专利名称：一种测定往复泵泵阀阀盘运动加速度的装置的制作方法
技术领域：
本发明提供一套新颖、小型、实用的用于进行往复泵泵阀阀盘运动加速度测定的装置，装置可以测得往复泵泵阀阀盘的运动加速度，由此可以研究阀盘的实际运动规律和冲击力情况，验证各种泵阀无冲击理论，研究泵阀损伤机理。装置配有耐水压的加速度传感器，阀盖上配有能让传感器信号线通过而保证泵不泄漏的密封装置，并配备有自行开发的专用的泵阀运动分析系统。
背景技术：
往复泵泵阀(包括阀盘和阀座)在高压流体中进行复杂的、具有某种规律的往复运动，泵阀受到一系列复杂力系的综合作用。这些复杂的力系有泵阀阀盘本身的重力、弹簧的预紧力、高压流体对泵阀的压力及冲蚀力，阀盘与阀座之间的机械作用力、导杆与导向套之间的机械摩阻力以及流体的摩擦阻力等等。由于阀盘的运动规律直接关系到泵阀的设计 工作寿命，因此一直为人们所关注，出现了各种关于阀盘运动及受力的理论研究和模拟仿真分析，但到目前为止，尚没有出现成功的测试往复泵泵阀阀盘实际运动加速度的装置。为了解决阀盘运动参数的测试问题，在实验室对往复泵在不同工况下阀盘运动的加速度进行测试，通过自主开发的阀盘运动分析系统对测得的加速度信号进行处理分析，进而研究阀盘的运动规律，其分析结果和数据可以为往复泵泵阀的设计理论及泵阀无冲击理论的验证提供依据和积累经验，为研究往复泵泵阀损伤机理提供依据，这就是本发明所提供的往复泵泵阀阀盘运动加速度测试装置的背景和意义所在。目前往复泵泵阀阀盘的运动规律及无冲击理论等方面的研究大都基于各种假设基础上的理论分析及软件模拟仿真，缺乏试验验证，与实际状况存有差异。通过发明的阀盘加速度测试装置可对往复泵阀盘的实际运动加速度进行试验测试，从而得到真实可靠的阀盘运动加速度规律，在此基础上可完善和提出正确的泵阀设计理论和方法。
发明内容
本发明的目的是提供一套新的往复泵泵阀阀盘的加速度测试装置，该装置具有结构简单、小型、应用方便的特点，既能进行泵阀阀盘的实际运动加速度的测试，又可以据此分析泵阀受力情况并对其损伤机理进行深入研究。本发明是为了在实验室对往复泵泵阀阀盘运动规律研究而专门设计的，发明所提供的测定装置利用抗压防水的加速度传感器测试泵阀阀盘开启、关闭以及运动过程中的加速度信号变化情况，通过加速度传感器信号线将阀盘运动信号从泵缸内传到泵缸外，运用自主开发的泵阀阀盘运动分析系统处理分析所得信号。装置有别于其它测定装置的显著特点是(I)目前关于泵阀阀盘运动参数的测试基本都采用在往复泵外安装传感器的方法获得，并未直接从阀盘上获得。本发明将传感器直接安装在往复泵内部的阀盘上，能够准确地测量出泵阀阀盘的实际运动加速度；
(2)选取的加速度传感器防水、抗高压、质量轻，不会给阀盘添加过大的附加重量，不影响阀盘的正常运动；(3)泵缸盖上配有能让传感器信号线通过且保证泵不泄漏的密封装置，并配备有自行开发的泵阀阀盘运动分析系统对传感器信号进行及时的分析处理；(4)软件部分的特征在于利用NI公司提供的I/O接口设备,使用Labwindows/CVI语言自行开发的一套对泵阀阀盘加速度信号进行测试和分析的软件系统。试验中阀盘的运动加速度由加速度传感器测得，并通过电荷放大器放大，再通过数据采集箱将传感器信号输入计算机由软件系统处理分析诊断，得到不同工况条件下阀盘的加速度运动 律，进而据此进行阀盘受力情况分析及损伤机理的研究，
图I本发明所提出的往复泵泵阀加速度传感器装置安装简图；图2本发明所提出的往复泵泵阀加速度传感器信号线引出密封装置剖视图；图3本发明所提出的往复泵泵阀加速度运动信号采集系统简具体实施例方式下面将结合附图进一步对这套装置进行描述。I.测定装置结构由图I可见，测定装置由阀座I、阀盘2、弹簧3、上导杆4、信号线密封装置螺柱5、信号线密封装置螺母6、缸盖螺栓7、缸盖8、泵头9、加速度传感器信号线10，加速度传感器11等部件所构成，其中阀盘2的工作锥面与阀座I的相应锥面配合(当阀关闭时)，这种型式的阀结构简单，阀座有效过流面积大，流经阀座的水力损失也比较小；传感器信号线10经过缸盖信号线密封装置从泵头9内腔引出；缸盖8和泵头9的通过缸盖螺栓7联结固定；阀盘上导杆4在弹簧3的内孔面中上下滑动；抗压防水式的加速度传感器11安装在阀盘2上，阀盘在流体作用下在泵头8内腔内做上下往复运动。2.加速度传感器信号线引出密封装置图2是加速度传感器信号线引出密封装置的剖视图，由图2可见，信号线密封装置由螺柱5，螺母6，内部热缩型弹体(TPE) 12和0型密封圈13组成。信号线密封装置是一种特殊的电缆密封接头，接头防护等级IP68。内部热缩型弹体(TPE)是一种具有橡胶的高弹性，高强度，高回弹性，又具有可注塑加工的特征的材料。信号线10的密封主要通过密封装置上端螺帽6与内部热塑性弹体(TPE) 12的拧紧压缩固定；缸盖8和信号线密封装置的密封主要通过螺柱5和注塑在螺柱上的0型密封圈13相结合的方式，将信号线密封装置固定在缸盖8上。3.数据采集系统由图3可见，装置的数据采集系统由加速度传感器11，电荷放大器14，数据采集箱15，计算机及阀盘运动分析系统16等组成，图中显示了泵阀阀盘加速度传感器的安装位置，以及与电荷放大器、数据采集箱及计算机分析处理系统的联结路径。加速度传感器11用于测量泵阀阀盘运动过程中的运动信号，加速度传感器信号通过电荷放大器14放大，数据采集箱15内装有测量加速度信号的数据采集卡，数据采集卡信号通过数据采集箱数据线传入计算机后，计算机运用自主开发的泵阀阀盘运动分析系统16对加速度信号进行处理分析。4.工作原理将加速度传感器以及测量仪表安装在往复泵的指定位置后，在工作介质为水的条件下，测试往复泵在不同流量，压力，转速工况下泵阀阀盘加速度的变化规律。泵阀运动过程中的加速度信号通过安装在阀盘上的加速度传感器11测得并输入电荷放大器14放大 后，通过数据采集箱15传入计算机及阀盘运动测试分析系统16，运用自行开发的泵阀阀盘运动测试分析系统对信号进行分析处理，可得出真实的往复泵泵阀阀盘的加速度运动规律，进而为研究往复泵泵阀的实际受力情况和损伤机理、为取得正确的泵阀故障诊断结论以及防治对策，并为深入研究泵阀的设计理论提供依据。
权利要求
1.一种测定往复泵泵阀阀盘运动加速度的装置由往复泵阀座I、阀盘2、弹簧3、阀盘上导杆4、缸盖螺栓7、缸盖8、泵头9、加速度传感器信号线10、防水耐压加速度传感器11、信号线密封装置(含螺柱5、螺母6、内部热缩型弹体(TPE) 12和O型密封圈13)、电荷放大器14，数据采集箱15及计算机及阀盘运动分析系统16构成。
2.根据权利I所述的测定装置，其特征在于防水耐压加速度传感器11直接安装在往复泵泵阀阀盘2上，往复泵缸盖8上配有能让加速度传感器信号线10通过同时保证泵内液体不泄漏的信号线密封装置，能在有2MPa水压的往复泵泵头内部实时测取阀盘运动加速度数据。
3.根据权利I或2所述的测定装置，将加速度传感器11测得的信号经电荷放大器14放大，送入数据采集箱15，再送入由自主开发的泵阀阀盘运动分析系统16进行处理分析，得出泵阀阀盘在实际工况下的加速度变化规律，进而为研究泵阀的受力分析和设计计算提供依据。
全文摘要
本发明主要用于往复泵泵阀运动过程中阀盘加速度的测定。本发明运用安装在泵阀阀盘上的加速度传感器11测取阀盘往复运功过程中的加速度信号，并将其信号线10从泵阀内部引出；往复泵缸盖8上配有能让加速度传感器信号线10通过且保证泵不泄漏的信号线密封装置(5、6)；泵阀运动过程中的加速度信号通过安装在阀盘上的加速度传感器11测得并通过电荷放大器14放大后，经数据采集箱15传入计算机及阀盘运动测试分析系统16，运用自行开发的泵阀阀盘运动测试分析系统对信号进行分析处理，以得出真实的往复泵泵阀阀盘的加速度运动规律，为研究往复泵泵阀阀盘运动规律及损伤机理提供很好的实验技术手段和数据支持。
文档编号G01P15/00GK102707089SQ20121020589
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者毕昆磊, 沈科君, 裴峻峰, 贺超 申请人:常州大学