液压阀微小内泄漏检测技术研究.pdf

设备管理与维修2023 翼8（下）改为“装卸管道系统上应设置紧急脱离或具有切断功能的安全保护装置”。（3）提出了装卸区联锁方案设计可综合现有规范内容，将温度、可燃气体泄漏报警信号组成的双参数联锁思路，以期给今后LNG 场站装卸环节技术研究工作提出关注方向。参考文献1杜荣祥.加装防拉断阀保安全 J.劳动保护，2018（12）：32-33.2GB 55009-2021，燃气工程项目规范 S.3杨有启.电气安全技术 M.上海：上海科学技术出版社，1983.4王文和.化工设备安全 M.北京：国防工业出版社，2014.5GB/T 38520-2020，船用超低温拉断阀 S.6GB/T 18831-2017，机械安全与防护装置相关的联锁装置设计和选择原则 S.7沈阳电力学院.热工仪表及自动控制 M.北京：中国工业出版社，1961.8TSG R0005-2011，移动式压力容器安全技术监察规程 S.9TSG 21-2016，固定式压力容器安全技术监察规程 S.10TSG 07-2019，特种设备生产和充装单位许可规则 S.11韦永金，候智强.城镇燃气 LNG 卸车用拉断阀的现状及规范研究 J.城市燃气，2021（6）：43-46.12陈万源.关于“LNG 槽车防止装卸用管拉脱的联锁保护装置”的探讨 J.贵州燃气，2021（4）：24-26.13张爱凤.燃气供应工程 M.合肥：合肥工业大学出版社，2009.编辑国云0引言液压阀是液压系统的控制元件，用来控制液体的压力、流量和方向，在装备领域应用广泛。内泄漏量是液压阀的重要性能指标，内泄漏量过大会使液压系统装配主机的执行机构动作不到位，难以精确控制动作轨迹，严重时可能造成安全事故。1内泄漏原因分析液压阀工作时，液压油通过阀芯和阀体之间的间隙，从阀的高压区流向低压区，从而造成内泄漏。引起液压阀内泄漏的原因有很多，液压阀生产过程中的装配质量问题，例如：阀芯前端锥面与阀芯外圆不同轴、阀体孔与阀芯同轴度差、阀芯装配时外圆与阀体孔配合间隙大而在孔内产生歪斜。液压阀在使用过程中，容易受油液污染等因素的影响，引起阀芯与阀套之间密封面的磨损、拉伤、腐蚀、偏心等，都会造成内泄漏的变化。2液压阀内泄漏量要求根据标准 JB/T 103642014 液压单向阀 规定，以矿物油型液压油或性能相当的其他液体为工作介质的部分板式单向阀、叠加式单向阀、管式单向阀、板式液控单向阀、叠加式液控单向阀、管式液控单向阀内泄漏量臆0.2 mL/min。普通单向阀的内泄漏量要求见表 1。根据标准 JB/T 103682014 液压节流阀 规定，以矿物油型液压油或性能相当的其他液体为工作介质的部分节流截止阀内泄漏量臆1.0 mL/min，具体要求见表 2。摘要：研究液压阀微小内泄漏的精密检测方法，提出一种液压阀微小内泄漏检测新方法，详细介绍检测原理和具体实施过程。该方法可以在装置的有效行程内实现连续测量，具有效率高、精度高、自动化程度高等特点。关键词：液压阀；微小内泄漏；高精度检测中图分类号：TH137.52文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.08D.21液压阀微小内泄漏检测技术研究李志丰，谭彦显，黄正茂（湖南省产商品质量检验研究院，湖南长沙410007）类型公称通径/mm公称压力/MPa额定压力/MPa额定流量/（L/min）试验流量/（L/min）最大内泄漏量/（mL/min）板式单向阀631.531.515150.2830301050501280801612012020160160252202203032032040500500叠加式单向阀631.531.515150.2105050管式单向阀631.531.515150.28303010505015120120201601602522022030320320表 1普通单向阀内泄漏量要求輨輳设备管理与维修2023 翼8（下）类型公称通径/mm公称压力/MPa额定压力/MPa额定流量/（L/min）工作压力范围/MPa流量调节范围/（mL/min）最大内泄漏量/（mL/min）单向节流截止阀、节流截止阀63535152351151.083535302351301.0103535502352501.0表 2节流截止阀内泄漏量要求3液压阀内泄漏量检测存在的问题现有的各种流量传感器和流量计（包括液压试验常用的椭圆齿轮流量计、蜗轮流量计和齿轮流量计）均不能测量 1.0 mL/min 以下的微小内泄漏。这是因为微小流量不足以使现有流量计的传感元件产生转动，而且现有流量计的计量发信装置不能识别微小的角位移。液压阀微小内泄漏测量的常用方法有量杯和秒表法，是通过向液压阀油口注满液压油并加压至规定压力，在另一油口用量杯测量泄漏油的体积，并用秒表记录泄漏时间，这种测量方法测得的是平均内泄漏量，需要时间较长，而且检测精度低。针对液压阀微小内泄漏难以精确检测的问题，专家学者们对内泄漏进行了相关研究，并提出了许多解决办法。宋飞1等对液压滑阀内泄漏规律进行研究，搭建了滑阀内泄漏模拟实验台，对10 mm、16 mm、20 mm 阀芯直径的滑阀正常间隙（5 滋m）和过大间隙（40 滋m）下的泄漏规律进行了试验研究。结果表明，无论在正常间隙还是过大间隙下，滑阀内泄漏都是层流，并得到了径向间隙、密封长度、压差、阀芯直径等因素对泄漏量的影响规律。此外，发现由层流公式得出的理论泄漏量与实测泄漏量总会存在一定的偏差，分析得出偏差可能是由于油液温度、阀芯偏心、倾斜和流态的变化引起的。余忠华、陆彬2发明了一种液压阀的内泄漏量检测装置，该装置通过称重传感器/变送器将泄漏油的重量转换成电信号，并经 A/D 转换成数字信号，输入到单片机，再换算成内泄漏量。沈延康3等发明了一种液压阀内泄漏的检测方法及其装置，该装置采用液压油缸和位移传感器组合方式，通过检测液压油缸活塞的位移，换算出一段时间内被测试液压阀的泄漏量，进行液压阀内泄漏的检测。4新型内泄漏检验装置设计为了解决上述问题，提出了一种新型液压阀微小内泄漏检验装置，其原理如图 1 所示。磁致伸缩液位传感器包括探测管体、探测杆、浮子和信号处理模块。探测管体竖直设置并与测试油管连通，泄漏的油液由测试油管流入探测管体中，引起探测管体内部的油液液位变化。探测杆位于探测管体内部，且探测杆与探测管体同轴设置。浮子滑动设置于探测杆上，内部设有磁环，漂浮于探测管体内部的油液液面上，随油液液面的变化发生高度位置的变化。信号处理模块与探测杆连接，用于向探测杆发送和接收电磁信号。探测杆内部设有波导丝的波导管，与带有磁环的浮子配合，磁环连接浮子，在波导管上产生一个磁场。通过磁致伸缩技术来实现探测管体内部液位变化的检测。探测杆内部设有两层用于保护波导丝的绝缘套管，探测杆还包括返回导线和末端的阻尼元件等。信号处理模块包括相互连接的信号发生组件、回波检测组件和控制器，通过信号发生组件发送激励脉冲，通过回波检测组件检测回波脉冲，通过控制器进行内泄漏量的计算。控制器为PLC 可编程逻辑控制器，具有自动计时功能，通过测量激励脉冲发射和回波之间的时间间隔精确测量波导管内的超声波速度，将接收返回信号所需的时间转换为高精度、可重复的线性位移测量值，从而转化为被测体的位移量，即液面变化量 L。若探测管体内部的横截面与探测杆的横截面之差为 S，则待测液压阀的内泄漏量 Q=LS/T。探测管体上设有与液压油箱连通的支管，支管水平设置，管上设有第三控制阀。当进行待测液压元件的内泄漏量测量时将第三控制阀打开，当待测液压阀内泄漏量过大时会造成探测管体内部的油液液面过高，此时油液可从支管流入液压油中，实现对磁致伸缩液位传感器的保护。该装置包括可移动安装座，可移动安装座上设置有测试油管、液压油箱和磁致伸缩液位传感器，便于实现测量装置的整体移动，可以在不同试验台进行液压阀的内泄漏检测。可移动安装座上设有安装架，用于固定安装测试油管、液压油箱和磁致伸缩液位传感器，可移动安装座底部设有万向轮，用于安装座的自由移动。装置的磁致伸缩液位传感器采用 MTS的RHM0590MR021A01型传感器，其具体的技术参数为：D/A 分辨率16 bit，0.001 5%满量程（最小 1 滋m）；行程 590 mm；非线性度约满量程的依0.01%（最小依50 滋m）；重复精度约满量程的依0.001%（最小依1 滋m）；滞后精度约4 滋m。数据采集卡采用 NI USB-6210 型采集卡，其具体技术参数为：总线连接器 USB；最大单端模拟输入通道数量 16 个；最大差分模拟输入通道数量 8 个；最大采样率 250 kS/s；模拟输入分辨率 16 bit；模拟输入绝对精度 2960 滋V；计数器/定时器数量 2 个；正面连接方式为螺栓端子；电源输入为总线供电方式；缓存容量 4095 个样本。5新型内泄漏检验装置使用方法该装置使用方法如下：（1）将待测液压阀内部的空气排出。（2）打开第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，使液压油箱中的油液输入至待测液压阀的出油口一端，然后关闭第二控制阀。（3）通过进油管向待测液压阀的进油口一端输入油液，使待图 1新型液压阀微小内泄漏检验装置輨輴设备管理与维修2023 翼8（下）测液压阀内部的液压油压力达到额定压力或用户指定的压力，使磁致伸缩液位传器的探测管体内部的油液达到基础液位。（4）对待测液压阀的内泄漏进行检测，通过磁致伸缩液位传感器的信号处理模块得到待测液压阀的内泄漏量。6结论研究液压阀微小内泄漏的检测方法，设计的检测装置将液压阀的内泄漏量转化为液位的上升量，通过磁致伸缩液位传感器测量液位变化，从而得到液压阀的内泄漏量。该方法可以在装置的有效行程内实现连续测量，具有效率高、精度高、自动化程度高等特点。参考文献1宋飞，陈佳，彭利坤，等.液压滑阀内泄漏试验研究 J.流体机械，2021，49（7）：1-6.2余忠华，陆彬.一种液压阀的内泄漏量检测装置 P.CN103133458B，2016-06-22.3沈延康，张瑜，东方，等.一种液压阀内泄漏的检测方法及其装置 P.CN102865271A，2013-01-09.编辑张韵0引言随着城市化进程的加快和输电线路线电压等级的提升，在物体与导线安全距离不足时会高压电击穿空气，出现隔空放电的情况，对输电线路的日常运维以及周边居民群众的人身安全造成严重影响。在此背景下，研制插件式无人机精确测量树障装置，研究将测量装置搭载到常规作业无人机上，预防因线路下方净空距离不足而发生的跳闸事故，为不同区域防树障特巡周期的科学制定提供依据，也为输电线路青赔工作提供具体的树障距离依据。1运行原理研制一套插件式无人机精确测距装置，通过在常规的作业无人机上搭载激光测距模块，准确测量导线跳线弧垂的对地水平和垂直距离。1.1测量转角较大的耐张塔导线跳线弧垂对于转角耐张塔横担嘴和导线跳线弧垂不在同一垂直面，无人机可以在通过水平和垂直向下两个方向的距离测量实现导线跳线弧垂对横担嘴（对地）净空距离的准确测量，图 1 中黑色方块是搭载了插件式精确测距装置的无人机（下文简称为“无人机”），调整无人机摄像头横向 0毅对准横担嘴，使水平方向的测距激光对准横担嘴，调整无人机摄像头横向 90毅向下对准导线跳线弧，使垂直方向的测距激光对准导线跳线弧垂正上方。调整好无人机位置后，使用水平方向测距测出无人机距离横担嘴的距离 d，使用垂直方向测距测出无人机距离导线跳线弧垂的距离 h，运用勾股定理计算此导线跳线弧垂对地距离为d2+h2姨。1.2测量转角较小的耐张塔导线跳线弧垂对于转角较小的耐张塔，由于横担嘴与导线跳线弧垂的水平距离特别小，小于无人机能够贴近横担嘴的最小距离，此时需要通过水平、垂直距离差来测量计算（图 2）。首先调整无人机摄像头横向 0毅对准横担嘴，使水平方向的测距激光对准横担嘴，测量无人机对地面的垂直距离 h1和无人机水平方向对横担嘴的垂直距离 d1。然后降低无人机飞行高度，调整摄像头横向 0毅对准导线跳线弧垂，使水平方向的测距激光对准导线跳线弧垂，测量无人机对地面的垂直距离 h2和无人机水平方向对导线跳线弧垂的垂直距离 d2，运用勾股定理计算导线跳线弧垂对地距离为（h1-h2）2+（d1-d2）2姨。1.3测量导线跳线弧垂对塔身的距离对于测量导线跳线弧垂对塔身的工况，需要测量导线跳线弧垂距离同垂直平面点塔身的距离（图 3）。控制无人机飞到导线跳线弧垂和塔身之间，调整无人机摄像头横向 0毅对准导线跳线弧垂，使水平方向的测距激光对准导线跳线弧垂，测量无人机对导线跳线弧垂的垂直距离 d1；控制无人机旋转 180毅，使无人机正对摘要：目前树障对线路的水平和垂直距离主要依靠无人机驾驶员的经验进行估算，测量精度低且容易出错。针对树障距离测量精度低的问题，提出一种插件式无人机精确测量树障装置，通过在常规的作业无人机上搭载激光测距模块，准确测量导线跳线弧垂的对地水平和垂直距离，为输电线路清赔工作提供精确的树障距离依据。关键词：无人机；插件式；树障；输电；距离测量中图分类号：TN247文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.08D.22插件式无人机精确测量树障装置的研制张鹏飞（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529000）图 1转角较大的耐张塔輨輵