CN107091738B - 一种管路模拟试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管路模拟试验系统，包括输入端与主供气管路连接、输出端与模拟试验管路连接的等流阻管路配气装置，用于接收所述主供气管路输送的试验气体，并对所述试验气体进行加热后将所述试验气体输送至所述模拟试验管路。通过在主供气管路和模拟试验管路之间设置等流阻管路配气装置，通过对试验气体的分配，使得所述模拟试验系统能够模拟温度、压力的同时，还实现了对大流量气体状态参数的模拟，提高了对管路检测的准确性。

Description

一种管路模拟试验系统

技术领域

本发明实施例涉及模拟试验技术领域，更具体地，涉及一种管路模拟试验系统。

背景技术

导弹、火箭等的发动机工作时，其内部的燃气管路中充满了高温、高压的流动气体，燃气管路的强度、变形情况及密封结构的密封性能等都会对管路的正常工作状态产生影响，如果某一个环节发生异常，可能会导致飞行失利等严重后果。因此，对燃气管路耐受性能进行测试显得尤为重要。

目前常用的测试手段是利用地面模拟试验技术对燃气管路的工作状态进行模拟，主要是模拟管道中气体的温度、压力以及流量等气体状态参数，以充分的测试管路结构的各项工作性能。

但在现有的地面管路模拟试验系统中，很难保证对所有气体状态参数的模拟都能达到管路的实际工作状态，往往只涉及到一到两个方面，例如只能实现模拟气体温度，或只能实现模拟气体温度和管路压力。当需要同时模拟气体温度、管路压力和流量，尤其是大流量时，由于管路模拟试验系统中气体加热器的过流量有限，而无法实现同时对气体温度、管路压力和大流量的模拟。

发明内容

针对现有管路模拟试验系统无法实现同时对气体温度、管路压力以及大流量进行模拟的问题，本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的管路模拟试验系统。

一方面本发明实施例提供了一种管路模拟试验系统，包括输入端与主供气管路连接、输出端与模拟试验管路连接的等流阻管路配气装置，所述等流阻管路配气装置用于接收所述主供气管路输送的试验气体，并对所述试验气体进行加热后将所述试验气体输送至所述模拟试验管路；所述等流阻管路配气装置包括多个并联布置的气体加热器。

其中，所述等流阻管路配气装置还包括第一气体分配器和第二气体分配器；

其中，所述第一气体分配器与所述主供气管路连接，用于将所述试验气体分配至所述多个并联布置的气体加热器；

所述第二气体分配器与所述模拟试验管路连接，用于收集经所述多个气体加热器加热后的所述试验气体，并输送至所述模拟试验管路。

其中，所述第一气体分配器和所述第二气体分配器结构相同，包括一个主气口、多个支气口和一个圆筒形缓冲容器，且所述主气口设置在所述缓冲容器端面的轴向中心位置，多个所述支气口均匀设置在所述缓冲容器的周向外侧；所述主气口的截面面积不小于各支气口的截面面积的总和。

其中，所述第一气体分配器的主气口与所述主供气管路连接，所述第一气体分配器的支气口分别与多个所述气体加热器一端连接；所述第二气体分配器的主气口与所述模拟试验管路连接，所述第二气体分配器的支气口分别与多个所述气体加热器的另一端连接。

其中，所述主供气管路包括气源、流量计以及第一调节阀；其中，所述第一调节阀用于控制输入所述等流阻管路配气装置的所述试验气体的流量。

其中，所述模拟试验管路包括待测试管路以及位于所述模拟试验管路末端的第二调节阀；其中，所述第二调节阀用于调节所述模拟试验管路中的压力。

其中，所述模拟试验管路还包括一个与所述待测试管路通过切换阀连接的并联管路，用于控制进入所述待测试管路的所述试验气体的初始状态。

其中，在所述模拟试验管路的尾端设置有气体扩散器，用于在测试完成后排出所述试验气体。

其中，所述气体扩散器包括进气口和扩散器主体，所述扩散器主体上密排有多个小气孔。

其中，在所述等流阻管路配气装置和所述模拟试验管路之间设置有安全阀，用于当所述模拟试验管路中的压力高于预设压力值时排出一定量的所述试验气体。

本发明实施例提供的一种管路模拟试验系统，通过在主供气管路和模拟试验管路之间设置等流阻管路配气装置，通过对试验气体的分配，使得所述模拟试验系统能够模拟温度、压力的同时，还实现了对大流量气体状态参数的模拟，提高了对管路检测的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种管路模拟试验系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种管路模拟试验系统的示意图；

图3a为本发明实施例中所述第一气体分配器或第二气体分配器的正视图；

图3b为本发明实施例中所述第一气体分配器或第二气体分配器的俯视图；

图4为本发明实施例提供中所述气体扩散器的主视图；

附图标记：

1-气源； 2-流量计；

3-第一调节阀； 4-第一气体分配器；

5-气体加热器； 6-第二气体分配器；

7-安全阀； 8-切换阀；

9-待测试管路； 10-旁通管路；

11-第二调节阀； 12-气体扩散器；

13-缓冲容器； 14-主气口；

15-第一主气口法兰； 16-支气口；

17-第二主气口法兰； 18-进气口法兰；

19-进气口； 20-扩散器主体。

具体实施方式

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地描述，显然，所描述的实施例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做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。

图1为本发明实施例提供的一种管路模拟试验系统的结构框图，如图1所示，所述系统包括输入端与主供气管路连接、输出端与模拟试验管路连接的等流阻管路配气装置，所述等流阻管路配气装置用于接收所述主供气管路输送的试验气体，并对所述试验气体进行加热后将所述试验气体输送至所述模拟试验管路；所述等流阻管路配气装置包括多个并联布置的气体加热器。

具体地，所述主供气管路为所述模拟试验系统提供试验气体，一般可采用空气或氮气作为试验气体。所述主供气管路可以根据所需试验条件，控制输入后续管路中的试验气体的流量。所述等流阻管路配气装置通过对接收到的试验气体的分配，分成多个气路对试验气体同时进行加热，可以克服单条气路进行加热时的过流能力的限制，也就使得后续管路中能够获得更大流量的试验气体，增加了所述模拟试验系统的试验范围。试验气体在所述等流阻管路配气装置经分配后进行加热，可以根据所需试验条件，设置加热功率进而控制输入后续管路中的试验气体的温度。所述模拟试验管路可以通过改变排气口径的方式来控制所述模拟试验管路中的压力。通过所述模拟试验系统中各个环节的调节可以使待测试管路获得所需温度、压力以及流量，能够更加准确的模拟各种工作环境。

本发明实施例提供的一种管路模拟试验系统，通过在主供气管路和模拟试验管路之间设置等流阻管路配气装置，通过对试验气体的分配，使得所述模拟试验系统能够模拟温度、压力的同时，还实现了对大流量气体状态参数的模拟，提高了对管路检测的准确性。

在上述实施例中，如图2所示，所述等流阻管路配气装置包括第一气体分配器4、多个气体加热器5以及第二气体分配器6；其中，

所述第一气体分配器4与所述主供气管路连接，用于将所述试验气体分配至所述多个并联布置的气体加热器5；

所述第二气体分配器6与所述模拟试验管路连接，用于收集经所述多个气体加热器5加热后的所述试验气体，并输送至所述模拟试验管路。

其中，所述第一气体分配器4与所述多个气体加热器5连接构成一对多气体分配器，作为所述等流阻管路配齐装置的输入端；所述第二气体分配器6与所述多个气体加热器5连接构成多对一气体分配器，作为所述等流阻管路配齐装置的输出端。多个相同的所述气体加热器5采用并联的方式接入所述第一气体分配器4和所述第二气体分配器6之间，通过每个所述气体加热器5的试验气体流量基本相等，在将每台气体加热器5的功率设定为相同值后，输送至所述第二气体分配器6试验气体的温度值相近，进而可以通过控制气体加热器5的功率来控制试验气体的温度。同时，可以通过增加并联的气体加热器5的数量来增大试验气体的流量，克服单个气体加热器的过流能力有限的问题。

具体地，当所述主供气管路根据试验需求，输出一定流量值的试验气体至所述第一气体分配器4，所述第一气体分配器4将试验气体分配至多个气体加热器5，每个气体加热器5同时对部分流量的试验气体进行加热，加热后的试验气体再由所述第二气体分配器6收集后输出至所述模拟试验管路。

在上述实施例中，如图3所示，所述第一气体分配器4和所述第二气体分配器6结构相同，包括一个主气口14、多个支气口16和一个圆筒形缓冲容器13，且所述主气口14设置在所述缓冲容器13端面的轴向中心位置，多个所述支气口16均匀设置在所述缓冲容器13的周向外侧；所述主气口14的截面面积不小于各支气口16的截面面积的总和。

其中，如图3a所示，所述主气口14为圆筒形，其一端与所述缓冲容器13的端面连接，且所述主气口14的轴线与所述缓冲容器13的轴线重合。所述主气口14的另一端设置有第一法兰15，用于与外部结构相连接。如图3b所示，所述支气口16也为圆筒形，多个所述支气口16的一端与所述缓冲容器13的轴线外侧连接，且每个所述支气口16与所述主气口14的相对位置都一致，这样保证每个支气口流阻一致。所述支气口16的另一端设置有第二法兰17，用于与外部结构连接。所述主气口14的截面面积不小于各支气口16的截面面积的总和，这样保证试验气体流动的充分性。优选地，所述支气口16可设置为6个。

具体地，所述主供气管路将试验气体输送至所述主气口14，所述试验气体通过主气口14进入所述缓冲容器13，再经多个所述支气口16输送出去，因多个所述支气口16与所述主气口14的相对位置都一致，则每个所述支气口16中通过的试验气体流量都相同。

在上述实施例中，所述第一气体分配器4的主气口与所述主供气管路连接，所述第一气体分配器4的支气口分别与多个所述气体加热器一端连接；所述第二气体分配器6的主气口与所述模拟试验管路连接，所述第二气体分配器6的支气口分别与多个所述气体加热器的另一端连接。

其中，所述第一气体分配器4和所述第二气体分配器6结构完全相同，只是连接方式不同。

具体地，所述第一气体分配器4的主气口与所述主供气管路的末端通过法兰连接，接收来自所述主供气管路的试验气体，此时所述试验气体的流量已知。所述第二气体分配器6的主气口与所述模拟试验管路通过法兰连接，将经过加热的试验气体输送至所述模拟试验管路，此时所述试验气体的流量和温度已知。

在上述实施例中，如图1所示，所述主供气管路包括气源1、流量计2以及第一调节阀3；其中，所述第一调节阀3用于控制输入所述等流阻管路配气装置的所述试验气体的流量。

其中，所述气源1、所述流量计2以及所述第一调节阀3依次连通，且所述第一调节阀3通过管路与所述第一气体分配器连接。第一所述气源1中储存原始试验气体，一般为空气或氮气，根据试验条件需求，在所述主供气管路中可以控制输出试验气体的流量。

具体地，试验开始时，使第一调节阀3处于打开状态，所述气源1中的试验气体经过所述流量计2和所述第一调节阀3输送至所述等流阻配气装置中，且所述流量计2有读数。调节所述第一调节阀3使所述流量计2的读数稳定在试验所需流量值后，保持所述第一调节阀3状态不变，这时所述主供气管路输出的试验气体的流量稳定在所需流量值。

在上述实施例中，所述模拟试验管路包括待测试管路9以及位于所述模拟试验管路末端的第二调节阀11；其中，所述第二调节阀11用于调节所述模拟试验管路中的压力。

其中，所述试验气体最终进入所述待测试管路9以模拟所述待测试管路9的工作环境。所述试验气体经过所述主供气管路和所述等流阻配气装置后流量及温度都达到试验条件要求，试验气体的压力需通过所述第二调节阀11来调节。

具体地，当试验气体进入所述模拟试验管路后，通过压力表读取所述模拟试验管路内的压力值，当读数大于试验条件所需压力值时，增大所述第二调节阀11的开启度，通过降低排出气体的流速来降低所述模拟试验管路内的压力值。

在上述实施例中，所述模拟试验管路还包括一个与所述待测试管路通过切换阀8连接的并联管路，用于控制进入所述待测试管路的所述试验气体的初始状态。

其中，所述并联管路包括旁通管路和调节阀。在试验开始初期，为了使试验气体的气体状态参数达到试验条件的需求值，需要一定时间，所以从试验开始的一定时间内，进入到所述模拟试验管路中的试验气体的气体状态参数并不完全符合试验条件的需求值。为了保证进入所述待测试管路的试验气体的气体状态参数都达到试验条件需求值，在试验开始的一定时间内将进入所述模拟试验管路的试验气体引入所述并联管路。

具体地，在试验开始前调节切换阀8，使得所述并联管路与所述等流阻配气装置连通，经过一定时间后，确定试验气体的所有气体状态参数都达到试验条件的需求值后，调节切换阀8，使试验气体进入所述待测试管路中。

在上述实施例中，在所述模拟试验管路的尾端设置有气体扩散器12，用于在测试完成后排出所述试验气体。

在上述实施例中，如图4所示，所述气体扩散器12包括进气口19和扩散器主体20，所述扩散器主体20上密排有多个小气孔。

其中，所述扩散器主体20为圆筒形，所述进气口19也为圆筒形，且所述进气口19一端与所述扩散器主体20的一个端面连接，所述进气口19另一端上设置有进气口法兰18，用于与外部装置连接。

具体地，所述模拟试验管路排出的试验气体通过所述进气口19进入所述扩散器主体20，再经所述扩散器主体20上的多个小气孔排出。气体扩散器12兼具有气体扩散和降低噪声的功能，扩散后的气体不再集中排放，对现场造成的安全隐患降低，降噪功能减轻对工作人员的噪声危害。

在上述实施例中，在所述等流阻管路配气装置和所述模拟试验管路之间设置有安全阀7，用于当所述模拟试验管路中的压力高于预设压力值时排出一定量的所述试验气体。

其中，在试验开始前根据试验需求设定所述预设压力值。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种管路模拟试验系统，其特征在于，包括输入端与主供气管路连接、输出端与模拟试验管路连接的等流阻管路配气装置，所述等流阻管路配气装置用于接收所述主供气管路输送的试验气体，并对所述试验气体进行加热后将所述试验气体输送至所述模拟试验管路；所述等流阻管路配气装置包括多个并联布置的气体加热器；

所述等流阻管路配气装置还包括第一气体分配器和第二气体分配器；

其中，所述第一气体分配器与所述主供气管路连接，用于将所述试验气体分配至所述多个并联布置的气体加热器；

所述第二气体分配器与所述模拟试验管路连接，用于收集经所述多个气体加热器加热后的所述试验气体，并输送至所述模拟试验管路。

2.根据权利要求1所述管路模拟试验系统，其特征在于，所述第一气体分配器和所述第二气体分配器结构相同，包括一个主气口、多个支气口和一个圆筒形缓冲容器，且所述主气口设置在所述缓冲容器端面的轴向中心位置，多个所述支气口均匀设置在所述缓冲容器的周向外侧；所述主气口的截面面积不小于各支气口的截面面积的总和。

3.根据权利要求2所述管路模拟试验系统，其特征在于，所述第一气体分配器的主气口与所述主供气管路连接，所述第一气体分配器的支气口分别与多个所述气体加热器一端连接；所述第二气体分配器的主气口与所述模拟试验管路连接，所述第二气体分配器的支气口分别与多个所述气体加热器的另一端连接。

4.根据权利要求1所述管路模拟试验系统，其特征在于，所述主供气管路包括气源、流量计以及第一调节阀；其中，所述第一调节阀用于控制输入所述等流阻管路配气装置的所述试验气体的流量。

5.根据权利要求1所述管路模拟试验系统，其特征在于，所述模拟试验管路包括待测试管路以及位于所述模拟试验管路末端的第二调节阀；其中，所述第二调节阀用于调节所述模拟试验管路中的压力。

6.根据权利要求5所述管路模拟试验系统，其特征在于，所述模拟试验管路还包括一个与所述待测试管路通过切换阀连接的并联管路，用于控制进入所述待测试管路的所述试验气体的初始状态。

7.根据权利要求6所述管路模拟试验系统，其特征在于，在所述模拟试验管路的尾端设置有气体扩散器，用于在测试完成后排出所述试验气体。

8.根据权利要求7所述管路模拟试验系统，其特征在于，所述气体扩散器包括进气口和扩散器主体，所述扩散器主体上密排有多个小气孔。

9.根据权利要求1所述管路模拟试验系统，其特征在于，在所述等流阻管路配气装置和所述模拟试验管路之间设置有安全阀，用于当所述模拟试验管路中的压力高于预设压力值时排出一定量的所述试验气体。