[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于測(cè)試閥門(mén)閥桿流致振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110979561.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113758666B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)錦遠(yuǎn);于龍杰;高志新;金志江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M7/02
• 分類(lèi)號(hào): G01M7/02;G01M13/003;F16K1/00;F16K1/32
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于測(cè)試閥門(mén)閥桿流致振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)及方法，屬于工業(yè)閥門(mén)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括依次連通并構(gòu)成實(shí)驗(yàn)回路的儲(chǔ)水箱、水泵、穩(wěn)壓壓力容器、第一截止閥、第一直管、閥門(mén)組件、第二直管和第二截止閥；閥門(mén)組件包括閥體、閥蓋和閥桿，閥桿伸出閥蓋的底部固定有能關(guān)閉閥體內(nèi)腔的閥瓣，頂部固定有壓電式加速度傳感器；在調(diào)節(jié)槽底部的閥桿外側(cè)填充軟密封，用于柔性支撐閥桿和密封閥內(nèi)流體介質(zhì)；在調(diào)節(jié)槽內(nèi)設(shè)有能通過(guò)夾緊力對(duì)閥桿形成固定約束的第一卡塊和第二卡塊，第一卡塊和第二卡塊能在調(diào)節(jié)槽內(nèi)沿閥桿上下移動(dòng)。本發(fā)明能輔助研究閥門(mén)閥桿流致激勵(lì)，為各種工況下閥桿設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，最大程度地避免閥桿振動(dòng)及斷裂問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于閥門(mén)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于測(cè)試閥門(mén)閥桿流致振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)及方法。

背景技術(shù)

閥門(mén)中流體流速往往相對(duì)較高，其內(nèi)流道及閥后管道處均存在強(qiáng)烈的湍流，閥門(mén)內(nèi)的漩渦脫落現(xiàn)象易出現(xiàn)在閥桿之后，漩渦脫落處產(chǎn)生的脈動(dòng)升力與阻力以及閥門(mén)內(nèi)的湍流作用，均會(huì)導(dǎo)致閥桿易發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，最終導(dǎo)致閥桿斷裂問(wèn)題，閥桿斷裂對(duì)過(guò)程的系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生極大的威脅。

目前，對(duì)于閥門(mén)閥桿流致振動(dòng)的研究往往基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的仿真分析，獲得內(nèi)部流場(chǎng)的湍流特性，但不能驗(yàn)證其正確與否；此外，閥內(nèi)閥桿的模態(tài)參數(shù)識(shí)別是同樣也是研究流致振動(dòng)問(wèn)題的關(guān)鍵，針對(duì)閥門(mén)模態(tài)的研究，數(shù)值模擬對(duì)于邊界條件以及材料特性設(shè)置的不準(zhǔn)確性，與實(shí)際工程應(yīng)用情況會(huì)存在偏差。

目前針對(duì)閥門(mén)振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)往往只針對(duì)特定的工況監(jiān)測(cè)其在特定激勵(lì)下以及工況下的閥桿振動(dòng)情況進(jìn)行評(píng)估，沒(méi)有深入發(fā)掘?qū)е抡駝?dòng)的根本原因并進(jìn)行針對(duì)性地改善閥門(mén)結(jié)構(gòu)及內(nèi)部流動(dòng)，并且針對(duì)閥門(mén)閥桿模態(tài)參數(shù)識(shí)別的裝置及實(shí)驗(yàn)相對(duì)較少。因此，有必要通過(guò)閥桿流激實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確探究流致振動(dòng)機(jī)理，達(dá)到更好的避免閥桿流致振動(dòng)的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，并提供一種用于測(cè)試閥門(mén)閥桿流致振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)及方法，以提高閥門(mén)閥桿流致振動(dòng)的機(jī)理研究，提高閥門(mén)閥桿在運(yùn)行條件下的穩(wěn)定性以及可靠性。

本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明提供了一種測(cè)試閥門(mén)閥桿流致振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括依次連通并構(gòu)成實(shí)驗(yàn)回路的儲(chǔ)水箱、水泵、穩(wěn)壓壓力容器、第一截止閥、第一直管、閥門(mén)組件、第二直管和第二截止閥；

所述閥門(mén)組件包括閥體、閥蓋和閥桿，閥體頂部密封固定有閥蓋，閥蓋的中部軸向開(kāi)設(shè)調(diào)節(jié)槽，閥桿位于調(diào)節(jié)槽的中心并同軸設(shè)置；閥桿伸出閥蓋的底部固定有能關(guān)閉閥體內(nèi)腔的閥瓣，頂部固定有壓電式加速度傳感器；在所述調(diào)節(jié)槽底部的閥桿外側(cè)填充軟密封，用于柔性支撐閥桿和密封閥內(nèi)流體介質(zhì)；在所述調(diào)節(jié)槽內(nèi)設(shè)有能通過(guò)夾緊力對(duì)閥桿形成固定約束的第一卡塊和第二卡塊，第一卡塊和第二卡塊能在調(diào)節(jié)槽內(nèi)沿閥桿上下移動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述水泵為變頻水泵，穩(wěn)壓壓力容器為液罐。

作為優(yōu)選，所述實(shí)驗(yàn)回路上還設(shè)有用于測(cè)量并顯示流量的流量表，第一截止閥和第一直管之間設(shè)有第一壓力表，第二直管和第二截止閥之間設(shè)有第二壓力表。

作為優(yōu)選，所述流量表、第一壓力表、第二壓力表和壓電式加速度傳感器均與數(shù)據(jù)處理及顯示模塊連接。

作為優(yōu)選，所述第一直管和第二直管均通過(guò)原裝支撐進(jìn)行約束，使其保持水平。

作為優(yōu)選，所述第一截止閥和第一直管之間還設(shè)有第一軟管，第二直管和第二截止閥之間還設(shè)有第二軟管，第一軟管和第二軟管能起到隔振的作用。

作為優(yōu)選，所述儲(chǔ)水箱、水泵和穩(wěn)壓壓力容器采用原裝支撐的方式使其保持穩(wěn)定，在不滿(mǎn)足原裝支撐的條件下采用固定的剛性支撐。