CN101458198A - 一种承压设备高压大流量疲劳试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及承压设备试验技术领域，旨在提供一种承压设备高压大流量疲劳试验系统。该系统，包括低压供液装置、压力升降装置、气体驱动装置和测量控制系统。其中，低压供液装置包括由低压管路连通的水箱、过滤器、电机驱动的低压泵、高精度过滤器。本发明的优点是：特别适用于大容积高压设备的疲劳试验，输出压力高，流量大，能够在较短的时间内完成测定疲劳寿命；输出压力范围广，压力稳定，广泛适用于低压、中压、高压容器的疲劳试验；增压速率可以根据受试容器的容积和试验要求自由调节；噪声相对较小；成本较低，操作简便等。
Description
技术领域
本发明涉及承压设备试验技术领域，特别是指一种承压设备高压大流量疲劳试验系统。
背景技术
随着高压技术的进步和发展，高压容器在石油、化工和新能源等领域得到了日益广泛的应用。对于承受交变载荷的高压容器，在长期使用过程中会出现疲劳破坏现象。由于高压容器工作压力很高，设备贮存能量较大，一旦发生疲劳破坏，将会对人身安全造成极大的威胁。因此，对于承受交变载荷的高压容器，为保证其性能，需要对其进行疲劳试验，从而能够在较短的时间内测定高压容器的疲劳寿命，为容器的设计提供必要的依据。
目前，国内现有的承压设备疲劳试验装置，很难在输出压力和流量两方面都达到比较高的水平。通常压力较高的试验装置，输出流量往往很小，对于大容积的高压容器，疲劳试验过程往往需要很长的时间。中国专利ZL200620102510.0提供了一种多功能高压设备安全性能检测装置，它采用气动液体增压技术，可进行耐压试验、疲劳试验、爆破试验检测方式，但其输出流量很小，很难满足大容积高压容器的疲劳试验要求。中国专利CN200410155199.1提供了一种压力容器液压疲劳试验系统，它是一个由油路加压、保压、卸压装置和测量控制系统组成的适用于较高压力的疲劳试验装置，对于更高压力的高压容器，将不再适用。中国专利ZL02203366.1提供了一种承压容器疲劳试验装置，它采用压缩空气作压力介质，主要针对太阳能热水器内胆的疲劳检测，输出压力很低。
因此，如何设计一套既能满足高压容器疲劳试验要求，又能在较短的时间内测定大容积高压容器疲劳寿命的装置，对于保证高压容器安全运行和掌握高压容器疲劳性能具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种承压设备高压大流量疲劳试验系统，特别是针对大容积的高压设备，使其能够在较短时间内测定承压设备的疲劳寿命，为承压设备的设计提供可靠的科学依据。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的。
一种承压设备高压大流量疲劳试验系统，包括低压供液装置、压力升降装置、气体驱动装置和测量控制系统，其中，低压供液装置包括由低压管路连通的水箱1、过滤器2、电机驱动的低压泵3、高精度过滤器4；压力升降装置包括由高压管路和卸压管路连通的电机驱动的高压大流量增压泵7、安全阀28、溢流阀27、冷却器26、气控阀14、高压单项阀15、气动卸压阀24、背压阀23、手动卸压阀22；气体驱动装置包括由气体管路连通的气源装置10、空气过滤器11、减压阀12、电磁阀I 13、电磁阀II 25；测量控制系统包括计算机17、控制器16、低压传感器5、高压传感器18、流量计21、变频器8、低压压力表6、高压压力表I 9、高压压力表II 20。
作为一种改进，电机驱动的高压大流量增压泵7是三柱塞高压泵；
作为进一步改进，气控阀14是二位三通阀；
作为进一步改进，电磁阀I 13是二位五通阀；
作为进一步改进，电磁阀II 25是二位三通阀。
本发明的优点是：1.特别适用于大容积高压设备的疲劳试验，输出压力高，流量大，能够在较短的时间内完成测定疲劳寿命。2.输出压力范围广，压力稳定，广泛适用于低压、中压、高压容器的疲劳试验；3.增压速率可以根据受试容器的容积和试验要求自由调节；3.噪声相对较小；4.成本较低，操作简便等。
附图说明
图1是本发明实施例的一种承压设备高压大流量疲劳试验系统示意图。
图中：水箱1、过滤器2、电机驱动的低压泵3、高精度过滤器4、低压传感器5、低压压力表6、电机驱动的高压大流量增压泵7、变频器8、高压压力表I9、气源装置10、空气过滤器11、减压阀12、电磁阀I 13、气控阀14、高压单项阀15、控制器16、计算机17、高压传感器18、试验容器19、高压压力表II 20、流量计21、手动卸压阀22、背压阀23、气动卸压阀24、电磁阀II 25、冷却器26、溢流阀27、安全阀28、低压进液管路P1、高压管路P2、溢流管路I P3、溢流管路II P4、回流管路P5、卸压管路I P6、卸压管路II P7
具体实施方式
参照上述附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一种承压设备高压大流量疲劳试验系统，包括低压供液装置、压力升降装置、气体驱动装置和测量控制系统，低压供液装置由低压进液管路P1连通的水箱1、过滤器2、电机驱动的低压泵3、高精度过滤器4组成；压力升降装置由电机驱动的高压大流量增压泵7、安全阀28、溢流阀27、冷却器26、气控阀14、高压单项阀15、气动卸压阀24、背压阀23、手动卸压阀22组成，电机驱动的高压大流量增压泵7、气控阀14、高压单项阀15位于高压管路P2上，气控阀14的A口与P口与高压管路P2相连，0口与回流管路P5相连，安全阀28位于溢流管路I P3上，溢流阀27、冷却器26位于溢流管路II P4，气动卸压阀24、背压阀23位于卸压管路I P6上，手动卸压阀22位于卸压管路II P7上；气体驱动装置由气体管路连通的气源装置10、空气过滤器11、减压阀12、电磁阀I 13、电磁阀II 25组成；测量控制系统包括计算机17、控制器16、低压传感器5、高压传感器18、流量计21、变频器8。此外，低压进液管路P1上设有低压压力表6，电机驱动的高压大流量增压泵7出口设有高压压力表I 9，高压单项阀15出口设有高压压力表II 20，辅助显示压力。
首先根据需要在计算机17中设定压力上限、压力下限、保压时间、脉冲次数和输出流量等必要数据和相关信息后，根据计算机17的要求，控制器16发出指令启动电机驱动的低压泵3，待压力稳定后，启动电机驱动的高压大流量增压泵7，同时控制电磁阀I 13的1口与4口连通，驱动气体进入气控阀14的一个进气口，使其A口与P口连通，压力介质由电机驱动的高压大流量增压泵7增压，通过高压管路P2进入试验容器19，通过溢流阀27控制系统的压力上限，试验容器19的压力信号通过高压传感器18传送到控制器16中进行数据比较和逻辑判断，当压力值达到设定的上限压力时，计算机17通过控制器16向电磁阀I13发出动作指令，使其1口与2口连通，驱动气体进入气控阀14的另一进气口，从而使气控阀14的A口与0口连通，试验容器19进入保压状态，保压过程中来自电机驱动的高压大流量增压泵7的压力介质通过气控阀13经回流管路P5返回水箱1。当保压时间达到设定值时，计算机17通过控制器16向电磁阀II 25发出动作指令，使其P口与A口连通，驱动气体由气体管路进入气动卸压阀24的进气口，气动卸压阀24开启，压力介质由卸压管路I P6返回水箱1，压力介质通过背压阀23控制系统的压力下限，当试验容器19内的压力降至设定的下限压力时，计算机17通过控制器16向电磁阀II 25发出动作指令，使其A口与0口连通，气动卸压阀24关闭，试验容器19进入下限保压状态。当保压时间达到设定值时，计算机17再次按上述过程发出指令，接受信号，反复进行升压—保压—降压—保压的过程，从而实现对试验容器19进行疲劳试验的目的。
为保证电机驱动的高压大流量增压泵7安全稳定运行，电机驱动的低压泵3出口压力应稳定在一定的压力范围内，于是在电机驱动的低压泵3出口设置低压传感器5，当电机驱动的低压泵3出口压力低于安全值时，控制器16将向电机驱动的高压大流量增压泵7指令，自动关闭电机驱动的高压大流量增压泵7。当水箱1液位低于安全值时，控制器16也将发出指令，自动关闭电机驱动的高压大流量增压泵7。由于疲劳试验时间较长，压力介质温度将不断升高，为此在溢流管路II P4上设置冷却器26，使压力介质温度维持在较低水平。
本发明采用电机驱动的高压大流量增压泵7，特别适用于大容积承压设备的疲劳试验，也可根据受试容积的大小和试验要求，通过变频器8调整电机驱动的高压大流量增压泵7电机的转速，从而调整电机驱动的高压大流量增压泵7的输出流量，控制系统的升压速率。采用溢流阀27和背压阀23，可以精确地控制系统压力上限和下限，使本发明能够在较大的压力范围内，广泛适用于高压容器的疲劳试验。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (5)
1、一种承压设备大流量高压疲劳试验系统，其特征在于，包括低压供液装置、压力升降装置、气体驱动装置和测量控制系统，其中，低压供液装置包括由低压管路连通的水箱(1)、过滤器(2)、电机驱动的低压泵(3)、高精度过滤器(4)；压力升降装置包括由高压管路(P2)和卸压管路连通的电机驱动的高压大流量增压泵(7)、安全阀(28)、溢流阀(27)、冷却器(26)、气控阀(14)、高压单项阀(15)、气动卸压阀(24)、背压阀(23)、手动卸压阀(22)；气体驱动装置包括由气体管路连通的气源装置(10)、空气过滤器(11)、减压阀(12)、电磁阀I(13)、电磁阀II(25)；测量控制系统包括计算机(17)、控制器(16)、低压传感器(5)、高压传感器(18)、流量计(21)、变频器(8)、低压压力表(6)、高压压力表I(9)、高压压力表II(20)。
2、根据权利要求1所述的一种承压设备大流量高压疲劳试验系统，其特征在于，所述的电机驱动的高压大流量增压泵(7)是三柱塞高压泵。
3、根据权利要求1所述的一种承压设备大流量高压疲劳试验系统，其特征在于，所述的气控阀(14)是二位三通阀。
4、根据权利要求1所述的一种承压设备大流量高压疲劳试验系统，其特征在于，所述的电磁阀I(13)是二位五通阀。
5、根据权利要求1所述的一种承压设备大流量高压疲劳试验系统，其特征在于，所述的电磁阀II(25)是二位三通阀。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20090617 |