專利名稱：一種測(cè)定往復(fù)泵泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)加速度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一套新穎、小型、實(shí)用的用于進(jìn)行往復(fù)泵泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)加速度測(cè)定的裝置，裝置可以測(cè)得往復(fù)泵泵閥閥盤的運(yùn)動(dòng)加速度，由此可以研究閥盤的實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律和沖擊力情況，驗(yàn)證各種泵閥無(wú)沖擊理論，研究泵閥損傷機(jī)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(hào)線通過(guò)而保證泵不泄漏的密封裝置，并配備有自行開(kāi)發(fā)的專用的泵閥運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
往復(fù)泵泵閥(包括閥盤和閥座)在高壓流體中進(jìn)行復(fù)雜的、具有某種規(guī)律的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，泵閥受到一系列復(fù)雜力系的綜合作用。這些復(fù)雜的力系有泵閥閥盤本身的重力、彈簧的預(yù)緊力、高壓流體對(duì)泵閥的壓力及沖蝕力，閥盤與閥座之間的機(jī)械作用力、導(dǎo)桿與導(dǎo)向套之間的機(jī)械摩阻力以及流體的摩擦阻力等等。由于閥盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律直接關(guān)系到泵閥的設(shè)計(jì) 工作壽命，因此一直為人們所關(guān)注，出現(xiàn)了各種關(guān)于閥盤運(yùn)動(dòng)及受力的理論研究和模擬仿真分析，但到目前為止，尚沒(méi)有出現(xiàn)成功的測(cè)試往復(fù)泵泵閥閥盤實(shí)際運(yùn)動(dòng)加速度的裝置。為了解決閥盤運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)試問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)往復(fù)泵在不同工況下閥盤運(yùn)動(dòng)的加速度進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)自主開(kāi)發(fā)的閥盤運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)對(duì)測(cè)得的加速度信號(hào)進(jìn)行處理分析，進(jìn)而研究閥盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其分析結(jié)果和數(shù)據(jù)可以為往復(fù)泵泵閥的設(shè)計(jì)理論及泵閥無(wú)沖擊理論的驗(yàn)證提供依據(jù)和積累經(jīng)驗(yàn)，為研究往復(fù)泵泵閥損傷機(jī)理提供依據(jù)，這就是本發(fā)明所提供的往復(fù)泵泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)加速度測(cè)試裝置的背景和意義所在。目前往復(fù)泵泵閥閥盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及無(wú)沖擊理論等方面的研究大都基于各種假設(shè)基礎(chǔ)上的理論分析及軟件模擬仿真，缺乏試驗(yàn)驗(yàn)證，與實(shí)際狀況存有差異。通過(guò)發(fā)明的閥盤加速度測(cè)試裝置可對(duì)往復(fù)泵閥盤的實(shí)際運(yùn)動(dòng)加速度進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，從而得到真實(shí)可靠的閥盤運(yùn)動(dòng)加速度規(guī)律，在此基礎(chǔ)上可完善和提出正確的泵閥設(shè)計(jì)理論和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一套新的往復(fù)泵泵閥閥盤的加速度測(cè)試裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、小型、應(yīng)用方便的特點(diǎn)，既能進(jìn)行泵閥閥盤的實(shí)際運(yùn)動(dòng)加速度的測(cè)試，又可以據(jù)此分析泵閥受力情況并對(duì)其損傷機(jī)理進(jìn)行深入研究。本發(fā)明是為了在實(shí)驗(yàn)室對(duì)往復(fù)泵泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究而專門設(shè)計(jì)的，發(fā)明所提供的測(cè)定裝置利用抗壓防水的加速度傳感器測(cè)試泵閥閥盤開(kāi)啟、關(guān)閉以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度信號(hào)變化情況，通過(guò)加速度傳感器信號(hào)線將閥盤運(yùn)動(dòng)信號(hào)從泵缸內(nèi)傳到泵缸外，運(yùn)用自主開(kāi)發(fā)的泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)處理分析所得信號(hào)。裝置有別于其它測(cè)定裝置的顯著特點(diǎn)是(I)目前關(guān)于泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)試基本都采用在往復(fù)泵外安裝傳感器的方法獲得，并未直接從閥盤上獲得。本發(fā)明將傳感器直接安裝在往復(fù)泵內(nèi)部的閥盤上，能夠準(zhǔn)確地測(cè)量出泵閥閥盤的實(shí)際運(yùn)動(dòng)加速度；
(2)選取的加速度傳感器防水、抗高壓、質(zhì)量輕，不會(huì)給閥盤添加過(guò)大的附加重量，不影響閥盤的正常運(yùn)動(dòng)；(3)泵缸蓋上配有能讓傳感器信號(hào)線通過(guò)且保證泵不泄漏的密封裝置，并配備有自行開(kāi)發(fā)的泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行及時(shí)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(shè)備,使用Labwindows/CVI語(yǔ)言自行開(kāi)發(fā)的一套對(duì)泵閥閥盤加速度信號(hào)進(jìn)行測(cè)試和分析的軟件系統(tǒng)。試驗(yàn)中閥盤的運(yùn)動(dòng)加速度由加速度傳感器測(cè)得，并通過(guò)電荷放大器放大，再通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱將傳感器信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)由軟件系統(tǒng)處理分析診斷，得到不同工況條件下閥盤的加速度運(yùn)動(dòng) 律，進(jìn)而據(jù)此進(jìn)行閥盤受力情況分析及損傷機(jī)理的研究，


圖I本發(fā)明所提出的往復(fù)泵泵閥加速度傳感器裝置安裝簡(jiǎn)圖；圖2本發(fā)明所提出的往復(fù)泵泵閥加速度傳感器信號(hào)線引出密封裝置剖視圖；圖3本發(fā)明所提出的往復(fù)泵泵閥加速度運(yùn)動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步對(duì)這套裝置進(jìn)行描述。I.測(cè)定裝置結(jié)構(gòu)由圖I可見(jiàn)，測(cè)定裝置由閥座I、閥盤2、彈簧3、上導(dǎo)桿4、信號(hào)線密封裝置螺柱5、信號(hào)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(hào)線10，加速度傳感器11等部件所構(gòu)成，其中閥盤2的工作錐面與閥座I的相應(yīng)錐面配合(當(dāng)閥關(guān)閉時(shí))，這種型式的閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，閥座有效過(guò)流面積大，流經(jīng)閥座的水力損失也比較?。粋鞲衅餍盘?hào)線10經(jīng)過(guò)缸蓋信號(hào)線密封裝置從泵頭9內(nèi)腔引出；缸蓋8和泵頭9的通過(guò)缸蓋螺栓7聯(lián)結(jié)固定；閥盤上導(dǎo)桿4在彈簧3的內(nèi)孔面中上下滑動(dòng)；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(nèi)腔內(nèi)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2.加速度傳感器信號(hào)線引出密封裝置圖2是加速度傳感器信號(hào)線引出密封裝置的剖視圖，由圖2可見(jiàn)，信號(hào)線密封裝置由螺柱5，螺母6，內(nèi)部熱縮型彈體(TPE) 12和0型密封圈13組成。信號(hào)線密封裝置是一種特殊的電纜密封接頭，接頭防護(hù)等級(jí)IP68。內(nèi)部熱縮型彈體(TPE)是一種具有橡膠的高彈性，高強(qiáng)度，高回彈性，又具有可注塑加工的特征的材料。信號(hào)線10的密封主要通過(guò)密封裝置上端螺帽6與內(nèi)部熱塑性彈體(TPE) 12的擰緊壓縮固定；缸蓋8和信號(hào)線密封裝置的密封主要通過(guò)螺柱5和注塑在螺柱上的0型密封圈13相結(jié)合的方式，將信號(hào)線密封裝置固定在缸蓋8上。3.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由圖3可見(jiàn)，裝置的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由加速度傳感器11，電荷放大器14，數(shù)據(jù)采集箱15，計(jì)算機(jī)及閥盤運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集箱及計(jì)算機(jī)分析處理系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)路徑。加速度傳感器11用于測(cè)量泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，加速度傳感器信號(hào)通過(guò)電荷放大器14放大，數(shù)據(jù)采集箱15內(nèi)裝有測(cè)量加速度信號(hào)的數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱數(shù)據(jù)線傳入計(jì)算機(jī)后，計(jì)算機(jī)運(yùn)用自主開(kāi)發(fā)的泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)16對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行處理分析。4.工作原理將加速度傳感器以及測(cè)量?jī)x表安裝在往復(fù)泵的指定位置后，在工作介質(zhì)為水的條件下，測(cè)試往復(fù)泵在不同流量，壓力，轉(zhuǎn)速工況下泵閥閥盤加速度的變化規(guī)律。泵閥運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度信號(hào)通過(guò)安裝在閥盤上的加速度傳感器11測(cè)得并輸入電荷放大器14放大 后，通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱15傳入計(jì)算機(jī)及閥盤運(yùn)動(dòng)測(cè)試分析系統(tǒng)16，運(yùn)用自行開(kāi)發(fā)的泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)測(cè)試分析系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，可得出真實(shí)的往復(fù)泵泵閥閥盤的加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而為研究往復(fù)泵泵閥的實(shí)際受力情況和損傷機(jī)理、為取得正確的泵閥故障診斷結(jié)論以及防治對(duì)策，并為深入研究泵閥的設(shè)計(jì)理論提供依據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)定往復(fù)泵泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)加速度的裝置由往復(fù)泵閥座I、閥盤2、彈簧3、閥盤上導(dǎo)桿4、缸蓋螺栓7、缸蓋8、泵頭9、加速度傳感器信號(hào)線10、防水耐壓加速度傳感器11、信號(hào)線密封裝置(含螺柱5、螺母6、內(nèi)部熱縮型彈體(TPE) 12和O型密封圈13)、電荷放大器14，數(shù)據(jù)采集箱15及計(jì)算機(jī)及閥盤運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)16構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的測(cè)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(fù)泵泵閥閥盤2上，往復(fù)泵缸蓋8上配有能讓加速度傳感器信號(hào)線10通過(guò)同時(shí)保證泵內(nèi)液體不泄漏的信號(hào)線密封裝置，能在有2MPa水壓的往復(fù)泵泵頭內(nèi)部實(shí)時(shí)測(cè)取閥盤運(yùn)動(dòng)加速度數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利I或2所述的測(cè)定裝置，將加速度傳感器11測(cè)得的信號(hào)經(jīng)電荷放大器14放大，送入數(shù)據(jù)采集箱15，再送入由自主開(kāi)發(fā)的泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)16進(jìn)行處理分析，得出泵閥閥盤在實(shí)際工況下的加速度變化規(guī)律，進(jìn)而為研究泵閥的受力分析和設(shè)計(jì)計(jì)算提供依據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明主要用于往復(fù)泵泵閥運(yùn)動(dòng)過(guò)程中閥盤加速度的測(cè)定。本發(fā)明運(yùn)用安裝在泵閥閥盤上的加速度傳感器11測(cè)取閥盤往復(fù)運(yùn)功過(guò)程中的加速度信號(hào)，并將其信號(hào)線10從泵閥內(nèi)部引出；往復(fù)泵缸蓋8上配有能讓加速度傳感器信號(hào)線10通過(guò)且保證泵不泄漏的信號(hào)線密封裝置(5、6)；泵閥運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度信號(hào)通過(guò)安裝在閥盤上的加速度傳感器11測(cè)得并通過(guò)電荷放大器14放大后，經(jīng)數(shù)據(jù)采集箱15傳入計(jì)算機(jī)及閥盤運(yùn)動(dòng)測(cè)試分析系統(tǒng)16，運(yùn)用自行開(kāi)發(fā)的泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)測(cè)試分析系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，以得出真實(shí)的往復(fù)泵泵閥閥盤的加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為研究往復(fù)泵泵閥閥盤運(yùn)動(dòng)規(guī)律及損傷機(jī)理提供很好的實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段和數(shù)據(jù)支持。
文檔編號(hào)G01P15/00GK102707089SQ20121020589
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者畢昆磊, 沈科君, 裴峻峰, 賀超 申請(qǐng)人:常州大學(xué)