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申请/专利权人：河北省特种设备监督检验研究院

摘要：本发明涉及一种无阀杆安全阀的在线校验施力装置，其特征在于：该装置包括连接安全阀与施力气缸的施力框架和无阀杆安全阀的阀瓣连接的镊形夹具，在施力框架内装配S形力传感器，S形力传感器一端与镊形夹具连接，S形力传感器另一端与施力气缸连接，施力气缸与手剪式气泵连接；所述镊形夹具外形呈镊子状，包括卡头和与卡头一体的呈自然外张的两个弹性卡腿；在卡头上端设有一段带连接孔的接头，在每个卡腿端部外侧设有凸起的卡足；所述施力框架由上、下横梁和左右立柱通过螺栓紧固或直接一体成型。本发明全新设计了低温无阀杆安全阀的施力装置；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。

主权项：1.无阀杆安全阀的在线校验施力装置，其特征在于：该装置包括连接安全阀与施力气缸的施力框架、和无阀杆安全阀的阀瓣连接的镊形夹具，在施力框架内装配S形力传感器，S形力传感器一端通过下加力杆及接头与镊形夹具连接，S形力传感器另一端通过上加力杆及接头与施力气缸连接，施力气缸与手剪式气泵连接；所述镊形夹具外形呈镊子状，包括卡头和与卡头一体的呈自然外张的两个弹性卡腿；在卡头上端设有一段带连接孔的接头，其与下加力杆连接，在每个卡腿端部外侧设有凸起的卡足，在卡足上设有摩擦花纹，卡足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；所述施力框架是连接安全阀和施力气缸的支撑结构件，它由上、下横梁和左右立柱通过螺栓紧固或直接一体成型；在施力框架的上横梁上设有用于与施力气缸安装定位固定的气缸定位座，并配设有定位孔；在施力框架下横梁上设有用于与无阀杆安全阀定位紧固的安全阀定位紧固座。

全文数据：无阀杆安全阀的在线校验施力装置技术领域本发明涉及一种无阀杆安全阀的在线校验施力装置。背景技术安全阀是运行在特种设备如锅炉、压力容器、压力管道上的重要安全附件，其功能在于确保设备达到规定压力也称：整定压力后排放出定量的介质从而避免超压破坏。按照有关法规的要求，安全阀需要每年至少校验一次。安全阀的校验方式分为离线校验和在线校验。相对于安全阀离线校验，在线校验安全阀的优点是，无需从设备上拆卸，在设备正常运行状态下进行，因而优势明显，应用越来越广。安全阀在线校验的通常的做法是，在安全阀的阀杆上施加一定的拉力，在设备运行压力作用在阀瓣密封面上的顶力的联合作用下，使安全阀阀座阀瓣微动分离。通过安全阀阀座阀瓣密封面积、阀杆上的外加拉力以及设备运行压力低于安全阀的90％整定压力三个参数按规定算法进行运算从而得出安全阀的整定压力。由于算法的局限性，目前安全阀在线校验只能测试整定压力，不能测试密封压力，这也是安全阀在线校验相比离线校验既能测试整定压力，也能测试密封压力存在的不足。目前安全阀在线校验适用的安全阀从结构上看都存在着阀杆这一部件。正是由于阀杆的存在，在保证安全阀运行过程中超压时动作性能稳定可靠的同时，也给安全阀在线校验提供了外加载荷的施力点。即通过阀杆和连接件，使安全阀与安全阀在线校验装置，间接上使阀瓣与安全阀校验施力装置建立了载荷传递关系。上述安全阀大多运行在锅炉、压力容器上，运行温度在常温以上，结构复杂，外形尺寸较大。进行安全阀在线校验验需要的外加载荷也较大，一般在200-10000公斤力之间。安全阀在线校验施力装置也结构复杂，结构尺寸也要与相应的安全阀配套，占用空间大。加载动力一般采用高压油缸，由手动油压泵、电动油压泵提供压力，施力起动力大，每一次加载拉力升高200-500公斤力。此类安全阀要求垂直向上安装，便于在线校验装置的连接。随着清洁能源行业的飞速发展，特别是低温液化天然气应用的普及，低温设备特别是低温储罐的应用越来越多，随之而来的是低温安全阀的校验特别是在线校验提上了日程。低温安全阀特别是低温液化气体储罐安全阀大多运行在-100℃的超低温环境下，而且大多通过丝扣安装在DN10以下的管路上。其结构与尺寸与常温及中高低安全阀相比，具有以下特点：1、工作压力低2、无阀杆3、尺寸小DN25以下，重量轻4、工作环境空间小，阀体承重性能差5、安全阀水平或向下安装防止安全阀出腔体积水，便于排放冷凝水。以运行在车载175L液化天然气储罐上的安全阀为例，其安全阀通径一般为DN8及以下，安装方向水平偏下。低温液化天然气储罐安全阀结构上均没有阀杆。正是此类安全阀的结构上无阀杆，以及安装方向水平向下和空间环境狭窄，安装位置欠牢固等特点，常规的安全阀在线校验装置的施力机构无论结构尺寸、自身重量、加载速度、连接件均不能满足低温无阀杆安全阀的在线校验要求。发明内容本发明的发明目的就在于提供一种无阀杆安全阀的在线校验施力装置；其全新设计了低温无阀杆安全阀的在线校验施力装置；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。本发明的技术方案为：本发明一种无阀杆安全阀的在线校验施力装置，其包括连接安全阀与施力气缸的施力框架和无阀杆安全阀的阀瓣连接的镊形夹具，在施力框架内装配S形力传感器，S形力传感器一端通过下加力杆及接头与镊形夹具连接，S形力传感器另一端通过上加力杆及接头与施力气缸连接，施力气缸与手剪式气泵连接；所述镊形夹具外形呈镊子状，包括卡头和与卡头一体的呈自然外张的两个弹性卡腿；在卡头上端设有一段带连接孔的接头，其与下加力杆连接，在每个卡腿端部外侧设有凸起的卡足，在卡足上设有摩擦花纹，卡足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；所述施力框架是连接安全阀和施力气缸的支撑结构件，它由上、下横梁和左右立柱通过螺栓紧固或直接一体成型；在施力框架的上横梁上设有用于与施力气缸安装定位固定的气缸定位座，并配设有定位孔；在施力框架下横梁上设有用于与无阀杆安全阀定位紧固的安全阀定位紧固座；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，上加力杆穿过活塞中间空腔通过调整螺母装配在活塞上。本发明所述施力框架的立柱和横梁的长度比设在在2:1之内为宜。本发明的有益效果为：本发明其设计的镊形卡具操作过程简单，一次成功率高，经过简单训练，整个配合过程仅需2-5秒。镊形卡具由金属材质制成，为防火花防爆考虑优先选择铜、铝合金。镊形卡具外观上卡腿比卡头细，形位尺寸精度高，卡腿两侧劈叉稳定，向内挤压回弹有力，卡足上有摩擦花纹，这些保证了卡足与阀瓣排放孔嵌合牢固且有一定旋转调整的裕量，有利于镊形卡具与安全阀的同轴度。镊形卡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。本发明施力装置结构简单，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。附图说明图1为本发明实施例所述施力装置和低温无阀杆安全阀装配结构示意图。图2为本发明实施例所述镊形卡具的结构示意图。图3为本发明实施例所述镊形卡具与无阀杆安全阀阀瓣连接的示意图。图4为本发明实施例所述施力框架的结构示意图。具体实施方式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。如附图1、2、3、4所示本发明一种无阀杆安全阀的在线校验施力装置实施例，其包括和无阀杆安全阀8的阀瓣8-1连接的镊形夹具1和连接安全阀、施力气缸3的施力框架2，在施力框架2内装配S形力传感器4，S形力传感器4一端通过下加力杆5及接头与镊形夹具1连接，S形力传感器4另一端通过上加力杆6及接头与施力气缸3连接，施力气缸3与手剪式气泵7连接。所述镊形夹具1外形呈镊子状，包括卡头1-1和与卡头1-1一体的呈自然外张的两个弹性卡腿1-2；在卡头1-1上端设有一段带连接孔的接头1-3，镊形夹具通过接头与下加力杆5连接，在每个卡腿端部外侧设有凸起的卡足1-4，在卡足1-4上设有摩擦花纹，卡足1-4能卡住无阀杆安全阀8其阀瓣8-1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。如图2、3所示。操作时由使用者用左手或右手环握安全阀，用右手或左手的拇指和食指将聂形卡具两个卡退捏压并拢，沿安全阀的出口将镊形卡具卡足一端伸入安全阀，直到阀瓣底部。松开左手或右手的拇指和食指，使镊形卡具自然放松，拇指、食指，中指并拢，捏住镊形卡具的另一端，顺时针或逆时针旋转镊形卡具，直到镊形卡具卡腿上的两个卡足分别嵌入到阀瓣的排放孔中。此时把镊形卡具轻轻向外拉，如果拉不动，表示镊形卡具卡紧到位。如果能够拉出，则表明卡紧松脱，需要重复卡紧过程。整个操作过程简单，一次成功率高，经过简单训练，整个配合过程仅需2-5秒。其镊形卡具由金属材质制成，为防火花防爆考虑优先选择铜、铝合金。镊形卡具外观上卡腿比卡头细，形位尺寸精度高，卡腿两侧劈叉稳定，向内挤压回弹有力，卡足上有摩擦花纹，这些保证了卡足与阀瓣排放孔嵌合牢固且有一定旋转调整的裕量，有利于镊形卡具与安全阀的同轴度。卡头上带连接孔，连接孔与施力机构通过螺栓连接。镊形卡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。手剪式气泵体积小，重量清，加载缓慢，缓冲效果好，每个加载冲程加力不超过3公斤力，保压稳定。如附图4所示，施力框架2是连接安全阀8、施力气缸3的支撑结构件，它由上、下横梁2-1、2-2和左、右立柱2-3、2-4通过螺栓紧固或直接一体成型；在施力框架上横梁2-1上设有用于与施力气缸安装定位固定的气缸定位座9，并配设有定位孔；在施力框架下横梁2-2上设有用于与无阀杆安全阀定位紧固的安全阀定位紧固座10。定位紧固可以通过利用安全阀自身螺纹固定，也可以通过内外配合定位紧固。框架上下横梁以及左右立柱之间也是S形力传感器的布置空间，其空间尺寸为扁平化，便于传感器的摆放。框架材质为金属，基于防爆防火花的考虑，优先选择铜、铝合金。为适应狭小空间的需要，施力框架长宽比在2:1之内为宜，总长不超过12cm。施力框架上的定位紧固孔，为便于框架向上、向下、水平、斜向上，斜向下的全方位安装方向，应采用螺纹孔。相对应的紧固螺栓应可徒手拧紧。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，加力杆的进出通道。加力杆穿过空心活塞杆一端，通过紧固螺母11，固定在空心活塞杆另一端上。本发明无阀杆安全阀在线校验装置从待检的安全阀开始，沿安全阀的轴线向外各种方向依次是镊形夹具、施力框架、下加力杆及接头、S形力传感器、上加力杆及接头、气缸与手剪式气泵含软管、调整螺母等。该施力装置结构简单，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。

权利要求：1.无阀杆安全阀的在线校验施力装置，其特征在于：该装置包括连接安全阀与施力气缸的施力框架和无阀杆安全阀的阀瓣连接的镊形夹具，在施力框架内装配S形力传感器，S形力传感器一端通过下加力杆及接头与镊形夹具连接，S形力传感器另一端通过上加力杆及接头与施力气缸连接，施力气缸与手剪式气泵连接；所述镊形夹具外形呈镊子状，包括卡头和与卡头一体的呈自然外张的两个弹性卡腿；在卡头上端设有一段带连接孔的接头，其与下加力杆连接，在每个卡腿端部外侧设有凸起的卡足，在卡足上设有摩擦花纹，卡足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；所述施力框架是连接安全阀和施力气缸的支撑结构件，它由上、下横梁和左右立柱通过螺栓紧固或直接一体成型；在施力框架的上横梁上设有用于与施力气缸安装定位固定的气缸定位座，并配设有定位孔；在施力框架下横梁上设有用于与无阀杆安全阀定位紧固的安全阀定位紧固座。2.根据权利要求1所述的无阀杆安全阀的在线校验施力装置，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，上加力杆穿过活塞中间空腔通过调整螺母装配在活塞上。3.根据权利要求1所述的无阀杆安全阀的在线校验施力装置，其特征在于：所述施力框架的立柱和横梁的长度比设在2:1之内。

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