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高真空插板阀工作状态监测方法

更新时间:2018-09-19      点击次数:1121
根据ZBS-800 型插板阀的组成以及结构特点,可以采用检测真空阀门阀板位移、阀门开启以及关闭过程的声音、阀门开启以及关闭所需时间相互结合的方法对阀门的工作状态进行预测。
 
  2.1、阀门密封阀板的位移
 
  激光位移传感器是可以进行非接触位置、位移测量的精密传感器,在科学研究、工业生产、空间技术、国防等领域得到了广泛应用,我们选用激光三角测量法传感器对阀门密封阀板的位移进行测量,激光三角测量法原理如图2 所示,激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面,经物体反射的激光通过接收器镜头,被内部的CCD 线性相机接收,根据不同的距离,CCD 线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点,然后根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离,数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。
 
将上述位移传感器安装到阀座内壁上,安装时应保证传感器的激光发射器、接收元件表面与阀门密封阀板表面平行;传感器与阀座之间固定可靠;传感器的激光发射器、接收元件表面与密封阀板的距离(阀门关闭、未*关闭状态下)均应在量程范围之内,具体安装位置如图3 所示。
 
监测密封阀板在每次阀门开启以及关闭时相对于基准位置(阀座上的固定位置)的位移量即可以进行阀门内部易损件—密封阀板密封圈工作状态的预测。阀门关闭到位时刻,密封阀板表面到基准位置的距离是一个定值,如果这个定值在某次阀门关闭到位后减小,就能够说明密封圈的性质(硬度降低)已经发生了变化,应当引起我们的足够重视。
 
  2.2、阀门开启以及关闭过程的声音
 
  插板阀在开启以及关闭过程中均会产生很大的声响,尤其是在关闭到位时刻,声音达到大,在阀门附近的控制箱侧面安装一个声音传感器,如图4所示,可以对阀门开启、关闭全过程的声音进行实时监测。
 
阀门开启、关闭过程声音的监测只能作为阀门是否关闭到位一个方面的判据,因此,考虑将阀门位移以及声音的监测结合起来,即监测位移的同时监测声音,这样的好处是更加准确判断阀门的状态。
 
  2.3、阀门开启以及关闭所需的时间
 
  我们知道,阀门开启与关闭时间不仅与阀门所处状态有关,还与供气压力有关,因此只有在特定条件下得出的开启与关闭时间才有可比性。由于Φ800 阀门的实际关闭状态是在粗抽结束、高真空系统开启之前,其关闭时处于真空状态,因此搭建了如图5 所示的测试系统。
 
  阀门阀座两边用两个法兰形成密封空间,使用旋片泵、分子泵机组对其进行抽空,当密封空间真空度优于1 Pa 后,对Φ800 阀门进行多次开关测试,发现供气压力越高,阀门开启与关闭的时间越短,阀门开启与关闭时的振动冲击(通过声音传感器测量声音信号体现)越大,技术人员通过多次试验,终得出供气压力为0.6 MPa 时,既可以保证阀门开启与关闭的时间不长,又可以保证开启与关闭的振动冲击不大。
 
阀门开启与关闭供气压力确定后, 进行0.6 MPa 供气压力下的开、关时间测试,对Φ800阀门进行多次开关测试,开阀时间在17.6 ~18.9 s之间,关阀时间在46.7 ~48.1 s 之间。
 
  综上,阀门在供气压力为0.6 MPa 的状态下开启时间以及关闭时间会是两个相对固定的值,记录供气压力为定值时,阀门每次开启以及关闭的时间,会对阀门的工作状态进行预测。例如,若阀门关闭时间与之前比过长,那么可以推断阀门的驱动机构或者阀门阀板组件的胀紧过程遇到阻力,这种阻力可能来自驱动机构或者胀紧滚珠,因此,阀门一旦出现关闭时间变长,应当引起我们的足够重视,在其内部性能没有恶化前,将阀门驱动机构连同阀板一起吊出,进行维护,以便下次热试验前达到佳工作状态。
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