一种通过流体检测验证截止阀静压寿命的测试平台的制作方法

1.本发明涉及截止阀静压寿命测试技术领域，具体为一种通过流体检测验证截止阀静压寿命的测试平台。


背景技术：

2.阀门是工业系统中极为常用的部件，其执行动作的可靠性直接关乎工业系统是否能够有效运行。截止阀泛指具有切断流体运动的阀门，而这一种类的阀门更是在所有阀门使用数量中占比靠前。
3.在截止阀的众多参数中，静压寿命是指，在测试台条件下当阀门承受介质压力作用时，对阀门进行周期性的启闭动作，能够保持可靠密封性和操作性的动作次数，超过一定次数后，阀门的密封件性能下降，不再具备可靠性。
4.现有技术中，一般都是进行定量的一定次数启闭动作后，将阀门从测试管路上拆下进行密封测试，在密封测试不通过前，有若干次的过量的启闭动作，不能充分准确反应静压寿命，而且，阀门的泄露往往是微量的，一般的流量计或者密封测试装置难以判断微量泄漏时的情况，这导致了阀门的静压测试标准中，关于密封性的要求提不到太高，测试要求的不严格直接决定了该阀门系列不好用在高精场合，制约阀门行业提升质量。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种通过流体检测验证截止阀静压寿命的测试平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种通过流体检测验证截止阀静压寿命的测试平台，对待测阀门进行静压寿命测试，测试平台包括增压泵、水箱、流量计、水池、循环管路，循环管路依次将增压泵、水箱、流量计、待测阀门、水池串联起来，增压泵进口连接至水池内。
7.增压泵将水池中水送入水箱内，水箱可以保持一定压力以供给待测阀门，在待测阀门不断的开启与关闭中进行寿命测试，当待测阀门全关时，如果待测阀门前的流量计识别到流量，则说明待测阀门已经到达寿命极限，其密封结构不再具备完善密封作用，流量计可以在每次待测阀门关闭时进行检测，不需要将阀门单独拆下进行密封性检测。
8.进一步的，测试平台还包括水箱压力表、阀前压力表、阀后压力表、阀前调压阀、阀后调压阀、泄压阀，水箱压力表设置在水箱出口位置的循环管路上，阀前压力表、阀前调压阀设置在待测阀门进口位置处的循环管路上，阀后压力表、阀后调压阀设置在待测阀门出口位置处的循环管路上，泄压阀设置在循环管路通往水池的末端。
9.水箱压力表监测水箱出水压力是否稳定以及符合需要，阀前调压阀调整待测阀门的进口压力并被阀前压力表示出，阀后调压阀调整待测阀门出口背压，阀后压力表方便观测待测阀门出口压力情况，在待测阀门全开时与阀前压力表共同判断待测阀门的过流阻力，在待测阀门全关后，还需要使用泄压阀将出口压力卸除以符合静压寿命的测试标准。
10.作为水箱的一种进一步设置方式：水箱设置在高于待测阀门的位置上，水箱的长乘以宽除以高大于二十。
11.水箱的出水压力需要保持稳定，将水箱放高从而让其出水压力为其重力势能，而长宽高的尺寸比设置是为了水箱尽量的扁平，从而在出水过程中，液位变化不显著，水箱内的水位与其出水压力直接相关。
12.作为水箱的另一种进一步设置方式：水箱包括箱体、活塞板、定力弹簧、限位开关，箱体内滑动设置活塞板，活塞板将箱体内的空间隔开为水腔和空腔，水腔侧壁上开设进出口分别连接循环管路，空腔内设置定力弹簧，定力弹簧将活塞板朝水腔侧推挤，限位开关有两个分别设置在水腔和空腔侧壁上，限位开关与增压泵联锁。
13.定力弹簧的弹力就是水腔内的水压，也是水箱的出水压力，定力弹簧的弹力不随其压缩行程发生变化，弹力恒定，活塞板在箱体内滑动时，触碰到水腔侧限位开关则增压泵启动，将水箱内的水补充到活塞板触碰空腔侧限位开关为止。
14.进一步的，流量计包括管体、主闸板、富集电极棒、副闸板、过流管、第二半透膜、测量管，管体首尾分别衔接循环管路，管体内远离待测阀门的位置上设置主闸板，主闸板带有沿管体垂直方向的滑动结构，主闸板可遮挡与打开管体的全部过流面积，管体靠近待测阀门的位置上设置测量管，测量管沿管体长度方向延伸，测量管背离待测阀门的进口处锥形朝外设置第二半透膜，第二半透膜延伸并固定到管体内壁上，管体内的主闸板和测量管之间段落上设置副闸板和过流管，过流管的过流方向与管体一致，过流管过流面积小于管体过流面积，副闸板带有沿管体垂直方向的滑动结构，副闸板遮挡或打开过流管未占据的管体过流面积，过流管内设置第一半透膜，主闸板和过流管之间还设有富集电极棒，富集电极棒有两根并且分别连接同一直流电源的正负极，富集电极棒表面涂覆绝缘膜；测试平台所用循环水中添加强电解质，该强电解质在水中电解后，正负离子有且仅有一者符合第一半透膜和第二半透膜的通过要求，测量管测量单电荷性质的离子从测量管中的过流流量。
15.强电解质的负离子根部分例如氟氯溴碘，正离子根部分例如钠钾铷铯，组合时，应当让正负离子部分的原子序数相差较大，例如碘化钠、氟化铯，下列以碘化钠进行分析叙述，只有钠离子和水分子能够通过两个半透膜，在待测阀门全关后，打开主闸板而关闭副闸板，如果待测阀门持续进行微量泄漏，则管体内的流体也会有微量的流动，水分子能够依次穿过第一半透膜、第二半透膜而流向待测阀门，水中的钠离子和碘离子则在富集电极棒处被吸引而暂留在富集电极棒上，富集电极棒上的电位不高，只能吸引从其旁边经过的钠离子和碘离子，富集电极棒上绝缘膜则为了只让富集电极棒对离子产生吸引而不进行电子交换，同理，收集电极棒则是在微量流量从测量管向后流动时，将过流的正负离子收集防止重新往测量管段落的内外扩散，相当于，在富集环节只要有微量的水体从管体内流动，因为能流动到第二半透膜处只有水分子，则会将测量管附近的原有水体中的电解质不断稀释，设定好不同的富集、收集区域大小，可以在微量泄漏发生时，在测量管两端构建显著的离子浓度差，从而与过流管前的高浓度形成浓度差，为了防止流量计到待测阀门之间水体内电解质离子在微流动富集过程的干扰，可以在收集电极棒后方多设置一道半透膜，这道半透膜
应当能够以主副闸板的形式插入与抽出管体流道，因为需要在待测阀门开启时，放溶质粒子过去，又或者可以在管体一旁设置待测阀门开始时的旁路过流结构，副闸板的设置确保碘离子不可能通过副闸板、过流管构成的屏障，在待测阀门下一次的开启前，将主闸板关闭并撤除富集电极棒的接电，打开副闸板，主闸板和过流管之间积累的正负离子则自发向低浓度的后方运动，钠离子可以从第一半透膜或者副闸板处向后运动，之后也是从较大面积的第二半透膜上过流到后方水体中，而碘离子则只能从副闸板和测量管内向运动，正负离子向后运动的动力来自电解质的浓度梯度差，相当于，在待测阀门全关的期间内，待测阀门持续的微量泄漏流动中，正负离子被截留在主闸板和过流管之间形成显著浓度梯度差，在即将开启待测阀门下一周期的启闭动作时，将该浓度梯度差释放，释放过程中，碘离子全部从测量管内通过，在通过测量管时被测得电信号而指出待测阀门在该期间内发生了微量泄漏，待测阀门已然到达静压寿命极限，操作者将阀门标记而更换下一个需要测定的阀门，还需要注意的时，在浓度差驱动过流管前富集的碘离子从过流管通过过程中，收集电极棒是一直接电的，本流量检测的核心设计在于将持续的难以测得的微量泄漏来构造短时间释放的易被觉察的单性质电荷的流动。
16.进一步的，测量管包括约束管、电极片、磁体片，测电回路，约束管沿管体方向延伸，电极片有两片并面对面设置在约束管内壁上，磁体片也为两片并且面对面设置在约束管内壁上，磁体片的连线方向和电极片连线方向垂直并且均垂直于约束管轴线，测电回路分别连接两片电极片并测定两片电极片之间的电势差。
17.碘离子在约束管内前进，前进方向的垂直方向施加磁场，则其会受到垂直于前进方向和磁场方向的力，从而碘离子向其中一个电极片上靠近，远离另一个电极片，单位时间内从约束管内过流的碘离子越多，即碘离子在约束管内的流量越大，则两片电极片间的电势差越大，电势差越大，则表面有在待测阀门全关的时间段内发生了更多的微量泄漏，提升强电解质在循环水中的原始浓度，则测量管对于微量泄漏的灵敏度越高。
18.进一步的，测电回路连接到三极管上放大输出的电压信号。三极管放大电压信号使微量泄漏检测更灵敏，流量计的峰值约显著。
19.进一步的，测试平台还包括支管和支管阀，支管分别连接流量计两头，支管上设置支管阀。支管和支管阀并联在流量计两侧，流量计只为测定待测阀门全关过程中的微量泄漏流量，不需要测待测阀门开启时的流量，而且，为了约束泄漏流量的运动路径，管体较细，不适用在大流量的过流场合，需要支管提供水箱到待测阀门的较大过流性能，支管阀在待测阀门全关时关闭，在待测阀门打开时打开。
20.进一步的，测试平台还包括气泵和气液切换阀组，气泵出气口管路连接到增压泵和水箱之间的管路上，气泵出气口和增压泵出水口设置气液切换阀组。即两个阀门控制是气泵向水箱送气还是增压泵向水箱输水，气泵泵送气体流向待测阀门来测量气体工质的阀门运行工况。
21.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过在循环管路上直接设置流量计来检测待测阀门在全闭状态下是否发生了微量泄漏来及时获得阀门的静压寿命，在循环水中添加了只能部分通过半透膜的强电解质，在微量泄漏发生过程中的循环水流动只能让水分子向前运动而电解质离子则被截留下来形成持续提升的浓度梯度，在待测阀门
全闭阶段的末尾将约束下来的正负离子一次释放，电解质离子会顺着浓度梯度方向进行运动，并且半透膜的存在正负离子分别通过不同的路径，在其中的一条路径上被检测出电信号，从而反映在待测阀门全闭过程中，有流体向待测阀门流动，相当于是积累微量流动在瞬时释放造成易被检测的电信号，快速反应该待测阀门的静压寿命到达极限。
附图说明
22.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明的整体流程示意图；图2是本发明水箱的一种具体实施方式的结构示意图；图3是本发明流量计内前半段的结构示意图；图4是本发明流量计内后半段的结构示意图；图5是图3中的视图a-a；图6是图4中的视图b；图7是图6中的视图c-c；图中：1-增压泵、2-水箱、21-箱体、22-活塞板、23-定力弹簧、24-限位开关、3-流量计、31-管体、32-主闸板、33-富集电极棒、34-副闸板、35-过流管、351-第一半透膜、36-第二半透膜、37-测量管、371-约束管、372-电极片、373-磁体片、374-测电回路、38-收集电极棒、4-待测阀门、5-水池、6-气泵、7-循环管路、81-水箱压力表、82-阀前压力表、83-阀后压力表、91-阀前调压阀、92-支管阀、93-阀后调压阀、94-泄压阀、95-气液切换阀组。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1-图7，本发明提供技术方案：一种通过流体检测验证截止阀静压寿命的测试平台，对待测阀门4进行静压寿命测试，测试平台包括增压泵1、水箱2、流量计3、水池5、循环管路7，循环管路7依次将增压泵1、水箱2、流量计3、待测阀门4、水池5串联起来，增压泵1进口连接至水池5内。
25.如图1所示，增压泵1将水池5中水送入水箱2内，水箱2可以保持一定压力以供给待测阀门4，在待测阀门4不断的开启与关闭中进行寿命测试，当待测阀门全关时，如果待测阀门4前的流量计3识别到流量，则说明待测阀门4已经到达寿命极限，其密封结构不再具备完善密封作用，流量计3可以在每次待测阀门4关闭时进行检测，不需要将阀门单独拆下进行密封性检测。
26.测试平台还包括水箱压力表81、阀前压力表82、阀后压力表83、阀前调压阀91、阀后调压阀93、泄压阀94，水箱压力表81设置在水箱2出口位置的循环管路7上，阀前压力表82、阀前调压阀91设置在待测阀门4进口位置处的循环管路7上，阀后压力表83、阀后调压阀93设置在待测阀门4出口位置处的循环管路7上，泄压阀94设置在循环管路7通往水池5的末
端。
27.如图1所示，水箱压力表81监测水箱2出水压力是否稳定以及符合需要，阀前调压阀91调整待测阀门4的进口压力并被阀前压力表82示出，阀后调压阀93调整待测阀门4出口背压，阀后压力表83方便观测待测阀门4出口压力情况，在待测阀门4全开时与阀前压力表82共同判断待测阀门4的过流阻力，在待测阀门4全关后，还需要使用泄压阀94将出口压力卸除以符合静压寿命的测试标准。
28.水箱2设置在高于待测阀门4的位置上，水箱2的长乘以宽除以高大于二十。
29.水箱2的出水压力需要保持稳定，将水箱2放高从而让其出水压力为其重力势能，而长宽高的尺寸比设置是为了水箱2尽量的扁平，从而在出水过程中，液位变化不显著，水箱2内的水位与其出水压力直接相关。
30.或者水箱2设置成如下结构：水箱2包括箱体21、活塞板22、定力弹簧23、限位开关24，箱体21内滑动设置活塞板22，活塞板22将箱体21内的空间隔开为水腔和空腔，水腔侧壁上开设进出口分别连接循环管路7，空腔内设置定力弹簧23，定力弹簧23将活塞板22朝水腔侧推挤，限位开关24有两个分别设置在水腔和空腔侧壁上，限位开关24与增压泵1联锁。
31.定力弹簧23的弹力就是水腔内的水压，也是水箱2的出水压力，定力弹簧23的弹力不随其压缩行程发生变化，弹力恒定，活塞板22在箱体21内滑动时，触碰到水腔侧限位开关24则增压泵1启动，将水箱2内的水补充到活塞板22触碰空腔侧限位开关24为止。
32.流量计3包括管体31、主闸板32、富集电极棒33、副闸板34、过流管35、第二半透膜36、测量管37，管体31首尾分别衔接循环管路7，管体31内远离待测阀门4的位置上设置主闸板32，主闸板32带有沿管体31垂直方向的滑动结构，主闸板32可遮挡与打开管体31的全部过流面积，管体31靠近待测阀门4的位置上设置测量管37，测量管37沿管体31长度方向延伸，测量管37背离待测阀门4的进口处锥形朝外设置第二半透膜36，第二半透膜36延伸并固定到管体31内壁上，管体31内的主闸板32和测量管37之间段落上设置副闸板34和过流管35，过流管35的过流方向与管体31一致，过流管35过流面积小于管体31过流面积，副闸板34带有沿管体31垂直方向的滑动结构，副闸板34遮挡或打开过流管35未占据的管体31过流面积，过流管35内设置第一半透膜351，主闸板32和过流管35之间还设有富集电极棒33，富集电极棒33有两根并且分别连接同一直流电源的正负极，富集电极棒33表面涂覆绝缘膜；测试平台所用循环水中添加强电解质，该强电解质在水中电解后，正负离子有且仅有一者符合第一半透膜351和第二半透膜36的通过要求，测量管37测量单电荷性质的离子从测量管37中的过流流量。
33.如图3~5所示，强电解质的负离子根部分例如氟氯溴碘，正离子根部分例如钠钾铷铯，组合时，应当让正负离子部分的原子序数相差较大，例如碘化钠、氟化铯，下列以碘化钠进行分析叙述，只有钠离子和水分子能够通过两个半透膜，在待测阀门4全关后，打开主闸板32而关闭副闸板34，如果待测阀门4持续进行微量泄漏，则管体31内的流体也会有微量的流动，水分子能够依次穿过第一半透膜351、第二半透膜36而流向待测阀门4，水中的钠离子
和碘离子则在富集电极棒33处被吸引而暂留在富集电极棒33上，富集电极棒33上的电位不高，只能吸引从其旁边经过的钠离子和碘离子，富集电极棒33上绝缘膜则为了只让富集电极棒33对离子产生吸引而不进行电子交换，同理，收集电极棒38则是在微量流量从测量管37向后流动时，将过流的正负离子收集防止重新往测量管37段落的内外扩散，相当于，在富集环节只要有微量的水体从管体31内流动，因为能流动到第二半透膜36处只有水分子，则会将测量管37附近的原有水体中的电解质不断稀释，设定好不同的富集、收集区域大小，可以在微量泄漏发生时，在测量管37两端构建显著的离子浓度差，从而与过流管35前的高浓度形成浓度差，为了防止流量计3到待测阀门4之间水体内电解质离子在微流动富集过程的干扰，可以在收集电极棒38后方多设置一道半透膜，这道半透膜应当能够以主副闸板的形式插入与抽出管体31流道，因为需要在待测阀门4开启时，放溶质粒子过去，又或者可以在管体31一旁设置待测阀门4开始时的旁路过流结构，副闸板34的设置确保碘离子不可能通过副闸板34、过流管35构成的屏障，在待测阀门4下一次的开启前，将主闸板32关闭并撤除富集电极棒33的接电，打开副闸板34，主闸板32和过流管35之间积累的正负离子则自发向低浓度的后方运动，钠离子可以从第一半透膜351或者副闸板34处向后运动，之后也是从较大面积的第二半透膜36上过流到后方水体中，而碘离子则只能从副闸板34和测量管37内向运动，正负离子向后运动的动力来自电解质的浓度梯度差，相当于，在待测阀门4全关的期间内，待测阀门4持续的微量泄漏流动中，正负离子被截留在主闸板32和过流管35之间形成显著浓度梯度差，在即将开启待测阀门4下一周期的启闭动作时，将该浓度梯度差释放，释放过程中，碘离子全部从测量管37内通过，在通过测量管37时被测得电信号而指出待测阀门4在该期间内发生了微量泄漏，待测阀门4已然到达静压寿命极限，操作者将阀门标记而更换下一个需要测定的阀门，还需要注意的时，在浓度差驱动过流管35前富集的碘离子从过流管35通过过程中，收集电极棒38是一直接电的，本流量检测的核心设计在于将持续的难以测得的微量泄漏来构造短时间释放的易被觉察的单性质电荷的流动。
34.测量管37包括约束管371、电极片372、磁体片373，测电回路374，约束管371沿管体31方向延伸，电极片372有两片并面对面设置在约束管371内壁上，磁体片373也为两片并且面对面设置在约束管371内壁上，磁体片373的连线方向和电极片372连线方向垂直并且均垂直于约束管371轴线，测电回路374分别连接两片电极片372并测定两片电极片372之间的电势差。
35.如图6、7所示，碘离子在约束管371内前进，前进方向的垂直方向施加磁场，则其会受到垂直于前进方向和磁场方向的力，从而碘离子向其中一个电极片372上靠近，远离另一个电极片372，单位时间内从约束管371内过流的碘离子越多，即碘离子在约束管371内的流量越大，则两片电极片372间的电势差越大，电势差越大，则表面有在待测阀门4全关的时间段内发生了更多的微量泄漏，提升强电解质在循环水中的原始浓度，则测量管37对于微量泄漏的灵敏度越高。
36.测电回路374连接到三极管上放大输出的电压信号。三极管放大电压信号使微量泄漏检测更灵敏，流量计3的峰值约显著。
37.测试平台还包括支管和支管阀92，支管分别连接流量计3两头，支管上设置支管阀92。如图1所示，支管和支管阀92并联在流量计3两侧，流量计3只为测定待测阀门4全关过程
中的微量泄漏流量，不需要测待测阀门4开启时的流量，而且，为了约束泄漏流量的运动路径，管体31较细，不适用在大流量的过流场合，需要支管提供水箱2到待测阀门4的较大过流性能，支管阀92在待测阀门4全关时关闭，在待测阀门4打开时打开。
38.测试平台还包括气泵6和气液切换阀组95，气泵6出气口管路连接到增压泵1和水箱2之间的管路上，气泵6出气口和增压泵1出水口设置气液切换阀组95。即两个阀门控制是气泵6向水箱2送气还是增压泵1向水箱2输水，气泵6泵送气体流向待测阀门4来测量气体工质的阀门运行工况。
39.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
40.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。