喷气阀门水平测力装置

摘要

本发明公开了一种喷气阀门水平测力装置，其中，底板水平设置，固定板和连接板垂直固定于底板的两侧，底板上设置调节螺钉用于调整底板的水平状态，固定板的内侧安装测力传感器；固定板与连接板之间设置有平行于底板的导柱，两块滑动板的上下两端分别设置一直线轴承，并套设于导柱上沿导柱左右滑动，两滑动板上分别安装挡板和待测力阀门，待测力阀门的喷气方向朝向连接板，待测力阀门的喷气口中心、滑动板的中心与测力传感器的测力中心在水平方向上重合。通过本发明的技术方案，能够平稳、准确地测量出待测力阀门的推力值，实现了阀门的单向推力测试，运行稳定、定位精密、结构简单、性能可靠，且测量原理简单、使用方便。

权利要求

1.一种喷气阀门水平测力装置，其特征在于，包括：固定部分、滑动部分和连接部分；

所述固定部分包括底板、固定板、测力传感器和调节螺钉，所述滑动部分包括直线轴承、滑动板、拉杆和挡板，所述连接部分包括连接板、导柱和连接杆；

所述底板水平设置，所述固定板和所述连接板垂直固定于所述底板的两侧，所述底板上设置所述调节螺钉用于调整所述底板的水平状态，所述固定板与所述连接板之间通过连接杆相固定，所述固定板的内侧安装所述测力传感器；

所述固定板与所述连接板之间的上下两侧分别设置有平行于所述底板的所述导柱，两块所述滑动板的上下两端分别设置一所述直线轴承，所述直线轴承分别套设于所述导柱上沿所述导柱左右滑动，两块所述滑动板之间通过所述拉杆相连；

与所述测力传感器相邻的所述滑动板上安装所述挡板，与所述连接板相邻的所述滑动板上安装待测力阀门，所述待测力阀门的喷气方向朝向所述连接板，所述待测力阀门的喷气口中心、所述滑动板的中心与所述测力传感器的测力中心在水平方向上重合。

2.根据权利要求1所述的喷气阀门水平测力装置，其特征在于，所述滑动板为圆形，所述滑动板的上下两端分别安装所述直线轴承，两根所述导柱在竖直方向上对齐，所述滑动板中部设置两道平行设置的横梁，所述横梁上设置有用于安装所述挡板或所述待测力阀门的接口孔，还设置有用于连接所述拉杆的接口孔。

3.根据权利要求1所述的喷气阀门水平测力装置，其特征在于，所述底板上两侧分别设置有用于固定所述固定板和所述连接板的接口孔和销子孔，还设置有用于安装所述调节螺钉的接口螺纹孔，以及设置有用于与工作台连接的接口孔。

4.根据权利要求1或3所述的喷气阀门水平测力装置，其特征在于，所述调节螺钉底部设置有球面，所述底板四周边缘上设置有至少三个所述调节螺钉，所述调节螺钉由上向下螺入锁紧螺母和所述底板并贯穿所述底板，调节至少三个所述调节螺钉的高度以调整所述底板的水平状态，所述调节螺钉调节至预设高度后旋紧所述锁紧螺母以固定所述调节螺钉的高度。

5.根据权利要求1所述的喷气阀门水平测力装置，其特征在于，所述固定板底部设置有用于与所述底板相固定的螺钉孔，螺钉由所述底板底部穿过所述底板并旋入螺钉孔进行固定，所述固定板上设置有用于安装所述测力传感器的接口孔以及安装所述连接杆和所述导轴的接口孔；

所述连接板底部设置有用于与所述底板相固定的螺钉孔，螺钉由所述底板底部穿过所述底板并旋入螺钉孔进行固定，所述连接板上设置有用于安装所述连接杆和所述导轴的接口孔，所述连接板中部对应所述待测力阀门喷气口处预留有圆孔，所述圆孔面积大于所述待测力阀门喷出气流的覆盖范围；

所述连接杆和所述导轴两端分别与所述固定板与所述连接板上对应的接口孔相连接。

6.根据权利要求1所述的喷气阀门水平测力装置，其特征在于，所述固定板的结构强度大于或等于预设最大测试应力。

7.根据权利要求1所述的喷气阀门水平测力装置，其特征在于，所述待测力阀门通过高压软管与外接气源相连通。

8.根据权利要求1所述的喷气阀门水平测力装置，其特征在于，所述导柱为双头台阶圆柱型结构，所述导柱的两端分别设置有安装带轴肩的外螺纹，分别连接至所述固定板和所述连接板上相对于所述底板相同高度的接口孔中；

所述导柱的主轴达到h5级精度，表面粗糙度为Ra0.8，两侧的台阶轴的同轴度为φ

0.002。

9.根据权利要求4所述的喷气阀门水平测力装置，其特征在于，所述调节螺钉和所述底板上对应的所述接口螺纹孔的螺纹均为细牙，螺纹精度为g7级，所述调节螺钉底部球面粗糙度为Ra0.8。

10.根据权利要求1所述的喷气阀门水平测力装置，其特征在于，进行测力操作前移动所述滑动部分至所述挡板与所述测力传感器相接触。

说明书

喷气阀门水平测力装置

技术领域

[0001] 本发明涉及阀门试验技术领域，尤其涉及一种喷气阀门水平测力装置。

背景技术

[0002] 目前，喷气阀门在完成制造后，需要进行推力测试，现有技术中主要采用两种办法，一是采用垂直法测试，将阀门喷嘴向上，在其下方设置压力传感器，这种方法不适合大
推力阀门和双推力阀门的测试；二是采用水平滑车的方式，喷嘴处于水平，在其反方向上设
置有压力传感器，这种方法的测试装置，无法有效克服摩擦力带来的测试误差，造成测量数
据不准确、且制造成本高。

发明内容

[0003] 针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种喷气阀门水平测力装置，采用水平滑轨的结构形式，将待测力阀门安装于滑动板上，测力过程中在待测力阀门喷出气体的
反作用力下，相连的另一滑动板上的挡板沿水平设置的导柱滑动，对固定板上安装的测力
传感器产生压力，从而平稳、准确地测量出待测力阀门的推力值，实现了阀门的单向推力测
试，运行稳定、定位精密、结构简单、性能可靠，且测量原理简单、使用方便。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供了一种喷气阀门水平测力装置，包括：固定部分、滑动部分和连接部分；所述固定部分包括底板、固定板、测力传感器和调节螺钉，所述滑动部
分包括直线轴承、滑动板、拉杆和挡板，所述连接部分包括连接板、导柱和连接杆；所述底板
水平设置，所述固定板和所述连接板垂直固定于所述底板的两侧，所述底板上设置所述调
节螺钉用于调整所述底板的水平状态，所述固定板与所述连接板之间通过连接杆相固定，
所述固定板的内侧安装所述测力传感器；所述固定板与所述连接板之间的上下两侧分别设
置有平行于所述底板的所述导柱，两块所述滑动板的上下两端分别设置一所述直线轴承，
所述直线轴承分别套设于所述导柱上沿所述导柱左右滑动，两块所述滑动板之间通过所述
拉杆相连；与所述测力传感器相邻的所述滑动板上安装所述挡板，与所述连接板相邻的所
述滑动板上安装待测力阀门，所述待测力阀门的喷气方向朝向所述连接板，所述待测力阀
门的喷气口中心、所述滑动板的中心与所述测力传感器的测力中心在水平方向上重合。

[0005] 在上述技术方案中，优选地，所述滑动板为圆形，所述滑动板的上下两端分别安装所述直线轴承，两根所述导柱在竖直方向上对齐，所述滑动板中部设置两道平行设置的横
梁，所述横梁上设置有用于安装所述挡板或所述待测力阀门的接口孔，还设置有用于连接
所述拉杆的接口孔。

[0006] 在上述技术方案中，优选地，所述底板上两侧分别设置有用于固定所述固定板和所述连接板的接口孔和销子孔，还设置有用于安装所述调节螺钉的接口螺纹孔，以及设置
有用于与工作台连接的接口孔。

[0007] 在上述技术方案中，优选地，所述调节螺钉底部设置有球面，所述底板四周边缘上设置有至少三个所述调节螺钉，所述调节螺钉由上向下螺入锁紧螺母和所述底板并贯穿所
述底板，调节至少三个所述调节螺钉的高度以调整所述底板的水平状态，所述调节螺钉调
节至预设高度后旋紧所述锁紧螺母以固定所述调节螺钉的高度。

[0008] 在上述技术方案中，优选地，所述固定板底部设置有用于与所述底板相固定的螺钉孔，螺钉由所述底板底部穿过所述底板并旋入螺钉孔进行固定，所述固定板上设置有用
于安装所述测力传感器的接口孔以及安装所述连接杆和所述导轴的接口孔；所述连接板底
部设置有用于与所述底板相固定的螺钉孔，螺钉由所述底板底部穿过所述底板并旋入螺钉
孔进行固定，所述连接板上设置有用于安装所述连接杆和所述导轴的接口孔，所述连接板
中部对应所述待测力阀门喷气口处预留有圆孔，所述圆孔面积大于所述待测力阀门喷出气
流的覆盖范围；所述连接杆和所述导轴两端分别与所述固定板与所述连接板上对应的接口
孔相连接。

[0009] 在上述技术方案中，优选地，所述固定板的结构强度大于或等于预设最大测试应力。

[0010] 在上述技术方案中，优选地，所述待测力阀门通过高压软管与外接气源相连通。

[0011] 在上述技术方案中，优选地，所述导柱为双头台阶圆柱型结构，所述导柱的两端分别设置有安装带轴肩的外螺纹，分别连接至所述固定板和所述连接板上相对于所述底板相
同高度的接口孔中；所述导柱的主轴达到h5级精度，表面粗糙度为Ra0.8，两侧的台阶轴的
同轴度为φ0.002。

[0012] 在上述技术方案中，优选地，所述调节螺钉和所述底板上对应的所述接口螺纹孔的螺纹均为细牙，螺纹精度为g7级，所述调节螺钉底部球面粗糙度为Ra0.8。

[0013] 在上述技术方案中，优选地，进行测力操作前移动所述滑动部分至所述挡板与所述测力传感器相接触。

[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用水平滑轨的结构形式，将待测力阀门安装于滑动板上，测力过程中在待测力阀门喷出气体的反作用力下，相连的另一滑动板上
的挡板沿水平设置的导柱滑动，对固定板上安装的测力传感器产生压力，从而平稳、准确地
测量出待测力阀门的推力值，实现了阀门的单向推力测试，运行稳定、定位精密、结构简单、
性能可靠，且测量原理简单、使用方便。

附图说明

[0015] 图1为本发明一种实施例公开的喷气阀门水平测力装置的整体结构示意图；

[0016] 图2为本发明一种实施例公开的喷气阀门水平测力装置的两个视角的立体结构示意图；

[0017] 图3为本发明一种实施例公开的待测力阀门的结构示意图；

[0018] 图4为本发明一种实施例公开的固定部分的主视结构和立体结构示意图；

[0019] 图5为本发明一种实施例公开的滑动部分的主视结构和立体结构示意图；

[0020] 图6为本发明一种实施例公开的连接部分的主视结构和立体结构示意图；

[0021] 图7为本发明一种实施例公开的调节螺钉的主视结构和立体结构示意图；

[0022] 图8为本发明一种实施例公开的底板的主视结构和俯视结构示意图；

[0023] 图9为本发明一种实施例公开的固定板的主视结构和立体结构示意图；

[0024] 图10为本发明一种实施例公开的滑动板的主视结构和立体结构示意图；

[0025] 图11为本发明一种实施例公开的挡板的结构示意图；

[0026] 图12为本发明一种实施例公开的拉杆的结构示意图；

[0027] 图13为本发明一种实施例公开的连接板的三视图和立体结构示意图；

[0028] 图14为本发明一种实施例公开的导柱的结构示意图；

[0029] 图15为本发明一种实施例公开的喷气阀门水平测力装置的测试原理示意图。

[0030] 图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

[0031] 1.调节螺钉，2.底板，3.固定板，4.直线轴承，5.滑动板，6.测力传感器，7.挡板，8.拉杆，9.连接板，10.连接杆，11.导柱，12.待测力阀门。

具体实施方式

[0032] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明的一部分实施例，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
员在没有做出创造性劳动的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。

[0033] 下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

[0034] 如图1至图3所示，根据本发明提供的一种喷气阀门水平测力装置，包括：固定部分、滑动部分和连接部分；固定部分包括底板2、固定板3、测力传感器6和调节螺钉1，滑动部
分包括直线轴承4、滑动板5、拉杆8和挡板7，连接部分包括连接板9、导柱11和连接杆10；底
板2水平设置，固定板3和连接板9垂直固定于底板2的两侧，底板2上设置调节螺钉1用于调
整底板2的水平状态，固定板3与连接板9之间通过连接杆10相固定，固定板3的内侧安装测
力传感器6；固定板3与连接板9之间的上下两侧分别设置有平行于底板2的导柱11，两块滑
动板5的上下两端分别设置一直线轴承4，直线轴承4分别套设于导柱11上沿导柱11左右滑
动，两块滑动板5之间通过拉杆8相连；与测力传感器6相邻的滑动板5上安装挡板7，与连接
板9相邻的滑动板5上安装待测力阀门12，待测力阀门12的喷气方向朝向连接板9，待测力阀
门12的喷气口中心、滑动板5的中心与测力传感器6的测力中心在水平方向上重合。

[0035] 如图4所示，在该实施例中，固定部分的作用是：利用调节螺钉1，将底板2调整为水平状态，并与工作台用螺钉连接紧固。底板2用销子定位，螺钉连接紧固，再来安装固定板3
和连接部分，保证其相互位置，为测力装置提供水平的工作平台。

[0036] 如图5所示，滑动部分的作用是：通过直线轴承4安装在连接部分上，形成水平运动机构，优选地，两组滑动板5上、下侧通过2组4个LM12直线轴承与导柱11滑动连接，在两组滑
动板5的中心线上，一端安装待测力阀门12，一端安装与测力传感器6相接触的挡板7，待测
力阀门12工作时，气流的反作用力带动待测力阀门12运动，从而对测力传感器6产生相反方
向同等大小的推力。

[0037] 如图6所示，连接部分的作用是：安装和定位滑动部分，让其能沿着设定的轨迹精准滑动，用拉杆8与固定部分连接，用导柱11为滑动部分提供轨道。

[0038] 其中，测力传感器6优选采用BK‑3B小量程测力/称重传感器，其精度和最大量程可根据待测力阀门12的具体参数选定，直线轴承4优选采用符合GB/T16940‑1997标准的LM12
直线轴承。

[0039] 其中，挡板7安装于靠近测力传感器6的滑动板5外侧，用于挡住滑动板5中间的空挡，有了该挡板7，两个滑动板5即可采用相同的形状。通过挡板7与测力传感器6接触，以将
被测力阀门受到的反作用力传递到测力传感器6上。拉杆8的作用是将两个滑动板5紧固，从
而实现两个滑动板5为一体结构，便于作用力的传导。

[0040] 如图7所示，在上述实施例中，优选地，调节螺钉1底部设置有球面，底板2四周边缘上设置有至少三个调节螺钉1，调节螺钉1由上向下螺入锁紧螺母和底板2并贯穿底板2，调
节至少三个调节螺钉1的高度以调整底板2的水平状态，优选采用4个调节螺钉1。调节螺钉1
调节至预设高度后旋紧锁紧螺母，以固定调节螺钉1的高度。底部采用球面，当其运动时可
与工作台形成点接触，便于将整个装置调整至水平状态。

[0041] 如图8所示，在上述实施例中，优选地，底板2上两侧分别设置有用于固定固定板3和连接板9的接口孔和销子孔，还设置有用于安装调节螺钉1的接口螺纹孔，以及设置有用
于与工作台连接的接口孔。优选地，底板2采用正方形，上表面具有要求较高的平面度，其上
优选设置有4处安装调整水平机构用的接口螺纹孔和8处与工作台连接的接口孔。当底板2
调至水平状态后，用螺钉与工作台紧固。其上还设置安装固定板3用的6处接口孔和2处销子
孔，用于保证固定板3与连接部分的位置，以及固定板3和连接板9的垂直度。

[0042] 如图9所示，在上述实施例中，优选地，固定板3底部设置有用于与底板2相固定的螺钉孔，螺钉由底板2底部穿过底板2并旋入螺钉孔进行固定，固定板3上设置有用于安装测
力传感器6的接口孔以及安装连接杆10和导轴的接口孔。

[0043] 其中，优选地，连接杆10采用双头螺柱，用于将已经同底板2连接的连接板9和固定板3用双螺母紧固，即可将两个板子紧固还不让两个板子发生形变。

[0044] 如图10至图12所示，在上述实施例中，优选地，滑动板5为圆形，滑动板5的上下两端分别安装直线轴承4，两根导柱11在竖直方向上对齐，滑动板5中部设置两道平行设置的
横梁，横梁上设置有用于安装挡板7或待测力阀门12的接口孔，还设置有用于连接拉杆8的
接口孔。滑动板5的作用是安装待测力阀门12，并带动阀门沿着导柱11精准滑动。滑动板5上
优选设置有与待测力阀门12连接的4处接口孔，该接口应根据待测力阀门12具体情况而定。
直线轴承4的安装采用典型结构，与导柱11配合，保证滑动部分的工作轨迹准确平稳无阻
涩。

[0045] 如图13所示，连接板9底部设置有用于与底板2相固定的螺钉孔，螺钉由底板2底部穿过底板2并旋入螺钉孔进行固定，连接板9上设置有用于安装连接杆10和导轴的接口孔，
连接板9中部对应待测力阀门12喷气口处预留有圆孔，圆孔面积大于待测力阀门12喷出气
流的覆盖范围，为阀门的喷气让出空间，防止气流被连接板9阻挡从而反作用于待测力阀门
12上改变应有的反作用力；连接杆10和导轴两端分别与固定板3与连接板9上对应的接口孔
相连接。

[0046] 在上述实施例中，优选地，固定板3为长方形，其结构强度大于或等于预设最大测试应力。

[0047] 在上述实施例中，优选地，待测力阀门12通过高压软管与外接气源相连通。

[0048] 如图14所示，在上述实施例中，优选地，导柱11为双头台阶圆柱型结构，导柱11的两端分别设置有安装带轴肩的外螺纹，分别连接至固定板3和连接板9上相对于底板2相同
高度的接口孔中；导柱11的主轴达到h5级精度，表面粗糙度为Ra0.8，两侧的台阶轴的同轴
度为φ0.002，保证滑动部分精准运行。

[0049] 在上述实施例中，优选地，调节螺钉1和底板2上对应的接口螺纹孔的螺纹均为细牙，螺纹精度为g7级，调节螺钉1底部球面粗糙度为Ra0.8，底板2的基准要求平面度为
0.05mm，其上的8处与工作台连接的接口孔以及安装固定板3和连接板9用的二组各6处接口
孔，较普通过孔的螺纹直径大0.5‑1mm。2处销子孔采用H6/m7的配合。

[0050] 在上述实施例中，优选地，底板2、固定板3和连接板9采用钢板45GB/T711‑2008材料，热处理采用淬火HRC40‑45即可，调节螺钉1采用圆钢30CrMnSiA GB/T3077‑1999材料，调
质HRC30‑35即可。固定板3上用于安装测力传感器6的接口孔较普通过孔的螺纹直径大0.2‑
0.5mm。滑动板5和挡板7采用钢板2Cr13 GB/T4237‑1992，热处理为调质HRC28～32。拉杆8采
用圆钢2Cr13 GB/T1220‑1992，热处理为调质HRC28～32。连接杆10采用圆钢Q235A GB/
T700‑2006材料，调质即可。导柱11采用圆钢40Cr GB/T3077‑2015材料，淬火HRC45～50。

[0051] 在上述实施例中，优选地，进行测力操作前移动滑动部分至挡板7与测力传感器6相接触。通过反作用力原理，当待测力阀门12的喷气口喷气时，带有直线轴承4的滑动部分
带动待测力阀门12沿导柱11运动，通过挡板7对测力传感器6施加压力，将推力变为压力，其
压力值可以直接测试出来，由于本发明采用直线轴承4，试验中因为摩擦和其他因素产生的
误差力不超过1N，可以忽略，故该测量值即可作为阀门推力值。

[0052] 如图15所示，根据上述实施例提供的喷气阀门水平测力装置，使用方法为：

[0053] 首先将本装置按上述记载及图示将各部件和各零件组装到位，调节4处调节螺钉1，用水平仪检测底板2水平度达到要求后，用螺母锁死后用8处螺钉将本装置固定在工作台
上；再将待测力阀门12用螺钉与滑动板5连接，紧固。此时装置将保证待测力阀门12的喷气
口中心、滑动轨迹中心和测力传感器6三个中心重合。装置也保证了测力传感器6的方向垂
直于工作台面，两个导柱11处于精确的水平方向，滑动部分在导柱11上行动自如无卡阻。将
装置上的有源或无源阀门，打开开关开始喷气，阀门受到的反作用力带动滑动部分与测力
传感器6接触并挤压，观察测力传感器6显示的数值，即可得到该阀门所喷气体的推力值。

[0054] 在本发明的所有构成件中，除了导柱11、滑动板5、底板2和固定板3等4个部件的配合和定位部位的尺寸、形位公差、表面粗糙度的精度要求较高外，其余部分的精度和尺寸均
设置为自由公差，即可满足使用，成本低，加工工艺性和经济性好。

[0055] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、
等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。