CN103573753B - 液压阀瞬态试验回路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压阀瞬态试验回路，该回路包括加压油泵（1）和加载控制阀，所述加压油泵泵送的液压油能够经由所述加载控制阀控制加载至被试阀（3）的进油口，所述加载控制阀能够控制加载液压油的流量，从而调节所述被试阀的进口压力飞升率。根据本发明的液压阀瞬态试验回路中，加载控制阀可具有多种结构形式，例如插装阀（4）结合可变节流阀（5）的形式或者插装阀（4）结合比例调节阀（8）的形式等，从而以分流或节流等方式调节向被试阀的进油口输出的液压油的流量，从而调节被试阀的进口压力飞升率。其中液压油可直接从就近设置的插装阀的出油口通过输油软管输送至被试阀，输油软管的长度可最小化，以减小对进口压力飞升率的影响。

Description

液压阀瞬态试验回路

技术领域

本发明涉及液压阀的测试领域，具体地，涉及一种液压阀的瞬态试验回路。

背景技术

在行业标准JB/T8729.2的《液压多路换向阀-试验方法》中，提出了常规液压阀瞬态试验及其试验回路，采用满足特定要求的液压油冲击被试液压阀的进油口，使得被试阀迅速溢流，从而研究被试阀的溢流过程的特性。瞬态试验是国标严格要求的液压阀型式试验之一，对于表征液压阀的特性有很重要的作用。参见JB/T8729.2，在试验过程中，应满足被试阀进口处的起始压力值不应大于最终压力值的20%。根据不同的测试标准级别，被试阀的进口压力飞升率应达到试验级别的要求。该进口压力飞升率是指被试阀的进口压力从最终稳态压力值与起始压力值之差的10%上升到90%的压力变化量与相应时间之比，也称之为进口压力变化率。

如图1所示为一种采用外控式的液压阀瞬态试验回路。试验过程刚开始时，电磁开关阀204不通电，主泵101的出口流量通过插装阀201冲击加载和节流口203节流后回油箱，被试阀的阀前压力由节流口203决定。做瞬态试验时，电磁开关阀204瞬间通电打向左位，辅助泵105的压力油通过电磁开关阀204和节流口202作用在插装阀201的控制端，插装阀201迅速关闭，主泵101出口的油液不能从插装阀201流出，便瞬间冲向被试阀301，从而使被测阀301进口处产生一个瞬态压力梯度。

其中，该瞬态压力梯度的公式为：

式中：qv——被试阀的稳态流量；ks——油液的等熵体积弹性模量；V——被试阀与试验系统中阶跃加载阀之间油路连通容积。

然而，在图1所示的现有液压阀瞬态试验回路中存在诸多不足：

1）：被试阀的进口压力飞升率均只能满足瞬态试验标准中的一个级别，不能满足标准中所有级别的瞬态试验，进口压力飞升率也不能按需进行调节。

2）：从主泵到被试阀之间的软管长度大大影响了被试阀的进口压力飞升率。要想获得高的进口压力飞升率只能用减小液压管长度的方法来实现。

3）：现有的瞬态试验方法中，要求将被测阀放在距主泵很近的位置进行试验，没有定量的描述。在特殊情况下，被试阀与主泵之间的距离较远时，便无法进行液压阀的瞬态试验。

4）：试验装置利用率有限，为瞬态试验额外增加一个辅助液压泵，增加系统的复杂程度，同时也增加了试验台成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压阀瞬态试验回路，该回路中的被试阀的进口压力飞升率可调。

为实现上述目的，本发明提供了一种液压阀瞬态试验回路，该回路包括加压油泵和加载控制阀，所述加压油泵泵送的液压油能够经由所述加载控制阀控制加载至被试阀的进油口，其中，所述加载控制阀能够控制加载液压油的流量，从而调节所述被试阀的进口压力飞升率。

优选地，所述加载控制阀包括插装阀、可变节流阀和开关阀，该插装阀包括第一油口、第二油口和控制腔，所述第一油口液压连接所述加压油泵的出油口，所述第二油口分别液压连接至所述被试阀的进油口和可变节流阀的进油口，所述控制腔连接有插装阀控制油路，所述开关阀设在所述插装阀控制油路中以控制所述插装阀的打开或关闭。

优选地，所述插装阀控制油路液压连接至所述加压油泵的出油口或所述插装阀的第一油口。

优选地，所述开关阀为包括第一工作油口、第二工作油口和回油口的两位三通电磁换向阀，所述第一工作油口连通所述控制腔，所述第二工作油口液压连接所述加压油泵的出油口，所述开关阀能够切换控制所述第一工作油口与所述第二工作油路或与所述回油口的内部连接，并且该开关阀配置为在对所述被试阀进行液压油加载时使得所述第一工作油口切换至与所述回油口连通。

优选地，该回路还包括第一节流口，该第一节流口设置在所述插装阀控制油路中的所述控制腔与所述开关阀之间的部分油路上。

优选地，该回路还包括第二节流口，该第二节流口设置在所述插装阀的第二油口与所述被试阀的进油口之间的油液加载油路中。

优选地，所述加载控制阀包括插装阀和比例调节阀，该插装阀包括第一油口、第二油口和控制腔，所述第一油口液压连接所述加压油泵的出油口，所述第二油口液压连接所述被试阀的进油口，所述控制腔连接有插装阀控制油路，所述比例调节阀设在所述插装阀控制油路中以调节油压，从而控制所述插装阀的阀芯的开度。

优选地，所述插装阀控制油路液压连接至所述加压油泵的出油口或所述插装阀的第一油口。

优选地，所述被试阀为溢流阀，该溢流阀的额定流量大于200L/min。

优选地，所述加载控制阀为比例电磁阀，该比例电磁阀设置在所述加压油泵的出油口与所述被试阀的进油口之间的连接油路上，以控制该连接油路的通断和液压油流量。

优选地，所述被试阀为溢流阀，该溢流阀的额定流量不大于200L/min。

优选地，所述比例电磁阀为两位两通阀或两位三通阀。

优选地，所述加载控制阀与所述被试阀的进油口之间通过输送油管相连，该输送油管的长度不大于1.5m。

根据上述技术方案，本发明的液压阀瞬态试验回路中的加载控制阀能够控制加载液压油的流量，从而调节被试阀的进口压力飞升率。此加载控制阀可具有多种结构形式，例如插装阀结合可变节流阀的形式或者插装阀结合比例调节阀的形式等，从而以分流或节流等方式调节从插装阀的出油口向被试阀的进油口输出的液压油的流速，从而调节被试阀的进口压力飞升率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中的一种液压阀瞬态试验回路的液压原理图；

图2为根据本发明的一种优选实施方式的液压阀瞬态试验回路的液压原理图；

图3为根据本发明的另一种优选实施方式的液压阀瞬态试验回路的液压原理图；以及

图4为根据本发明的还一种优选实施方式的液压阀瞬态试验回路的液压原理图。

本发明的附图标记说明

1加压油泵2回油溢流阀

3被试阀4插装阀

5可变节流阀6开关阀

7第一节流口8比例调节阀

9比例电磁阀10第二节流口

C1第一油口C2第二油口

X控制腔Y过滤器

T油箱M驱动电机

V1油液泵送油路V2油泵回油油路

V3油液加载油路V4插装阀控制油路

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图2所示，本发明提供了一种液压阀瞬态试验回路，该回路包括加压油泵1和加载控制阀，加压油泵1泵送的液压油能够经由加载控制阀控制加载至被试阀3的进油口，其中，所述加载控制阀能够控制加载液压油的流量，从而调节被试阀3的进口压力飞升率。作为总的发明主旨，本发明是针对国标JB/T8729.2中瞬态试验压力飞升率不同级别的要求，而现有的瞬态试验回路只能满足其中一个压力飞升率级别的问题进行的改进，在根据本发明的试验回路中，具体通过功能性表述的加载控制阀的改进设计可满足实现不同压力飞升率级别的要求，操作简单，以下将具体阐述。需要说明的是，本发明的液压阀瞬态试验回路的设计符合JB/T8729.2中的各种试验标准和规定，因而JB/T8729.2的全部内容作为参考一并纳入本发明中。

参见图2，作为一种优选实施方式，其中的加载控制阀的结构包括插装阀4、可变节流阀5和开关阀6，该插装阀4包括第一油口C1、第二油口C2和控制腔（或控制端）X，第一油口C1液压连接加压油泵1的出油口，第二油口C2分别液压连接至被试阀3的进油口和可变节流阀5的进油口，控制腔X连接有插装阀控制油路V4，开关阀6设在插装阀控制油路V4中以控制插装阀4的打开或关闭。在本实施方式中，加载控制阀为插装阀4结合可变节流阀5的结构形式，插装阀4在非工作状态下由开关阀6控制为闭合状态，以保持阀前高压（即第二油口C2中容纳的液压油保持高压）。可变节流阀5用于对插装阀4中流出的加载液压油进行分流，使得从第二油口C2中流出的高压液压油经油液加载油路V3冲击到被试阀3的进口处而使被试阀3进油口的压力增大的建压过程延缓或可调节建压时间，即被试阀3进口压力飞升率可调节。

在图1所示的试验回路中，高压液压油从主泵101出油口流向被试阀301，由于二者在实验室中的实物布局间距大，导致二者之间的输送油管的长度较长，进而高压液压油的输送时间长，压力损失大，极大地影响了进口压力飞升率及其可调节性。可以说，影响被试阀进口压力飞升率最主要的因素是主泵与被试阀之间的输送油管的长度。而在本发明中，插装阀4相当于储能器且通过流量足够大，可将高压液压油就近流向被试阀3，因而插装阀4与图1回路中的插装阀201的作用不同，在图1中，插装阀201以控制回油的方式来控制对被试阀301的进油口的液压油冲击加载。在本发明中，该插装阀4的设置使得被试阀3的进口处的建压过程受插装阀4与被试阀3之间的输送油管的长度的影响，而不受加压油泵1与被试阀3之间的输送油管的长度的影响。这样，插装阀4可在被试阀3旁就近设置，最小化二者之间的输送油管的长度，从而使插装阀4和被试阀3之间输送油管的长度对进口压力飞升率的影响最小化。在根据本发明的试验回路中，加载控制阀与被试阀3的进油口之间的输送油管的长度可满足不大于1.5m。

由于插装阀4相当于储能器，插装阀4的开启即意味着对被试阀3的进油口进行液压油的冲击加载。在本实施方式中，采用了插装阀控制油路V4以控制插装阀4的开启，可选择地，该插装阀控制油路V4可以如图1所示采用外控方式，即包括辅助泵105的外控油路。但增加辅助泵105及其组件和控制阀等，增加了成本。因此，本实施方式中优选地采用内控式，插装阀控制油路V4液压连接至加压油泵1的出油口或插装阀4的第一油口C1，从而避免了采用副油泵等，大大降低成本。

如图2所示，开关阀6优选为包括第一工作油口、第二工作油口和回油口的两位三通电磁换向阀，第一工作油口连通插装阀4的控制腔X，第二工作油口液压连接加压油泵1的出油口，开关阀6能够控制第一工作油口选择性切换为与第二工作油路或回油口连通，并且该开关阀6配置为在对被试阀3进行液压油加载时使得第一工作油口切换至与回油口连通。换言之，该开关阀6为常开式，在不进行瞬态试验时开关阀6打开，从而使插装阀控制油路V4保持导通状态，使得插装阀4的第一油口C1与控制腔X的压力相当，从而插装阀4保持关闭，阀前保持高压。其中，该液压阀瞬态试验回路还包括设置在插装阀控制油路V4中的控制腔X与开关阀6之间的部分油路上的第一节流口7，该第一节流口7用于对从加压油泵1的出油口经油液泵送油路V1流向插装阀控制油路V4中的控制液压油进行节流，使得油液泵送油路V1的液压油更多地流向插装阀4的第一油口C1。而且，该液压阀瞬态试验回路还包括第二节流口10，该第二节流口10设置在插装阀4的第二油口C2与被试阀3的进油口之间的油液加载油路V3中，以对冲击加载的液压油进行节流，使之增压且流量更为平稳。

参见图3，作为另一种优选实施方式，其中的加载控制阀包括插装阀4和比例调节阀8，该插装阀4包括第一油口C1、第二油口C2和控制腔X，第一油口C1液压连接加压油泵1的出油口，第二油口C2液压连接被试阀3的进油口，控制腔X连接有插装阀控制油路V4，比例调节阀8设在插装阀控制油路V4中以调节油压，从而控制插装阀4的阀芯的开度。其中的比例调节阀8集合了图2中的可变节流阀5和开关阀6的功能，通过调节比例调节阀8的控制电流可控制插装阀控制油路V4中的油压，从而控制插装阀4的阀芯开度。在插装阀4的阀芯开度变化的情况下，加载液压油的流量相应变化，被试阀3的进油口的建压过程的时间相应变化，因而进口压力飞升率则可调节。换言之，不同于图2中对的加载液压油进行分流的方式，本实施方式中以控制插装阀控制油路V4中的控制液压油的方式对加载液压油的流量进行间接控制。

其中，同样地采用内控式，插装阀控制油路V4优选地液压连接至加压油泵1的出油口或插装阀4的第一油口C1，避免了图1回路中采用辅助泵的外控式，降低了成本。而且，图2和图3的回路中的加压油泵1均带有驱动电机M和设置在加压油泵1与油箱T之间的过滤器Y。加压油泵1的出油口还优选地连接有油泵回油油路V2，该油泵回油油路V2中设有回油溢流阀2，回油溢流阀2起到对加压油泵1和油液泵送油路V1的安全保护作用。

此外，被试阀3通常为溢流阀。在图2和图3的实施方式中，由于插装阀4的通过流量较大，适用于作为被试阀3的溢流阀的额定流量大于200L/min的场合，可进行需要较大流量的加载液压油的瞬态试验。在溢流阀的额定流量不大于200L/min时，则可采用更为简单实用的瞬态试验回路。如图4所示，其中的加载控制阀优选地采用常闭式比例电磁阀9，代替了图2中的插装阀4和开关阀6，去掉了可变节流阀5。通过调节比例电磁阀9的控制电流来实现对通过该比例电磁阀9的液压油流量的控制，从而实现对被试阀3的阀前进口压力飞升率的调节。其中，该比例电磁阀9设置在加压油泵1的出油口与被试阀3的进油口之间的连接油路上，以控制该连接油路的通断和液压油流量。其中的连接油路包括连接加压主泵1与比例电磁阀9的油液泵送油路V1以及连接比例电磁阀9与被试阀3的进油口之间的油液加载油路V3。其中的比例电磁阀9优选为两位三通阀，也可以是两位两通阀，即针对小流量不专门设置回油口。同样地，加压油泵1的出油口还优选地连接有油泵回油油路V2，该油泵回油油路V2中设有回油溢流阀2。加压油泵1均带有驱动电机M和设置在加压油泵1与油箱T之间的过滤器Y。

在以上对本发明的液压阀瞬态试验回路的组成结构和工作原理进行详细说明的基础上，下面以图2为例说明该回路的工作过程。

在图2所示的带预压内控式瞬态试验液压回路中，通过调节可变节流阀5，使得加载液压油的部分流量从可变节流阀5中流走，从而达到调节被试阀3的进口压力飞升率的目的。在试验过程刚开始时，开关阀6不通电，处于常开的位置，此时加压油泵1的出油口经油液泵送油路V1泵送的压力油部分流向插装阀控制油路V4，并通过其中的电磁开关阀6和第一节流口7作用到插装阀4的控制端，从而使得插装阀4关闭，加压油泵1的出油口的压力油通过回油溢流阀2回油箱T。当开关阀6得电打向左位时，插装阀4瞬间打开，油液泵送油路V1中的压力油瞬间冲向被试阀3，从而使被试阀3的进口处产生一个瞬态压力梯度，进而可测得该被试阀3的进口压力飞升率。由于插装阀4的阀前是高压，因此被试阀3的阀前进口压力飞升率就主要受被试阀3与插装阀4之间的输送油管的长度的影响，而加压油泵1到插装阀4之间的输送油管长度对被试阀3的阀前压力飞升率影响非常小，因此通过选择合适被试阀3与插装阀4之间的该段输送油管的长度，可以使得瞬态试验不受加压油泵1与被试阀3之间的安装距离的影响。

相较于图1的回路，图2中去掉了辅助泵回路，改原有的外控式回路为内控式回路，并用常开电磁开关阀替换了原有的常闭电磁开关阀。更重要的是，图1回路中的插装阀4的出口直接接油箱T，图2中替换为插装阀4的出口接被试阀3的进油口，而且插装阀4的出口添加了一个可变节流阀5。基于上述改进，新的瞬态试验回路可以对被试阀3的阀前进口压力飞升率进行调节，从而满足不同瞬态试验的要求级别。并且由于，被试阀3的进口处的建压过程仅受插装阀4与被试阀3之间的输送油管的长度的影响，这样可以最大程度上延长加压油泵1与插装阀4之间的距离，相应地，可最大程度上延长加压油泵1与被试阀3之间的距离，从而解决被试阀与加压主泵需要以较远的距离进行布置，无法进行瞬态实验的问题。。而且，在图2所示的瞬态试验回路中，还可以将例如的插装阀4和可变节流阀5做成一个整体模块，而后进行试验，试验效率高。而且，为完成图1所示的瞬态试验，需要额外增加一套辅助液压泵，增加系统的复杂程度，同时增加了试验台成本。而本发明采用单泵单回路内控式液压系统，简化了试验回路，试验装置经济性更好。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种液压阀瞬态试验回路，其特征在于，该回路包括加压油泵(1)和加载控制阀，所述加压油泵(1)泵送的液压油能够通过所述加载控制阀并被加载至被试阀(3)的进油口，所述加载控制阀能够控制加载液压油的流量，从而调节所述被试阀(3)的进口压力飞升率。

2.根据权利要求1所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，所述加载控制阀包括插装阀(4)、可变节流阀(5)和开关阀(6)，该插装阀(4)包括第一油口(C1)、第二油口(C2)和控制腔(X)，所述第一油口(C1)液压连接所述加压油泵(1)的出油口，所述第二油口(C2)分别液压连接至所述被试阀(3)的进油口和可变节流阀(5)的进油口，所述被试阀(3)的回油口和可变节流阀(5)的回油口回油，所述控制腔(X)连接有插装阀控制油路(V4)，所述开关阀(6)设在所述插装阀控制油路(V4)中以控制所述插装阀(4)的打开或关闭。

3.根据权利要求2所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，所述插装阀控制油路(V4)液压连接至所述加压油泵(1)的出油口或所述插装阀(4)的第一油口(C1)。

4.根据权利要求3所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，所述开关阀(6)为包括第一工作油口、第二工作油口和回油口的两位三通电磁换向阀，所述第一工作油口连通所述控制腔(X)，所述第二工作油口液压连接所述加压油泵(1)的出油口，所述开关阀(6)能够切换控制所述第一工作油口与所述第二工作油口或与所述开关阀(6)的回油口的内部连接，并且该开关阀(6)配置为在对所述被试阀(3)进行液压油加载时使得所述第一工作油口切换至与所述开关阀(6)的回油口连通。

5.根据权利要求3所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，该回路还包括第一节流口(7)，该第一节流口(7)设置在所述插装阀控制油路(V4)中的所述控制腔(X)与所述开关阀(6)之间的部分油路上。

6.根据权利要求2所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，该回路还包括第二节流口(10)，该第二节流口(10)设置在所述插装阀(4)的第二油口(C2)与所述被试阀(3)的进油口之间的油液加载油路(V3)中。

7.根据权利要求1所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，所述加载控制阀包括插装阀(4)和比例调节阀(8)，该插装阀(4)包括第一油口(C1)、第二油口(C2)和控制腔(X)，所述第一油口(C1)液压连接所述加压油泵(1)的出油口，所述第二油口(C2)液压连接所述被试阀(3)的进油口，所述控制腔(X)连接有插装阀控制油路(V4)，所述比例调节阀(8)设在所述插装阀控制油路(V4)中以调节油压，从而控制所述插装阀(4)的阀芯的开度。

8.根据权利要求7所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，所述插装阀控制油路(V4)液压连接至所述加压油泵(1)的出油口或所述插装阀(4)的第一油口(C1)。

9.根据权利要求2-8中任意一项所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，所述被试阀(3)为溢流阀，该溢流阀的额定流量大于200L/min。

10.根据权利要求1所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，所述加载控制阀为比例电磁阀(9)，该比例电磁阀(9)设置在所述加压油泵(1)的出油口与所述被试阀(3)的进油口之间的连接油路上，以控制该连接油路的通断和液压油流量。

11.根据权利要求10所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，所述被试阀(3)为溢流阀，该溢流阀的额定流量不大于200L/min。

12.根据权利要求10所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，所述比例电磁阀(9)为两位两通阀或两位三通阀。

13.根据权利要求1所述的液压阀瞬态试验回路，其特征在于，所述加载控制阀与所述被试阀(3)的进油口之间通过输送油管相连，该输送油管的长度不大于1.5m。