零压阀测试装置及测试方法与流程

本发明属于燃气流量控制调节器测试领域，尤其是涉及一种零压阀测试装置和方法。

背景技术：

零压阀是一种用于燃烧系统的燃气流量控制调节器，和比例混合器、内混烧嘴、正负炉压等一起使用。零压阀内部采用薄膜式和自动抵消式反向弹簧设计，对第二次测得气压进行控制，通过环境气压导入口和压力调节阀门，可以使得第二次测气压与设备所在环境气压相等，并实现流量调节。目前在许多企业中还是利用手动装夹的方式，并且通过人工观察机械压力表来记录数据等方式，操作较复杂，测试节拍慢，数据一致性欠佳。因此开发设计自动化程度高、测试快捷、数据准确的测试装置，是满足零压阀测试市场需求的有效途径。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，使零压阀控制调节测试自动化程度高、测试快捷、数据准确，本发明提供了一种零压阀测试装置及测试方法。

本发明采用的技术方案是：

一、零压阀测试装置

本发明包括沿直线依次布置的风机工装、装夹工装、密封工装和气源工装，风机工装通过出气直管连接装夹工装，装夹工装上安装有被测阀，被测阀的一侧与密封工装连接，密封工装通过弧形软管连接气源工装。

风机工装包括固定在风机支撑底座上的风机，风机的一侧设有与风机出风口连通的延长风管，延长风管上安装有风速仪，风机的另一侧设有入口管，入口管沿自身轴线方向依次连接有异径缩管和喇叭吸风口，异径缩管中段部分的直径小于异径缩管两端的直径，异径缩管在直径最小处的下端开孔使得异径缩管为三通结构，异径缩管在下端开孔处依次与出气连接管和连接弯管连通，连接弯管与出气直管连接。

装夹工装包括安装在装夹工装底板上的出口工装板、被测阀和下压气缸，出口工装板的一侧设有支撑架，出口工装板通过支撑架垂直固定到装夹工装底板上靠近风机工装的位置，出口工装板的上端经第一压力传感器安装接头安装有第一压力传感器，出口工装板沿厚度方向开有通孔作为出口通道，出口通道的一端与出气直管相连，出口通道的另一端设有环形的出口垫片。出口工装板的另一侧安装有被测阀，被测阀安装在被测阀支撑板上，被测阀支撑板开有与被测阀底部配合装配的定位槽，被测阀安装到被测阀支撑板上后沿定位槽横向移动直至被测阀的一端与出口垫片接触密封。被测阀的后方安装有下压气缸，下压气缸通过支撑件固定在装夹工装底板上，下压气缸的缸杆垂直穿过下压支撑板朝向装夹工装底板伸出，缸杆伸出的末端设有朝前水平布置的下压杆，下压气缸的缸杆不断伸出使得下压杆压紧被测阀。

密封工装包括安装在密封工装底板上的入口工装板和前推气缸，密封工装底板靠近装夹工装的一侧设有导轨，入口工装板的下端通过滑块在导轨上滑动。入口工装板的一侧设有前推气缸，前推气缸的缸杆和入口工装板的下部连接，前推气缸的缸杆伸出推动入口工装板在导轨滑动，前推气缸的缸杆端设有垂直于密封工装底板的前推气缸固定板，前推气缸通过前推气缸固定板固定到密封工装底板上。入口工装板的上端经第二压力传感器安装接头安装有第二压力传感器，入口工装板沿厚度方向开有与通孔作为入口通道，入口通道与装夹工装的出口通道同轴线，入口通道的一端设有环形的入口垫片，前推气缸推动入口工装板在导轨上向靠近被测阀的方向滑动，使得入口垫片接触并密封被测阀的另一端，入口通道的另一端连接弧形软管。

气源工装包括气路底板、一级调压阀、流量计和二级调压阀，气路底板上通过气路底板支撑块固定有气路支撑架，气路支撑架上沿直线依次间隔设有一级调压阀、流量计和二级调压阀，二级调压阀的一端与异径管的小径端相连，异径管的大径端与弧形软管连接，二级调压阀的另一端通过连接第二气管连接流量计的一端，流量计的另一端通过第一气管与一级调压阀的一端连接，一级调压阀的另一端连接到进气气管，测试气由进气气管进入依次通过第一气管、第二气管、异径管进入弧形软管内。

优选的，风机固定在风机安装架上，风机安装架安装在风机支撑板上，风机支撑板通过多个风机支撑柱固定到风机支撑底座上。

优选的，被测阀支撑板通过支撑块固定到装夹工装底板上。

优选的，支撑件包括下压支撑板和下压支撑脚，下压气缸固定在下压支撑板上，下压支撑板通过两个对称布置的下压支撑脚固定在装夹工装底板上。

优选的，一级调压阀通过第一连接块固定到气路支撑架上，流量计通过第二连接块固定到气路支撑架上，二级调压阀通过第三连接块固定到气路支撑架上。

二、一种零压阀测试方法，包括以下步骤：

1)将被测阀安装到被测阀支撑板上并定位；

2)装夹工装的下压气缸的缸杆作动使得下压杆压紧被测阀；

3)密封工装的前推气缸前推，带动入口工装板沿导轨向靠近被测阀滑动，入口工装板继而带动被测阀朝向出口工装板移动，前推气缸继续前推直到入口垫片和出口垫片分别将被测阀的两端密封；

4)气源工装由进气气管通入测试气，经过一级调压阀和二级调压阀调压后测试气压力下降，此后开始实时监测流量计、第一压力传感器和第二压力传感器的数值；

5)以pwm调制方式改变风机的转速，风机内气体经过异径缩管后在被测阀出口侧产生负压环境，异径缩管的中段直径越小，被测阀的负压值越大，通过改变风机的转速进而调节被测阀的负压值，被测阀在内部压力变化后，内部阀口调节压力大小，从而改变流量大小，设备定时记录流量值和被测阀前后压力值；

6)控制系统生成测试曲线，并自动做判断，然后关闭气源，停止下压气缸和前推气缸作动，测试结束。

步骤1)中优选的，将被测阀通过定位槽准确定位安装到被测阀支撑板上。

步骤4)中优选的，经过一级调压阀和二级调压阀调压后测试气降为3kpa。

本发明设置了由风机工装、装夹工装、密封工装和气源工装组成的测试装置，通过气缸作动使各部分工装配合使用，实现使零压阀控制调节测试的自动化。

本发明具有的有益效果是：

1)本装置自动化程度高，代替现有的人工装夹，操作便捷；

2)自动进气、自动记录数据，测试节拍快；

3)采用高精度电子传感器，数据准确，一致性好。

附图说明

图1是本测试装置的正视图；

图2是风机工装示意图；

图3是装夹工装示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图3的局部侧视图；

图6是密封工装示意图；

图7是气源工装示意图。

图中：1风速仪，2.延长风管，3.风机，4.入口管，5.异径缩管，6.风机安装架，7.风机支撑板，8.风机支撑柱，9.风机支撑底座，10.出气连接管，11.连接弯管，12.喇叭吸风口，13.出气直管，14.第一压力传感器，15.出口垫片，16.出口工装板，17.定位槽，18.装夹工装底板，19.下压气缸，20.下压支撑板，21.下压支撑脚，22.入口垫片，23.入口工装板，24.导轨，25.弧形软管，26.前推气缸，27.密封工装底板，28.异径管，29.二级调压阀，30.支撑块，31.一级调压阀，32.流量计，33.气路支撑架，34.气路底板，35.第一气管，36.第二气管，37.进气气管，38.下压杆，39.支撑架，40.滑块，41.第二压力传感器安装接头，42.被测阀，43.气路底板支撑块，44.前推气缸固定板，45.第一连接块，46.第二连接块，47.第三连接块，48.风机工装，49.装夹工装，50.密封工装，51.气源工装，52.第二压力传感器，53.第一压力传感器安装接头，54.被测阀支撑板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括沿直线依次布置的风机工装48、装夹工装49、密封工装50和气源工装51，风机工装48通过出气直管13连接装夹工装49，装夹工装49上安装有被测阀42，被测阀42的右侧与密封工装50连接，密封工装50通过弧形软管25连接气源工装51。

如图2所示，风机工装48包括风机3，风机3固定在风机安装架6上，风机安装架6固定到风机支撑板7上，风机支撑板7下端是四个呈正方形四点分布的风机支撑柱8，连接风机支撑底座9。风机3的左侧设有与风机3出风口连通的方形短直的延长风管2，延长风管2上安装有风速仪1，风机3的右侧安装有圆形的入口管4，入口管4沿自身轴线方向依次连接有异径缩管5和喇叭吸风口12，异径缩管5中段部分的直径小于异径缩管5两端的直径，异径缩管5在直径最小处的下端开孔使得异径缩管5呈三通结构，异径缩管5在下端开孔处依次与出气连接管10和大转弯弧度的连接弯管11连通，连接弯管11与出气直管13连接。

如图3、图4所示，装夹工装49包括安装在装夹工装底板18上的出口工装板16、被测阀42和下压气缸19，出口工装板16通过两个直角状的支撑架39垂直固定到装夹工装底板18上，两个支撑架39呈前后排列均匀分布在出口工装板16的左侧。

出口工装板16的上端经第一压力传感器安装接头53安装有第一压力传感器14，出口工装板16沿厚度方向开有通孔作为出口通道，出口通道的左端与出气直管13相连，出口通道的右端设有环形的出口垫片15。

被测阀42安装在被测阀支撑板54上，被测阀支撑板54开有与被测阀42底部配合装配的定位槽17，如图4所示，定位槽17未贯通被测阀支撑板54，被测阀42安装到被测阀支撑板54上且沿定位槽17左右移动，被测阀42沿定位槽17向左移动使得被测阀42的左端被出口垫片15密封。

被测阀支撑板54通过四个呈正方形四点分布的支撑块30固定到装夹工装底板18上，被测阀42的正后方安装有下压气缸19，下压气缸19固定在下压支撑板20上，下压支撑板20通过两个对称布置的下压支撑脚21固定在装夹工装底板18上，下压气缸19的缸杆垂直穿过下压支撑板20朝向装夹工装底板18伸出，缸杆伸出的末端设有朝前水平布置的下压杆38，下压气缸19的缸杆不断伸出使得下压杆38压紧被测阀42。

如图5所示，下压气缸19的缸杆与下压杆38之间的夹角为直角，下压杆38通过三角支架前伸形式固定在缸杆端。

如图6所示，密封工装50包括安装在密封工装底板27上的入口工装板23和前推气缸26，密封工装底板27靠近装夹工装49的一侧设有导轨24，入口工装板23的下端通过滑块40在导轨24上滑动。

入口工装板23的一侧设有前推气缸26，前推气缸26的缸杆和入口工装板23的下部连接，前推气缸26的缸杆伸出推动入口工装板23在导轨24上向靠近被测阀42的方向滑动，前推气缸26的缸杆端设有垂直于密封工装底板27的前推气缸固定板44，前推气缸固定板44上安装前推气缸26，前推气缸26和入口工装板23底部连接。

入口工装板23的上端经第二压力传感器安装接头41垂直安装有第二压力传感器52，入口工装板23沿厚度方向开有与通孔作为入口通道，入口通道与装夹工装49的出口通道同轴线，入口通道的一端设有环形的入口垫片22，入口垫片22与装夹工装49的出口垫片15用来密封被测阀42的两端部，入口通道的另一端连接弧形软管25。

如图7所示，气源工装51包括气路底板34、一级调压阀31、流量计32和二级调压阀29，气路底板34上通过左右分布的两个气路底板支撑块43固定有气路支撑架33，气路支撑架33上沿直线依次间隔设有一级调压阀31、流量计32和二级调压阀29，二级调压阀29的一端与异径管28的小径端相连，异径管28的大径端与弧形软管25连接，二级调压阀29的另一端通过连接第二气管36连接流量计32的一端，流量计32的另一端通过第一气管35与一级调压阀31的一端连接，一级调压阀31的另一端连接到进气气管37，测试气由进气气管37进入依次通过第一气管35、第二气管36、异径管28进入弧形软管25内。

一级调压阀31通过第一连接块45固定到气路支撑架33上，流量计32通过第二连接块46固定到气路支撑架33上，二级调压阀29通过第三连接块47固定到气路支撑架33上。

本装置的具体实施工作过程如下：

1)将被测阀42安装到被测阀支撑板54上并通过定位槽17准确定位；

2)装夹工装49的下压气缸19的缸杆向下运动，带动下压杆38压紧被测阀42；

3)密封工装50的前推气缸26前推，带动入口工装板23沿导轨24向靠近被测阀42滑动，入口工装板23接触被测阀42后，带动被测阀42朝向出口工装板16移动，前推气缸26继续前推直到入口垫片22和出口垫片15分别将被测阀42的两端密封；

4)气源工装51由进气气管37通入测试气，经过一级调压阀31和二级调压阀29调压后测试气降为3kpa左右压力，此后开始实时监测流量计32、第一压力传感器14和第二压力传感器52的数值；

5)以pwm调制方式改变风机3的转速，风机3内气体经过异径缩管5后在被测阀42出口侧产生负压环境，异径缩管5的中段直径越小，被测阀42的负压值越大，通过改变风机3的转速进而调节被测阀42的负压值，被测阀42在内部压力变化后，内部阀口自动调节压力大小，从而改变流量大小，设备定时记录流量值和被测阀42前后压力值；

6)控制系统自动生成测试曲线，并自动做判断，然后关闭气源，停止下压气缸19和前推气缸26作动，测试结束。

由上述实施过程可见，本发明能完成零压阀的准确测试，操作便捷，自动化程度高，数据准确一致性好。