專利名稱：一種測定往復泵泵閥閥盤運動加速度的裝置的制作方法
技術領域：
本發明提供一套新穎、小型、實用的用于進行往復泵泵閥閥盤運動加速度測定的裝置，裝置可以測得往復泵泵閥閥盤的運動加速度，由此可以研究閥盤的實際運動規律和沖擊力情況，驗證各種泵閥無沖擊理論，研究泵閥損傷機理。裝置配有耐水壓的加速度傳感器，閥蓋上配有能讓傳感器信號線通過而保證泵不泄漏的密封裝置，并配備有自行開發的專用的泵閥運動分析系統。
背景技術：
往復泵泵閥(包括閥盤和閥座)在高壓流體中進行復雜的、具有某種規律的往復運動，泵閥受到一系列復雜力系的綜合作用。這些復雜的力系有泵閥閥盤本身的重力、彈簧的預緊力、高壓流體對泵閥的壓力及沖蝕力，閥盤與閥座之間的機械作用力、導桿與導向套之間的機械摩阻力以及流體的摩擦阻力等等。由于閥盤的運動規律直接關系到泵閥的設計 工作壽命，因此一直為人們所關注，出現了各種關于閥盤運動及受力的理論研究和模擬仿真分析，但到目前為止，尚沒有出現成功的測試往復泵泵閥閥盤實際運動加速度的裝置。為了解決閥盤運動參數的測試問題，在實驗室對往復泵在不同工況下閥盤運動的加速度進行測試，通過自主開發的閥盤運動分析系統對測得的加速度信號進行處理分析，進而研究閥盤的運動規律，其分析結果和數據可以為往復泵泵閥的設計理論及泵閥無沖擊理論的驗證提供依據和積累經驗，為研究往復泵泵閥損傷機理提供依據，這就是本發明所提供的往復泵泵閥閥盤運動加速度測試裝置的背景和意義所在。目前往復泵泵閥閥盤的運動規律及無沖擊理論等方面的研究大都基于各種假設基礎上的理論分析及軟件模擬仿真，缺乏試驗驗證，與實際狀況存有差異。通過發明的閥盤加速度測試裝置可對往復泵閥盤的實際運動加速度進行試驗測試，從而得到真實可靠的閥盤運動加速度規律，在此基礎上可完善和提出正確的泵閥設計理論和方法。
發明內容
本發明的目的是提供一套新的往復泵泵閥閥盤的加速度測試裝置，該裝置具有結構簡單、小型、應用方便的特點，既能進行泵閥閥盤的實際運動加速度的測試，又可以據此分析泵閥受力情況并對其損傷機理進行深入研究。本發明是為了在實驗室對往復泵泵閥閥盤運動規律研究而專門設計的，發明所提供的測定裝置利用抗壓防水的加速度傳感器測試泵閥閥盤開啟、關閉以及運動過程中的加速度信號變化情況，通過加速度傳感器信號線將閥盤運動信號從泵缸內傳到泵缸外，運用自主開發的泵閥閥盤運動分析系統處理分析所得信號。裝置有別于其它測定裝置的顯著特點是(I)目前關于泵閥閥盤運動參數的測試基本都采用在往復泵外安裝傳感器的方法獲得，并未直接從閥盤上獲得。本發明將傳感器直接安裝在往復泵內部的閥盤上，能夠準確地測量出泵閥閥盤的實際運動加速度；
(2)選取的加速度傳感器防水、抗高壓、質量輕，不會給閥盤添加過大的附加重量，不影響閥盤的正常運動；(3)泵缸蓋上配有能讓傳感器信號線通過且保證泵不泄漏的密封裝置，并配備有自行開發的泵閥閥盤運動分析系統對傳感器信號進行及時的分析處理；(4)軟件部分的特征在于利用NI公司提供的I/O接口設備,使用Labwindows/CVI語言自行開發的一套對泵閥閥盤加速度信號進行測試和分析的軟件系統。試驗中閥盤的運動加速度由加速度傳感器測得，并通過電荷放大器放大，再通過數據采集箱將傳感器信號輸入計算機由軟件系統處理分析診斷，得到不同工況條件下閥盤的加速度運動 律，進而據此進行閥盤受力情況分析及損傷機理的研究，
圖I本發明所提出的往復泵泵閥加速度傳感器裝置安裝簡圖；圖2本發明所提出的往復泵泵閥加速度傳感器信號線引出密封裝置剖視圖；圖3本發明所提出的往復泵泵閥加速度運動信號采集系統簡具體實施例方式下面將結合附圖進一步對這套裝置進行描述。I.測定裝置結構由圖I可見，測定裝置由閥座I、閥盤2、彈簧3、上導桿4、信號線密封裝置螺柱5、信號線密封裝置螺母6、缸蓋螺栓7、缸蓋8、泵頭9、加速度傳感器信號線10，加速度傳感器11等部件所構成，其中閥盤2的工作錐面與閥座I的相應錐面配合(當閥關閉時)，這種型式的閥結構簡單，閥座有效過流面積大，流經閥座的水力損失也比較小；傳感器信號線10經過缸蓋信號線密封裝置從泵頭9內腔引出；缸蓋8和泵頭9的通過缸蓋螺栓7聯結固定；閥盤上導桿4在彈簧3的內孔面中上下滑動；抗壓防水式的加速度傳感器11安裝在閥盤2上，閥盤在流體作用下在泵頭8內腔內做上下往復運動。2.加速度傳感器信號線引出密封裝置圖2是加速度傳感器信號線引出密封裝置的剖視圖，由圖2可見，信號線密封裝置由螺柱5，螺母6，內部熱縮型彈體(TPE) 12和0型密封圈13組成。信號線密封裝置是一種特殊的電纜密封接頭，接頭防護等級IP68。內部熱縮型彈體(TPE)是一種具有橡膠的高彈性，高強度，高回彈性，又具有可注塑加工的特征的材料。信號線10的密封主要通過密封裝置上端螺帽6與內部熱塑性彈體(TPE) 12的擰緊壓縮固定；缸蓋8和信號線密封裝置的密封主要通過螺柱5和注塑在螺柱上的0型密封圈13相結合的方式，將信號線密封裝置固定在缸蓋8上。3.數據采集系統由圖3可見，裝置的數據采集系統由加速度傳感器11，電荷放大器14，數據采集箱15，計算機及閥盤運動分析系統16等組成，圖中顯示了泵閥閥盤加速度傳感器的安裝位置，以及與電荷放大器、數據采集箱及計算機分析處理系統的聯結路徑。加速度傳感器11用于測量泵閥閥盤運動過程中的運動信號，加速度傳感器信號通過電荷放大器14放大，數據采集箱15內裝有測量加速度信號的數據采集卡，數據采集卡信號通過數據采集箱數據線傳入計算機后，計算機運用自主開發的泵閥閥盤運動分析系統16對加速度信號進行處理分析。4.工作原理將加速度傳感器以及測量儀表安裝在往復泵的指定位置后，在工作介質為水的條件下，測試往復泵在不同流量，壓力，轉速工況下泵閥閥盤加速度的變化規律。泵閥運動過程中的加速度信號通過安裝在閥盤上的加速度傳感器11測得并輸入電荷放大器14放大 后，通過數據采集箱15傳入計算機及閥盤運動測試分析系統16，運用自行開發的泵閥閥盤運動測試分析系統對信號進行分析處理，可得出真實的往復泵泵閥閥盤的加速度運動規律，進而為研究往復泵泵閥的實際受力情況和損傷機理、為取得正確的泵閥故障診斷結論以及防治對策，并為深入研究泵閥的設計理論提供依據。
權利要求
1.一種測定往復泵泵閥閥盤運動加速度的裝置由往復泵閥座I、閥盤2、彈簧3、閥盤上導桿4、缸蓋螺栓7、缸蓋8、泵頭9、加速度傳感器信號線10、防水耐壓加速度傳感器11、信號線密封裝置(含螺柱5、螺母6、內部熱縮型彈體(TPE) 12和O型密封圈13)、電荷放大器14，數據采集箱15及計算機及閥盤運動分析系統16構成。
2.根據權利I所述的測定裝置，其特征在于防水耐壓加速度傳感器11直接安裝在往復泵泵閥閥盤2上，往復泵缸蓋8上配有能讓加速度傳感器信號線10通過同時保證泵內液體不泄漏的信號線密封裝置，能在有2MPa水壓的往復泵泵頭內部實時測取閥盤運動加速度數據。
3.根據權利I或2所述的測定裝置，將加速度傳感器11測得的信號經電荷放大器14放大，送入數據采集箱15，再送入由自主開發的泵閥閥盤運動分析系統16進行處理分析，得出泵閥閥盤在實際工況下的加速度變化規律，進而為研究泵閥的受力分析和設計計算提供依據。
全文摘要
本發明主要用于往復泵泵閥運動過程中閥盤加速度的測定。本發明運用安裝在泵閥閥盤上的加速度傳感器11測取閥盤往復運功過程中的加速度信號，并將其信號線10從泵閥內部引出；往復泵缸蓋8上配有能讓加速度傳感器信號線10通過且保證泵不泄漏的信號線密封裝置(5、6)；泵閥運動過程中的加速度信號通過安裝在閥盤上的加速度傳感器11測得并通過電荷放大器14放大后，經數據采集箱15傳入計算機及閥盤運動測試分析系統16，運用自行開發的泵閥閥盤運動測試分析系統對信號進行分析處理，以得出真實的往復泵泵閥閥盤的加速度運動規律，為研究往復泵泵閥閥盤運動規律及損傷機理提供很好的實驗技術手段和數據支持。
文檔編號G01P15/00GK102707089SQ20121020589
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月21日 優先權日2012年6月21日
發明者畢昆磊, 沈科君, 裴峻峰, 賀超 申請人:常州大學