一种磁翻板液位计阀件维修检测台的设计与实现
日期:2019-08-15 来源: 作者:
摘要 : 磁翻板液位计系统阀件在工作中发生漏泄、无法开关、无法换向等问题,会导致磁翻板液位计系统不能正常工作,需对其进行维修。文章为了检验阀件维修效果,设计了一种维修检测台。实践表明,该检测台结构合理、功能丰富、可拓展性强,对于提高管理人员维修能力具有良好效果。磁翻板液位计传动和控制技术在现代船舶上的广泛应用,使船舶的自动化程度不断提高[1] 。但随着磁翻板液位计系统工作时间的延长,系统和设备的故障也越来越多,给磁翻板液位计设备的使用和管理人员的工作带来一些不利影响[2 -3] 。磁翻板液位计系统中存在大量的阀件如截止阀、球阀、蝶阀、换向阀等,随着工作时间延长,可能会发生漏泄、无法开关、无法换向等问题,需要管理人员进行维修[4] 。为提高管理人员的维修能力,设计一种开关/换向阀件维修检测台以检验阀件维修效果 [5] ,并将其投入工作实践。
1 检测台功能
检测台的设置条件为: 阀件的耐压测试压力不低于 20 MPa; 额定流量 8 L/min。根据磁翻板液位计系统工作压力、系统阀件类型和维修训练需求,检测台主要 用 于 测 试 以 下 阀 件 的 耐 压 与 密 封 性:DN15 ~ DN50多通径截止阀、球阀、蝶阀,以及DN10 ~ DN32多通径换向阀。
2 检测台磁翻板液位计系统设计
针对磁翻板液位计系统阀件的维修检测试验要求,确定磁翻板液位计系统设计方案: 采用模块化、集成化的设计理念,主要包括被试阀件的系统回路、安全溢流回路、磁翻板液位计油源和换向控制阀块 4 部分,其组成和工作原理如图 1 所示。
检测台磁翻板液位计系统为一个不带蓄能器的开式磁翻板液位计系统。油箱作为系统中磁翻板液位计油的存储设备,磁翻板液位计泵作为检测台的压力源,它们共同构成了磁翻板液位计系统的磁翻板液位计油源。
为完成检测台对各类阀件的耐压检测,同时保证磁翻板液位计系统和检测台的安全,专门设置安全溢流阀块,通过管路与系统和油箱连接,形成安全溢流回路,在系统压力超过设定值时使磁翻板液位计油回至油箱。
根据各类阀件的控制功能和结构特征可以确定: 截止阀、球阀和蝶阀可共用 1 套测试系统和相应阀端接口,而换向阀应单独设置 1 套系统和阀端接口。因此,为实现检测功能,针对截止阀、球阀和蝶阀设置 1 套磁翻板液位计系统回路,并设置 1 套 DN15~ DN50 的变径测试块作为阀端接口; 针对换向阀设置 1 套磁翻板液位计系统回路,并设置 1 套 DN10 ~ DN32多通径变径测试块作为阀端接口。
根据测试需要,为实现分别向 2 套测试系统回路供油,专门设置 1 套换向控制阀块。
3 检测台外形设计
3. 1 外形尺寸设计
1) 根据待检阀件设计工作部位尺寸。待检阀件有2 类: 一类是 DN15 ~ DN50 多通径截止阀、球阀和蝶阀,另一类是 DN10 ~ DN32 多通径换向阀。根据检测功能需要,这 2 类阀件分别设置检测区域。这 2 类阀件的外形尺寸所需空间的平面尺寸约为 500 mm × 400 mm,故考虑到操作空间需求,2部分检测台工作部位的平面尺寸均可设计为 600mm ×500 mm。
2) 根据选用的磁翻板液位计元件设计外形尺寸。检测功能要求磁翻板液位计元件的工作压力较高,不低于 20MPa; 但工作时的磁翻板液位计油流量要求却不大,仅为8 L/min。因此,系统中的磁翻板液位计泵、过滤器、阀块、控制阀等元器件的耐压要高而外形尺寸要尽量小。拟选用 5MCY14 - 1B 型柱塞泵、Y132M1 - 65B 型电动机、WU - 25X180 - J 型吸油滤器、YJZQ -J10W 型球阀、4WE6G61/CG24Z 型换向阀等元器件,并定制溢流阀块和接口转换块。
同时,考虑到检测台连续工作时间不超过2 h,磁翻板液位计油的温升不会太高,故油箱尺寸亦可尽量减小,容积拟定为180 L,其长 × 宽 × 高尺寸为: 600mm ×500 mm ×600 mm。
3) 根据操作空间需求设计外形尺寸。检测台放置于磁翻板液位计系统操作和维修的实验室,实验室进出门口尺寸和室内操作空间有限,故检测台外形尺寸应满足实验室进出需求和操作空间要求。
综上考虑,检测台的外形尺寸如下: zui大长度≤1 300 mm; zui大宽度≤700 mm; zui大高度≤1 550 mm。
3. 2 移动需求设计
实验室设备众多、空间有限。为尽量少占用空间和方便使用,使用检测台时,可将其移出并放置于操作训练位置,停止使用时可将其移走。为此,检测台底部设置 4 ~6 只带刹车的万向轮。
3. 3 整体布局设计
1) 上半部分设计。检测台上半部分为操作显示区域,主体结构为支架—平板式。主要包括阀件检测区域、仪表显示区域、控制与显示面板区域、系统调压区域、系统管路与阀件布置区域和照明区域 6 部分,如图 2 所示。
(1) 阀件检测区域。水平布置。设置一个操作平台,分左右 2 部分: 左侧为截止阀、球阀和蝶阀等开关阀件检测区,右侧为换向阀件检测区。为检测不同通径的阀件,每个检测区均设置有不同通径的阀端接口转换块或接口。为便于收集操作过程中漏出的磁翻板液位计油,操作平台设有若干直径为 5 mm的小孔,并在平台下方设置集油槽和集油池。为进一步拓展检测台功能以适应后续教学需要,专门预留有相应接口。
(2) 仪表显示区域。布置在立板右上部分,共设置 3 块仪表,分别显示系统压力和 2 个检测区域供油压力。为便于更换仪表,每块仪表下方设置1 个仪表阀。
(3) 控制与显示面板区域。布置在立板左上部分,主要包括磁翻板液位计泵的启停控制与显示、换向阀选择控制、照明控制及系统超压报警等内容。
(4) 系统调压区域。布置在立板中间区域下部,设置一个手动调压阀块,用于调节系统供油压力大小。
(5) 系统管路与阀件布置区域。布置在立板背面,主要设置检测台磁翻板液位计油管路、换向阀和手动球阀等相应的控制阀件。
(6) 照明区域。布置在立板的顶端。在立板顶端设置一块平板,并在平板上设置 2 只照明灯,需要时可为检测台提供照明。
2) 下半部分设计。下半部分为油箱、磁翻板液位计泵、安全溢流阀块等主要元器件布置区域,主体结构为箱体式。
(1) 油箱。油箱靠右侧布置,外部设有油温- 液位计和检查口,内部设置吸油滤器,下部设置一个放油阀,底部设置一个排污阀。
(2) 磁翻板液位计泵。磁翻板液位计泵机组靠左侧布置。为使磁翻板液位计泵吸油顺畅,将其布置在底板上,其吸油口位置低于油箱液位。
(3) 安全溢流阀块。布置在油箱顶部,与系统调压阀块共同作用,保证系统的供油压力和系统安全。
4 结束语
将检测台投入教学训练使用,并根据设计功能逐项进行测试、检验,结果如下。
1) 检测台实现了对修后和新生产的截止阀、球阀、蝶阀和换向阀的耐压与密封性检测功能。
2) 检测台预留有相应接口,可进一步拓展功能,教学训练适应性好。
3) 检测台结构紧凑、合理、经济性好,具有较高的推广价值。
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