[發明專利]一種用于測試閥門閥桿流致振動的實驗臺及方法

有效

• 申請號: 202110979561.0
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113758666B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 錢錦遠;于龍杰;高志新;金志江
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01M13/003;F16K1/00;F16K1/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種利用用于測試閥門閥桿流致振動的實驗臺測試閥門閥桿流致振動的方法，其特征在于，所述用于測試閥門閥桿流致振動的實驗臺包括依次連通并構成實驗回路的儲水箱（1）、水泵（2）、穩壓壓力容器（3）、第一截止閥（4）、第一直管（5）、閥門組件（6）、第二直管（7）和第二截止閥（12）；所述閥門組件（6）包括閥體（61）、閥蓋（62）和閥桿（65），閥體（61）頂部密封固定有閥蓋（62），閥蓋（62）的中部軸向開設調節槽（67），閥桿（65）位于調節槽（67）的中心并同軸設置；閥桿（65）伸出閥蓋（62）的底部固定有能關閉閥體（61）內腔的閥瓣，頂部固定有壓電式加速度傳感器；在所述調節槽（67）底部的閥桿（65）外側填充軟密封（63），用于柔性支撐閥桿（65）和密封閥內流體介質；在所述調節槽（67）內設有能通過夾緊力對閥桿（65）形成固定約束的第一卡塊（64）和第二卡塊（66），第一卡塊（64）和第二卡塊（66）能在調節槽（67）內沿閥桿（65）上下移動；

在所述調節槽（67）外側的閥蓋（62）上分別軸向開設兩條徑向貫通的固定槽（68），兩條固定槽（68）分別位于第一卡塊（64）和第二卡塊（66）的同側，通過將兩個固定螺栓（69）分別橫穿兩條固定槽（68）實現對第一卡塊（64）和第二卡塊（66）的夾緊；所述固定螺栓（69）的頭部位于閥蓋（62）外側，并裝有帶內螺紋的固定墊塊（610），固定螺栓（69）能沿所在固定槽（68）軸向移動；在位于每條固定槽（68）兩側的閥蓋（62）上分別開設與固定槽（68）軸向平行的兩條螺紋孔組，每條螺紋孔組均包括若干螺紋孔（621）；所述固定墊塊（610）的兩側分別開設固定孔，固定孔通過外加螺栓實現與螺紋孔（621）的配合固定，進而實現固定墊塊（610）和固定螺栓（69）在豎直方向上的固定；

所述測試閥門閥桿流致振動的方法具體如下：

S1：打開第一截止閥（4）和第二截止閥（12），使目標介質充滿整個實驗回路；調整水泵（2）的輸出壓力，以維持第一截止閥（4）和第二截止閥（12）閥門工況的實際壓差；調節第一截止閥（4）和第二截止閥（12）的閥門工況分別為最小開度、額定開度和最大開度，在三個閥門開度下，分別調整第一卡塊（64）和第二卡塊（66）對閥桿（65）的夾緊位置，以調整閥桿（65）的固支點；通過實時監測壓電式加速度傳感器獲得的振動形態，找到閥桿（65）振動最大的固支點，并得到閥桿（65）在實際工況下的振動情況；

S2：關閉水泵（2），放空閥門組件（6）中的目標介質；利用激振器對閥桿（65）產生激勵，且能量大小足夠使整個閥桿（65）產生振動；采集若干組不同激勵下壓電傳感器的振動加速度位移情況，基于頻域識別方法，獲取閥桿（65）的模態參數；通過對比閥桿（65）在不同模態頻率下的模態振型以及通過步驟S1獲得的實際工況下的振動情況，分析閥桿（65）在流場中的漩渦脫落頻率以及渦激振動頻率，進而實現閥桿（65）流致振動的測試。

2.根據權利要求1所述的測試閥門閥桿流致振動的方法，其特征在于，所述水泵（2）為變頻水泵，穩壓壓力容器（3）為液罐。

3.根據權利要求1所述的測試閥門閥桿流致振動的方法，其特征在于，所述實驗回路上還設有用于測量并顯示流量的流量表（11），第一截止閥（4）和第一直管（5）之間設有第一壓力表（13），第二直管（7）和第二截止閥（12）之間設有第二壓力表（10）。

4.根據權利要求3所述的測試閥門閥桿流致振動的方法，其特征在于，所述流量表（11）、第一壓力表（13）、第二壓力表（10）和壓電式加速度傳感器均與數據處理及顯示模塊連接。

5.根據權利要求1所述的測試閥門閥桿流致振動的方法，其特征在于，所述第一直管（5）和第二直管（7）均通過原裝支撐進行約束，使其保持水平。

6.根據權利要求1所述的測試閥門閥桿流致振動的方法，其特征在于，所述第一截止閥（4）和第一直管（5）之間還設有第一軟管（8），第二直管（7）和第二截止閥（12）之間還設有第二軟管（9），第一軟管（8）和第二軟管（9）能起到隔振的作用。