提供一种测量降压阀泄压速率的方法，包括以下 步骤A.逐渐增加所述降压阀的进口管内的气体压力，同时采集多个所述进口管内的气
4体压力值以及与其相对应的所述降压阀的出口管的气体流量值；B.根据所述步骤A采集到的多个所述进口管内的气体压力值和所述出口管的气 体流量值得出气体压力-气体流量的曲线方程V = f (P)；C.对所述步骤B得出的所述气体压力-气体流量的曲线方程求导数，从而获得所 述降压阀的泄压速率。优选地，步骤A中，以联动触发方式采集所述进口管内的气体压力值和所述出口 管的气体流量值，当所述进口管内的气体压力值达到预置的设定气体压力值时，停止采集 所述进口管内的气体压力值和所述出口管的气体流量值。优选地，步骤A所述进口管内的气体压力的增加速率为1 3kPa/s。优选地，步骤A中，所述进口管的气体压力值以及所述出口管的气体流量值是在 温度为20士5°C、湿度为40 60%的环境中获得。本发明还提供一种降压阀的检测方法，所述检测方法包括以下步骤(1)逐渐增加所述降压阀的进口管内的气体压力，同时采集多个所述进口管内的 气体压力值以及与其相对应的降压阀的出口管的气体流量值；(2)根据所述步骤(1)采集到的多个所述进口管内的气体压力值和所述出口管的 气体流量值得出气体压力-气体流量的曲线方程V = f (P)；(3)对所述步骤(2)得出的所述气体压力-气体流量的曲线方程求一阶导数，从而 获得所述降压阀的泄压速率；(4)对所述步骤(3)获得的所述泄压速率与安全泄压速率比较，若在所述步骤(3) 中得到的泄压速率为确定的泄压速率值，则将其与安全泄压速率值进行比较，而且若所述 泄压速率大于或等于所述安全泄压速率内，则表明所述降压阀合格；若所述泄压速率小于 所述安全泄压速率内，则表明所述降压阀不合格；若在所述步骤(3)中得到的泄压速率为变量曲线，则将其与安全泄压速率曲线放 在同一坐标系下进行比较，而且在检测的压力范围内，若所述变量曲线位于所述安全泄压 速率曲线的上方或者重合，则表明降压阀合格；若所述变量曲线与所述安全泄压速率曲线 存在交叉，或者位于所述安全泄压速率的曲线的下方，则表明降压阀不合格。优选地，在所述步骤(1)中，当所述出口管的气体流量值达到设定气体流量值时， 采集与所述设定气体流量值对应的所述进口管的气体压力值，并将其同安全开启压力值进 行比较，若与所述设定气体流量值对应的进口管的气体压力值等于所述安全开启压力值， 则表明所述降压阀合格，继续采集所述进口管内的气体压力值以及所述出口管的气体流量 值；若与所述设定气体流量值对应的进口管的气体压力值小于或大于所述安全开启压力 值，则表明所述降压阀不合格，结束检测。优选地，由所述步骤(1)采集到的多个所述进口管内的气体压力值和所述出口管 的气体流量值绘制出气体压力-气体流量的曲线图。优选地，步骤(1)中，以联动触发方式采集所述进口管内的气体压力值和所述出 口管的气体流量值，当所述进口管内的气体压力值达到预置的设定气体压力值时，停止采 集所述进口管内的气体压力值和所述出口管的气体流量值。优选地，步骤(1)中，所述进口管内的气体压力的增加速率为1 3kPa/s。优选地，步骤(1)中，在温度为20士5°C、湿度为40 60%的环境中采集所述进口管的气体压力值以及所述出口管的气体流量值。本发明具有以下有益效果本发明提供的测量降压阀泄压速率的方法是通过采集降压阀进口管内的气体压 力值以及出口管的气体流量值，然后依据采集到的气体压力值和气体流量值获得气体压 力_气体流量的曲线方程，最后由气体压力-气体流量的曲线方程得到降压阀的泄压速率。 这种测量降压阀的泄压速率的方法简单，而且测量精度高。另外，本发明提供的降压阀的检测方法可以用于检测降压阀的泄压速率是否满足 降压阀的设计要求，而且检测方法简单，检测精度高。作为本发明一个优选实施方式提供的降压阀的检测方法中，当所述出口管的气体 流量值达到设定气体流量值时，采集与所述设定气体流量值对应的所述进口管的气体压力 值，并据此检测降压阀的开启压力值是否满足设计要求。因此，该检测方法可以对降压阀的 安全性进行更全面的检测，而且检测精度高，从而可以提高使用该降压阀的整个系统的安 全性。
图1为本发明测量降压阀泄流量的方法的流程图；图2为本实施例检测降压阀的装置的结构简图；以及图3为本实施例降压阀的检测方法的流程图。图中1-固定架、2-压力气体源、3-压力阀、31-压力阀的输入口、32-压力阀的输 出口 32、4-气体流量计、5-降压阀、51-降压阀的进口管、52-降压阀的出口管
具体实施例方式为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供 的测量降压阀泄压速率的方法及降压阀的检测方法进行详细描述。请参阅图1，本发明测量降压阀泄压速率的方法的流程图。测量降压阀泄压速率的 方法包括以下步骤A.降压阀的进口管内的气体压力从零(气压初始值)开始增加，气体压力的增加 速率为1 3kPa/s，并以联动触发方式同时采集多个进口管内的气体压力值以及与其相对 应的降压阀的出口管的气体流量值。当进口管内的气体压力值达到预置的设定气体压力值 时，停止采集进口管内的气体压力值和出口管的气体流量值。B.根据步骤A采集到的多个进口管内的气体压力值以及出口管的气体流量值得 出气体压力_气体流量的曲线方程V = f (P)。C.对步骤B得出的所述气体压力-气体流量的曲线方程求导数，获得降压阀的泄 压速率。为了使获得的进口管内的气体压力值和出口管的气体流量值更加准确，测量是在 温度为20士5°C、湿度为40 60%的环境中进行。下面介绍利用上述测量降压阀泄压速率的方法来检测膨胀箱上的降压阀的安全 性(质量检测)的具体过程。本实施例的检测装置请参阅图2。图中，虚线表示传输数据的 线路，点划线表示气体传输的管路。
检测降压阀的装置包括固定架1、压力气体源2、压力阀3、气体流量计4、计算机以 及显示器。其中，固定架1用于固定降压阀5。压力气体源2的输出口与压力阀的输入口 31 的连接，压力阀的输出口 32通过气体管路与降压阀的进口管51连接。气体流量计4设置 在降压阀的出口管52位置处，用于检测流出降压阀5的气体流量。气体流量计4和压力阀 3的信号输出端与计算机连接。计算机接收来自气体流量计4和压力阀3的信号，并根据这 些信号绘制降压阀的进口管51的气体压力与降压阀的出口管52的气体流量的曲线图。显 示器与计算机连接，用于显示开启压力值以及检测过程中需要通知测试人员的提示信息。本实施例中，压力气体源的压力为8MPa，压力阀3内的电磁阀用于调节流入降压 阀进口管的气体压力，压力阀3内的压力传感器用于测量降压阀进口管内的压力值并将测 量到的压力值输出到计算机。气体流量计4采用北京七星华创电子股份有限公司生产的 D07系列流量计。为了更准确地检测降压阀，在温度为20 士 5°C、湿度为40 60%的环境中获得进 口管内的气体压力值和出口管的气体流量值。上述检测装置的具体检测过程如下请参阅图3，为本实施例降压阀的检测方法的流程图。本实施例降压阀的检测方法 是在温度为20 士 5°C、湿度为50%的环境中检测，以使压力阀上的压力传感器以及流量计 的测量更准确。本实施例中，假设降压阀的最大安全压力值为开启压力值的1.5倍。本实 施例降压阀的检测方法的具体步骤如下(10)安装待测膨胀箱降压阀(以下简称降压阀)首先将待检测的降压阀5固定在固定架1上，将压力气体源2的输出口、压力阀的 输入口 31、压力阀的输出口 32以及降压阀的进口管51依次连接，将气体流量计4设置在降 压阀的出口管52，将压力阀3和气体流量计4的信号输出端与计算机连接，计算机通过显示 器能够实时显示降压阀的进口管51的压力值以及降压阀的出口管52的气体流量。而且压 力阀3与气体流量计4同样以联动触发方式输出信号。(20)打开压力气体源，调节压力阀，使输入降压阀的进口管的压力以2kPa/s的速 度缓慢增加，压力阀3和气体流量计4以联动方式分别不断地采集降压阀进口管51内的气 体压力值和降压阀出口管52的气体流量值，并将采集到的气体压力值和气体流量值传输 至计算机中，当气体流量计4检测到降压阀的出口管52的气体流量为0. lL/min时，计算机 自动将此时的降压阀的进口管51内的压力值(即开启压力值)在显示器上显示，操作员据 此判断开启压力值是否满足降压阀的设计要求，即判断开启压力值是否等于降压阀的安全 开启压力值，若开启压力值小于或大于安全开启压力值，表明该降压阀不合格，结束检测； 若开启压力值等于安全开启压力值，表明该降压阀合格，执行步骤(30)。上述判断降压阀的开启压力值是否满足设计要求的过程是由操作员来完成，但这 一判断过程也可以由计算机自动完成，具体地，预先将安全开启压力值输入计算机程序中， 当压力阀3采集到开启压力值时，压力阀3将该开启压力值输入计算机程序中，然后，计算 机程序对开启压力值与安全开启压力值进行比较，以判断降压阀的开启压力值是否满足设 计要求。用计算机来完成判断过程，可以减少操作员的劳动强度，并加快检测过程。(30)继续增加降压阀的进口管51内的压力，压力阀3和气体流量计4继续将各自 采集到的气体压力值和气体流量值传输至计算机，当降压阀的进口管51内的压力达到开 启压力值的1. 5倍时，关闭压力阀3，压力气体源2停止向降压阀的进口管51输入气体，压力阀3和气体流量计4停止采集降压阀的进口管内的气体压力值和降压阀的出口管的气体
流量值。(40)计算机根据步骤(20)和(30)采集到的气体压力值和气体流量值绘制出气体 压力-气体流量的曲线图，根据气体压力-气体流量的曲线图可以方便地得到任意气体压 力下的气体流量，并根据已测量的气体压力与气体流量得出测量数据之后的气体压力和气 体流量的关系，即得出测量数据之后的气体压力与气体流量的趋势。这在检测降压阀是否 合格的过程中，可以提供一个参考，即，如果发现气体压力与气体流量的趋势不好，有可能 存在质量问题，则禁止该降压阀出厂，以此提高出厂的降压阀的可靠性，从而提高产品的信 誉。计算机根据步骤(20)和(30)采集到的气体压力值和气体流量值得出气体压力-气体 流量的曲线方程V = f (P)。(50)对步骤(40)得到的气体压力-气体流量的曲线方程V = f (P)求一阶导数， 从而得到降压阀的泄压速率。(60)步骤(50)获得的泄压速率与安全泄压速率进行比较，若泄压速率大于或等 于安全泄压速率，则表明降压阀合格；若泄压速率小于安全泄压速率，则表明降压阀不合 格。至此降压阀检测过程结束。在步骤(50)中，对气体压力-气体流量的曲线方程V = f (P)求一阶导数后，存在 两种情况第一种情况是得到的泄压速率是一个确定的值，对此在步骤(60)中，安全泄压 速率采用是一个确定的安全泄压速率值。将泄压速率和安全泄压速率值进行比较，若泄压 速率大于或等于安全泄压速率，则表明降压阀合格；若泄压速率小于安全泄压速率值，则表 明降压阀不合格。第二种情况是得到的泄压速率是一个变量，即得到的是一个变量曲线，那么步骤 (60)通过以下方式进行判断将该变量曲线与与之对应的安全泄压速率曲线放在同一坐 标系下进行比较，在待检测的压力范围内，若变量曲线位于安全泄压速率曲线的上方或重 合，则表明降压阀合格；若变量曲线与安全泄压速率的曲线存在交叉，或者变量曲线位于安 全泄压速率的曲线的下方，则表明降压阀不合格。需要说明的是，安全泄压速率值和安全泄压速率曲线是发动机的特定属性。在对 泄压阀进行检测之前，需要针对不同型号的发动机进行大量地台架试验，得出安全泄压速 率值和安全泄压速率曲线，然后再进行检测工作。本实施例中以气体流量0. lL/min所对应的降压阀的进口管内的气体压力为降压 阀的安全开启压力值。实际上，安全开启压力值是根据降压阀的使用要求的来确定，因此， 与安全开启压力值对应的出口管的气体流量因降压阀的使用要求的不同而选取不同的数值。还需说明的是，本实施例中当降压阀的进口管内的压力达到安全开启压力值的 1. 5倍时停止采集气体压力值和气体流量值，但在实际检测过程中，可能在进口管内的压力 达到安全开启压力值的2倍、3倍或5倍时才停止采集气体压力值和气体流量值，也就是说， 停止采集气体压力值和气体流量值的条件是由降压阀的最大安全压力值决定。本实施例降压阀的检测方法具有以下优点检测过程简单，操作容易；整个检测 过程由计算机自动完成，不仅可以降低操作员的劳动强度，而且有效地提高检测的精度；该 检测方法不仅可以检测降压阀的开启压力值，还可以检测降压阀的泄压速率，从而更好地评定降压阀的安全特性。本发明提供的降压阀的检测方法不仅适用于检测膨胀箱降压阀，还可以对空气压 缩机上的降压阀、锅炉上使用的降压阀等进行检测。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施 方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精 神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
一种测量降压阀泄压速率的方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤A.逐渐增加所述降压阀的进口管内的气体压力，同时采集多个所述进口管内的气体压力值以及与其相对应的所述降压阀的出口管的气体流量值；B.根据所述步骤A采集到的多个所述进口管内的气体压力值和所述出口管的气体流量值得出气体压力 气体流量的曲线方程V＝f(P)；C.对所述步骤B得出的所述气体压力 气体流量的曲线方程求导数，从而获得所述降压阀的泄压速率。
2.根据权利要求1所述测量降压阀泄压速率的方法，其特征在于步骤A中，以联动触发 方式采集所述进口管内的气体压力值和所述出口管的气体流量值，当所述进口管内的气体 压力值达到预置的设定气体压力值时，停止采集所述进口管内的气体压力值和所述出口管 的气体流量值。
3.根据权利要求1所述测量降压阀泄压速率的方法，其特征在于步骤A所述进口管内 的气体压力的增加速率为1 3kPa/s。
4.根据权利要求1-3任意一项所述测量降压阀泄压速率的方法，其特征在于步骤A中， 所述进口管的气体压力值以及所述出口管的气体流量值是在温度为20士5°C、湿度为40 60%的环境中获得。
5.一种降压阀的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤(1)逐渐增加所述降压阀的进口管内的气体压力，同时采集多个所述进口管内的气体 压力值以及与其相对应的降压阀的出口管的气体流量值；(2)根据所述步骤(1)采集到的多个所述进口管内的气体压力值和所述出口管的气体 流量值得出气体压力_气体流量的曲线方程V = f (P)；(3)对所述步骤(2)得出的所述气体压力-气体流量的曲线方程求一阶导数，从而获得 所述降压阀的泄压速率；(4)对所述步骤(3)获得的所述泄压速率与安全泄压速率比较，若所述步骤(3)中得到 的泄压速率为确定的泄压速率值，则将其与安全泄压速率值进行比较，而且若所述泄压速 率大于或等于所述安全泄压速率内，则表明所述降压阀合格；若所述泄压速率小于所述安 全泄压速率内，则表明所述降压阀不合格；若所述步骤(3)中得到的泄压速率为变量曲线，则将其与安全泄压速率曲线放在同一 坐标系下进行比较，而且在检测的压力范围内，若所述变量曲线位于所述安全泄压速率曲 线的上方或者重合，则表明降压阀合格；若所述变量曲线与所述安全泄压速率曲线存在交 叉，或者位于所述安全泄压速率的曲线的下方，则表明降压阀不合格。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，当所述出口管的 气体流量值达到设定气体流量值时，采集与所述设定气体流量值对应的所述进口管的气体 压力值，并将其同安全开启压力值进行比较，若与所述设定气体流量值对应的进口管的气 体压力值等于所述安全开启压力值，则表明所述降压阀合格，继续采集所述进口管内的气 体压力值以及所述出口管的气体流量值；若与所述设定气体流量值对应的进口管的气体压 力值小于或大于所述安全开启压力值，则表明所述降压阀不合格，结束检测。
7.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，由所述步骤(1)采集到的多个所述进 口管内的气体压力值和所述出口管的气体流量值绘制出气体压力-气体流量的曲线图。
8.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于步骤(1)中，以联动触发方式采集所 述进口管内的气体压力值和所述出口管的气体流量值，当所述进口管内的气体压力值达到 预置的设定气体压力值时，停止采集所述进口管内的气体压力值和所述出口管的气体流量值。
9.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于步骤(1)中，所述进口管内的气体压力 的增加速率为1 3kPa/s。
10.根据权利要求5-9任意一项所述的测量方法，其特征在于步骤(1)中，在温度为 20士5°C、湿度为40 60%的环境中采集所述进口管的气体压力值以及所述出口管的气体流量值。
全文摘要
本发明提供一种测量降压阀泄压速率的方法及降压阀的检测方法，所述测量方法包括以下步骤A.逐渐增加所述降压阀的进口管内的气体压力，同时采集多个所述进口管内的气体压力值以及与其相对应的所述降压阀的出口管的气体流量值；B.根据所述步骤A采集到的多个所述进口管内的气体压力值和所述出口管的气体流量值得出气体压力-气体流量的曲线方程V＝f(P)；C.对所述步骤B得出的所述气体压力-气体流量的曲线方程求导数，从而获得所述降压阀的泄压速率。所述测量方法可以精确地测量出降压阀的泄压速率。所述检测方法可以准确地、全面地评定降压阀的安全性。
文档编号G01L17/00GK101949772SQ201010298730
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者叶军, 彭兵, 解正斌 申请人:奇瑞汽车股份有限公司