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公共汽车低温液化 天然气安全 阀在线校验施力装置

阅读：1019发布：2020-05-20

专利汇可以提供公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置，包括施力机构、施力托架、力传感器、自适应阀瓣提升夹具、肩背式高压气瓶、数据采集器、以及手持式数据处理电脑；所述施力机构通过施力托架与安全阀连接，在施力托架内装配力传感器，力传感器下端与自适应阀瓣提升夹具连接，力传感器上端与施力机构连接，自适应阀瓣提升夹具与安全阀的阀瓣连接，力传感器的信号输出端通过数据采集器与手持式处理电脑连接；所述自适应阀瓣提升夹具外形呈圆规状，包括夹头和设置在夹头下的呈自然外张的两个弹性夹腿，每个夹腿端部设为翘起的夹脚；所述施力托架是连接安全阀与施力机构的支撑结构件，它包括上、下支座和左、右支柱。本发明设计思路不同于常规在线校验，尺寸小，重量清，结构新颖，操作方便，成功完美地实现了对低温无阀杆安全阀的在线校验。，下面是公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置，其特征在于：该装置包括施力机构、施力托架、力传感器、自适应阀瓣提升夹具、肩背式高压气瓶、数据采集器、以及手持式数据处理电脑；所述施力机构通过施力托架与安全阀连接，在施力托架内装配力传感器，力传感器下端与自适应阀瓣提升夹具连接，力传感器上端与施力机构连接，自适应阀瓣提升夹具与安全阀的阀瓣连接，力传感器的信号输出端通过数据采集器与手持式处理电脑连接；
所述自适应阀瓣提升夹具外形呈圆规状，包括夹头和设置在夹头下的呈自然外张的两个弹性夹腿；在夹头上设有连接孔，每个夹腿端部设为翘起的夹脚，在夹脚上设有摩擦花纹，夹脚能卡住无阀杆安全阀其阀瓣的排放孔，从而使阀瓣与安全阀校验施力装置建立了载荷传递关系；
所述施力托架是连接安全阀与施力机构的支撑结构件，它包括上、下支座和左、右支柱，左、右支柱左右对称分列，其上、下两端分别和上、下支座固定连接或一体成型，其中上支座与施力机构装配，下支座和安全阀装配。
2.根据权利要求1所述的公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置，其特征在于：所述数据采集器可以与手持式数据处理电脑集成，共用电脑电源，构成轻便小巧的手持式数据采集处理电脑系统。
3.根据权利要求1所述的公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置，其特征在于：所述施力机构包括中空式施力气缸和与施力气缸连接的肩背式高压气瓶以及供气阀、排放阀和管路，所述中空式施力气缸安装在施力托架上部，并与力传感器上端连接。
4.根据权利要求1所述的公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置，其特征在于：所述施力气缸采用微型气缸，气缸活塞与活塞杆为一体，活塞杆设为空心结构，上下贯通，设置有一上加力杆穿过活塞中间，其上端安装有调整螺母，其下端和力传感器连接。

说明书全文

公共汽车低温液化 天然气安全 阀在线校验施力装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置。

背景技术

[0002] 随着清洁燃料的推广使用，公共交通和物流行业汽车采用低温液化天然气赿来赿普遍。做为液化天然气承载容器的低温气瓶数量相应的显著增长。由于低温液化天然气自然吸热气化，膨胀升压的物理性质，低温天然气的气瓶上安装的低温安全阀做为压力释放装置的安全作用十分突出，对确何低温气瓶的安全具有无可替代的作用。每年进行至少一次定期校验是检验低温安全阀是否准确可靠的重要措施，这在《安全阀安全技术监察规程》等法规法规中有明文规定。安全阀定期校验分为离线校验和在线校验。安全阀离线校验是将设备和管道停车，放空、置换合格后，将安全阀拆解下来在试验台上进行校验。而在线校验是安全阀在设备和管道运行状态下的校验，无需拆解，不影响设备的正常运行。相比之下，安全阀在线校验有着离线校验无可比拟的独特优势，工程应用越来越广。

[0003] 安全阀在线校验的一般做法是：首先测量安全阀阀座阀瓣的密封带几何尺寸计算密封面积S，安全阀工作压力P0。在安全阀阀杆上施加一附加拉力直至安全阀开启F，此时即可确定安全阀的整定压力Ps。上述参数之间存在着如下关系：PS=P0+F/S。其中准确的施加外力F并准确的测量是安全阀在线校验的关键环节。

[0004] 车用液化天然气低温安全阀工作介质为低温深冷环境(-161.5℃,0.1MPa)，和通常的常温、高温安全阀存在着显著区别，即外形尺寸较小，没有阀杆，材质以抗低温脆性的铜合金居多，排放方向平行于阀体轴线而不是垂直于阀体轴线。以美国REGO低温安全阀为例，其通径以1/4"居多，其阀瓣直接承受弹簧压载，而不像常规安全阀通过阀杆承载弹簧压负荷，进而将负荷传递给阀瓣。

[0005] 常规安全阀的在线校验装置一般包括施力装置、手动或电动油泵、数据采集处理电脑以及管路构成。由油缸底座、施力油缸、阀杆接头、接力螺杆、力传感器、锁紧母构成。如附图2所示其中油缸的顶升力通过锁紧螺母、接力螺杆、阀杆接头传递给阀杆，形成向上的提升力。由于安全阀弹簧的压紧力是通过阀杆向下传递给阀瓣阀座。在正常的校验操作中，在系统压力保持不变时，压紧力和提升力的差值是由大到小的变化过程。理论上讲，当差值为零时，安全阀开启。此时就可根据PS=P0+F/S公式计算安全阀的开启压力。从上述分析看，阀杆在提升力的传递过程中的重要作用。

[0006] 公交和物流行业低温液化天然气瓶上的安全阀，以市场占有率最大的美国REGO低温安全阀为例，由于结构上没有阀杆，加之阀体细小，无法快速、安全、准确的确定施力点，安全可靠的对阀瓣施加附加拉力，因此其在线校验一直无法推行。

发明内容

[0007] 本发明的发明目的就在于提供一种公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置，其全新设计了适用于低温无阀杆安全阀的连接机构、动力源以及施力装置；设计思路不同于常规在线校验，尺寸小，重量清，结构新颖，操作方便，成功完美地实现了对低温无阀杆安全阀的在线校验。

[0008] 本发明的技术方案为：本发明一种公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置包括施力机构、施力托架、力传感器、自适应阀瓣提升夹具、肩背式高压气瓶、数据采集器、以及手持式数据处理电脑；所述施力机构通过施力托架与安全阀连接，在施力托架内装配力传感器，力传感器下端通过下加力杆与自适应阀瓣提升夹具连接，力传感器上端通过上加力杆与施力机构连接，自适应阀瓣提升夹具与安全阀的阀瓣连接，力传感器的信号输出端通过数据采集器与手持式处理电脑连接；
所述自适应阀瓣提升夹具外形呈圆规状，包括夹头和设置在夹头下的呈自然外张的两个弹性夹腿；在夹头上设有连接孔，每个夹腿端部设为翘起的夹脚，在夹脚上设有摩擦花纹，夹脚能卡住无阀杆安全阀其阀瓣的排放孔，从而使阀瓣与安全阀校验施力装置建立了载荷传递关系；
所述施力托架是连接安全阀与施力机构的支撑结构件，它包括上、下支座和左、右支柱，左、右支柱左右对称分列，其上、下两端分别和上、下支座固定连接或一体成型，其中上支座与施力机构装配，下支座和安全阀装配。

[0009] 进一步，所述数据采集器可以与手持式数据处理电脑集成，共用电脑电源，构成轻便小巧的手持式数据采集处理电脑系统。

[0010] 进一步，本发明所述施力机构包括中空式施力气缸和与施力气缸连接的肩背式高压气瓶以及供气阀、排放阀和管路，所述中空式施力气缸安装在施力托架上部，并与力传感器上端通过上加力杆连接。

[0011] 由于低温无阀杆安全阀在线校验所需拉力远远低于常规在线校验，为控制最大加载力了，精确控制加载幅度，本发明所述施力气缸采用微型气缸，气缸活塞与活塞杆为一体，活塞杆设为空心结构，上下贯通，加力杆穿过活塞中间其上端安装有调整螺母，其下端和力传感器连接。

[0012] 本发明所示低温液化天然气安全阀在线校验装置利用了低温液化天然气安全阀出口螺纹进行紧固，既适用于垂直，亦可倒置使用，或其它任意方位和角度。如果安全阀出口螺纹不方便紧固，也可利用安全阀出口外缘进行定位固定。

[0013] 本发明的有益效果为：本发明所涉低温液化天然气安全阀在线校验仪所发明的自适应阀瓣提升夹具,利用低温安全阀的结构特点，即排放孔对称分布。采用圆规状弹性夹具，可根据安全阀阀瓣几何形状，自动寻找排放孔并就位。其操作过程简单，一次成功率高，经过简单训练，整个配合过程仅需2-5秒。提升夹具由金属材质制成，为防火花防爆考虑优先选择铜、铝合金。提升夹具夹腿两侧劈叉稳定，向内挤压回弹有力，夹脚上有摩擦花纹，这些保证了夹脚与阀瓣排放孔嵌合牢固且有一定旋转调整的裕量，有利于提升夹具与安全阀的同轴度。提升夹具可根据无阀杆安全阀的内腔空间以及阀瓣排放空的尺寸和方向调整其形状和结构。

[0014] 本发明施力装置结构简单，轻便小巧，装配快捷，连接可靠，加力平缓，部件少，重量轻，操控性能好，适用于狭小空间和各种方位。该装置的应用，刷新了安全阀在线校验的观念，解决了无阀杆安全阀在线校验的难题，填补了行业空白，为常规安全阀在线校验指明了改进提高的方向。

[0015] 本发明所涉气动手控施力系统,采用中空气缸作为执行元件,而不是惯常使用的油缸,而且气缸的气源采用肩背式小型呼吸气瓶，供气均匀连续，气缸加力平缓，无停歇脉动，通过减压阀，加压阀和排放阀组成一个操控灵活，无级调压，均匀连续的施力系统。

附图说明

[0016] 图1为本发明一种公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置实施例的结构示意图。

[0017] 图2为常规安全阀的在线校验装置的结构示意图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图对本发明进行进一步详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发发明一部分实施例，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作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。

[0019] 如附图1、2所示本发明一种公共汽车低温液化天然气安全阀在线校验施力装置的实施例，其包括施力机构、施力托架、力传感器1、自适应阀瓣提升夹具2、数据采集器7、以及手持式数据处理电脑3；所述施力机构通过施力托架与安全阀连接6，在施力托架内装配力传感器1，力传感器1下端通过下加力杆4与自适应阀瓣提升夹具2连接，力传感器1上端通过上加力杆5与施力机构连接，力传感器1的信号输出端通过数据采集器7与手持式处理电脑3连接。

[0020] 所述数据采集器能够集成在手持式数据处理电脑中，共用电脑电源，构成轻便小巧的手持式数据采集处理电脑系统；或者独立存在。

[0021] 所述自适应阀瓣提升夹具2外形呈圆规状，包括夹头2-1和设置在夹头2-1下的呈自然外张的两个弹性夹腿2-2；在夹头2-1上设有连接孔2-4，每个夹腿2-2端部设为翘起的夹脚2-3，在夹脚2-3上设有摩擦花纹，夹脚能卡住无阀杆安全阀6其阀瓣6-1的排放孔，从而使阀瓣6-1与安全阀校验施力装置建立了载荷传递关系。

[0022] 所述施力托架是连接安全阀6与施力机构的支撑结构件，它包括上、下支座8、9和左、右支柱11、12，左、右支柱左右对称分列，其上、下两端分别和上、下支座固定连接或一体成型，其中上支座和施力机构装配，下支座和安全阀6装配。

[0023] 本发明所述施力机构包括中空式施力气缸13和与施力气缸13连接的肩背式高压气瓶14以及供气阀15、排放阀16和管路17，所述中空式施力气缸13安装在施力托架的上支座8上，并与力传感器上端通过上加力杆5连接。

[0024] 由于低温无阀杆安全阀在线校验所需拉力远远低于常规在线校验，为控制最大加载力了，精确控制加载幅度，本发明所述施力气缸采用微型气缸，气缸活塞与活塞杆为一体称为中空活塞18，中空活塞18设为空心结构，上下贯通，上加力杆5穿过活塞中间其上端安装有调整螺母19，其下端和力传感器1连接。

[0025] 本发明所示低温液化天然气安全阀在线校验装置利用了低温液化天然气安全阀出口螺纹进行紧固，既适用于垂直，亦可倒置使用，或其它任意方位和角度。如果安全阀出口螺纹不方便紧固，也可利用安全阀出口外缘进行定位固定。

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