CN107843403A - 防连续水流冲击的试验装置 - Google Patents

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刘德军
赵威
张璇
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Abstract

本发明涉及一种防连续水流冲击的试验装置,其特征是:包括通过管路依次连接的水箱、泵组机构、水枪及喷头,所述水箱底部设置电电加热丝,水箱内上方设有球阀,水箱内设有搅拌器和温度传感器,温度传感器的信号输出端与温度控制器连接,温度控制器信号输入端与球阀及电加热丝连接,所述泵组机构通过调压阀与高压管道连接,高压管道的末端与水枪及喷头连接,有益效果:本发明填补了飞行器行业机载设备环境条件和试验中的设备空白。本发明的试验装置可以设置不同的试验水温、不同的喷水高度以及更换不同直径的喷头,实现不同试验条件对安装在飞机表面产品的防连续水流冲击试验。试验装置造价低廉、构造简单、更换方便、通用性高,可适用范围广泛。

Description

防连续水流冲击的试验装置
技术领域
本发明属于环境试验领域,尤其涉及一种防连续水流冲击的试验装置。
背景技术
安装在飞机表面的产品如天线,由于在飞机除冰、冲洗或清洗操作时会遇到集水射流的强力冲击。因此为了考核安装产品是否满足规定要求,工厂将按照RCTA DO-160F《机载设备环境条件和试验》等标准对安装在飞机表面的产品进行防连续水流试验。
目前,进行该项考核试验的专用设备较少,基本是利用其他用途的机器设备代替。试验效果并不令人满意,价格也比较高昂。航天器工厂亟待研发一种构造简单、更换方便、通用性高及造价低廉的防连续水流试验装置。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足,而提供一种防连续水流冲击的试验装置,设置不同的试验水温、不同的喷水高度以及更换不同的直径的喷头,可以实现不同试验条件下的防连续水流冲击试验。
本发明为实现上述目的,采用以下技术方案:一种防连续水流冲击的试验装置,其特征是:包括通过管路依次连接的水箱、泵组机构、水枪及喷头,所述水箱底部设置电加热丝,水箱内上方设有球阀,水箱内设有搅拌器和温度传感器,温度传感器的信号输出端与温度控制器连接,温度控制器信号输入端与球阀及电加热丝连接,所述泵组机构通过调压阀与高压管道连接,高压管道的末端与水枪及喷头连接,
所述泵组机构包括依次连接的水泵、电机和过滤器,泵组机构出水口连接有压力表,压力表的信号输出端依次连接有喷水高度控制器和液体定量控制器,液体定量控制器的进水口通过管道与泵组机构的出水口连接,液体定量控制器的出水口通过回水管路与水箱连接,压力表的进水口通过高压管道与水枪及喷头连接。
所述水箱上方设有溢流阀。
所述液体定量控制器包括电动流量调节阀和可编程控制器,根据喷水高度控制器计算出的目标压力值与实际测试得到的压力表反馈值作比较,根据差值调整调节阀的开度大小以达到规定的喷管处压力值并将多余的水通过回水管路返回水箱内。
所述喷水高度控制器根据喷头内径及喷水高度的参数计算得到出水压力。
所述水箱上方设置有防尘盖,防尘盖的一边通过铰链与水箱边相接。
所述搅拌器固定在水箱内的加热丝底部,搅拌器采用旋桨式搅拌器。
所述球阀参与浮球式球阀。
有益效果:与现有技术相比,本发明填补了飞行器行业机载设备环境条件和试验中的设备空白。本发明的试验装置可以设置不同的试验水温、不同的喷水高度以及更换不同直径的喷头,实现不同试验条件对安装在飞机表面产品的防连续水流冲击试验。试验装置造价低廉、构造简单、更换方便、通用性高,可适用范围广泛。
附图说明
图1是本发明的结构连接框图;
图2是图1中泵组机构的结构示意图;
图3是图1中水枪及喷头的结构示意图。
图4是图1中喷头的外形图。
图5是图1中液体定量控制器的组成示意图。
图中:1、水箱,2、泵组机构,2-1、水泵,2-2、电机,2-3、过滤器,3、水枪及喷头,3-1、水枪开关,3-2、喷头,4、电加热丝,5、球阀,6、搅拌器,7、温度传感器,8、温度控制器,9、高压管道,10、溢流阀,11、防尘盖,12、喷水高度控制器,13、液体定量控制器,13-1、电动流量调节阀,13-2、可编程逻辑控制器,14、管道,15、压力表。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
详见附图,本实施例提供了一种防连续水流冲击的试验装置,包括通过管路14依次连接的水箱1、泵组机构2、水枪及喷头3,所述水箱底部设置电加热丝4,水箱内上方设有球阀5,水箱内设有搅拌器6和温度传感器7,温度传感器的信号输出端与温度控制器8连接,温度控制器信号输入端与球阀及电加热丝连接,所述水箱上方设有溢流阀10。所述水箱上方设置有防尘盖11,防尘盖的一边通过铰链与水箱边相接。
详见附图5,所述液体定量控制器13包括电动流量调节阀13-1和可编程控制器PLC13-2,根据喷水高度控制器计算出的目标压力值与实际测试得到的压力表反馈值作比较,根据差值调整调节阀的开度大小以达到规定的喷管处压力值并将多余的水通过回水管路返回水箱内。所述搅拌器6采用螺旋桨式搅拌器,搅拌器位于水箱底部并与水箱连接。
详见附图3-4,所述喷头由外六角螺柱与带外螺纹的螺柱组成,喷头的中心根据需要钻制相应大小的内通孔,喷头的内径大小为4mm,-10mm中间,喷头的上端面印制有内孔直径值的标记。所述的水枪一端连着高压管道9,另一端连接着喷头3-2,在枪头与喷头螺纹连接。,水枪上设有水枪开关3-1及喷头3-2。
所述球阀参与浮球式球阀,是一个带杠杆和中空的金属球装置,金属球漂浮在水位上可显示当前箱内的水位,另一端的杠杆连接开关。
本实施例的优选方案是,所述泵组机构包括依次连接的水泵2-1、电机2-2和过滤器2-3,泵组机构出水口连接有压力表11,压力表的信号输出端依次连接有喷水高度控制器12和液体定量控制器13,液体定量控制器的进水口通过管道与泵组机构的出水口连接,液体定量控制器的出水口通过回水管路与水箱连接,压力表的进水口通过高压管道9与水枪及喷头3连接。根据试验条件所需的温度在温度控制模块输入目标值,温度控制模块中的可编程逻辑控制器(PLC)根据温度传感器测试得到的水箱内的水温进行调整加热丝的输出功率。
工作过程
以安装在飞机外表面的天线要进行该项试验为例,根据试验标准如RCTADO-160F《机载设备环境条件和试验》的规定,要求天线能在喷头内径为6.4mm,垂直水流不小于6m的装置距离1m位置处且水温为50℃的连续水流的冲击作用下而不出现结构破坏和外观变化。
1.打开水箱盖子;
2.将水箱加满水并将防尘盖盖在水箱上;
3.将内径为6.4mm的喷头安装在水枪的外端;
4.打开系统电源,在温度控制器上设置目标水温为50℃;
5.在喷水高度控制器上设置预定喷水高度为6m;
6.搅拌器通电开始工作,箱内水开始循环流动;
7.水箱内的温度达到设定值后,温度控制器切断电加热丝电源停止加热;
8.按下高压管道上的喷枪开关3-1后,通过喷头3射出连续水流。
9.液体定量控制器自动根据压力表反馈的压力值调整电动流量调节阀的开度使多余的水量返回水箱。
10.连续水流冲击试验结束后,松开喷枪开关,关闭整套装置电源。
工作原理
液体定量控制原理:
泵组机构中的动力驱动装置对水箱内的水进行一个吸水和排水的过程,排出的水经由动力驱动便形成了低流速的高压水。高压水接着被输送到泵组机构中的增压泵内,经过增压过程再进入到高压水管内。由于喷嘴的小内径及外端与常压连接,因此高压水管内的高压低流速的水转变为低压高流速的水射流。当需要不同的喷水高度时,喷水高度控制器根据所需高度与喷头直径计算出所需的喷嘴压力,液体定量控制器将压力表反馈的压力值与目标所需压力值作比较,当喷书压力值高于目标压力值时,电动流量调节阀的开度变大使多余的水回流至水箱内同时喷嘴处的压力降低直至达到所需要的压力值。
球阀的工作原理:所述球阀是一个带杠杆和中空的金属球装置,金属球漂浮在水位上可显示当前箱内的水位,另一端的杠杆连接开关。由于当水箱内的水位低于加热丝的最低水平面时,加热丝会直接暴露在空气中有可能会出现干烧现象,因此当球阀的金属球随水位降至最低水位时需给控制系统一个反馈。控制系统接收到反馈信号后切断系统的电源,避免由干烧引起的安全隐患。
温度控制的原理:根据试验条件所需的温度在温度控制模块输入目标值,温度控制模块中的可编程逻辑控制器(PLC)根据温度传感器测试得到的水箱内的水温进行调整加热丝的输出功率。若实际水温与目标水温相差很大则将调整加热丝输出功率至最大,若相差水温较小则减小加热丝输入功率,在达到目标水温后关闭加热丝的输入。若试验时间较长导致加热过后的箱内水自然冷却至目标温度,则PLC根据温差重新开启加热丝的输出。
旋桨式搅拌器的原理是为了防止加热丝周围的水温与远离加热丝的水温差异较大,在抽水过程中让螺旋桨式搅拌器运行起来,让整个水箱内的水流动起来、增加热交换最后达到整个水箱内的水温处于同一水平。
上述参照实施例对该一种防连续水流冲击的试验装置进行的详细描述,是说明性的而不是限定性的,可按照所限定范围列举出若干个实施例,因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改,应属本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防连续水流冲击的试验装置,其特征是:包括通过管路依次连接的水箱、泵组机构、水枪及喷头,所述水箱底部设置电加热丝,水箱内上方设有球阀,水箱内设有搅拌器和温度传感器,温度传感器的信号输出端与温度控制器连接,温度控制器信号输入端与球阀及电加热丝连接,所述泵组机构通过调压阀与高压管道连接,高压管道的末端与水枪及喷头连接。
2.根据权利要求1所述的防连续水流冲击的试验装置,其特征是:所述泵组机构包括依次连接的水泵、电机和过滤器,泵组机构出水口连接有压力表,压力表的信号输出端依次连接有喷水高度控制器和液体定量控制器,液体定量控制器的进水口通过管道与泵组机构的出水口连接,液体定量控制器的出水口通过回水管路与水箱连接,压力表的进水口通过高压管道与水枪及喷头连接。
3.根据权利要求1所述的防连续水流冲击的试验装置,其特征是:所述水箱上方设有溢流阀。
4.根据权利要求2所述的防连续水流冲击的试验装置,其特征是:所述液体定量控制器包括电动流量调节阀和可编程控制器,根据喷水高度控制器计算出的目标压力值与实际测试得到的压力表反馈值作比较,根据差值调整调节阀的开度大小以达到规定的喷管处压力值并将多余的水通过回水管路返回水箱内。
5.根据权利要求2所述的防连续水流冲击的试验装置,其特征是:所述喷水高度控制器根据喷头内径及喷水高度的参数计算得到出水压力。
6.根据权利要求1所述的防连续水流冲击的试验装置,其特征是:所述水箱上方设置有防尘盖,防尘盖的一边通过铰链与水箱边相接。
7.根据权利要求1所述的防连续水流冲击的试验装置,其特征是:所述搅拌器固定在水箱内的加热丝底部,搅拌器采用旋桨式搅拌器。
8.根据权利要求1所述的防连续水流冲击的试验装置,其特征是:所述球阀参与浮球式球阀。
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