CN108591181A - 压力可精确调控的液压加载装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种压力可精确调控的液压加载装置。其中液压加载装置，包括柔性容器(11)，用于容纳液体并且向对象加载所容纳的液体的液压。还包括可伸缩的调压器(4)，调压器(4)包括与柔性容器(11)联通的腔体(41)，并且配置为通过对腔体(41)的伸缩操作改变柔性容器(11)的液压；以及作动器(2)，与调压器(4)连接，用于驱动调压器(4)实现对腔体(41)的伸缩操作。

Description

压力可精确调控的液压加载装置

技术领域

本申请涉及一种静力测试试验的压力加载装置，具体而言，涉及一种压力可精确调控的液压加载装置。

背景技术

水压加载系统主要用于容器、舱室等类似结构试验件的内压、外压加载试验，一般情况下，都是曲面的均匀载荷，且载荷折算成压力来进行加载，压力普遍不高，均在2MPa以下，属于低压加载。水压加载系统广泛应用于各工业领域中的静力加载试验中，加载系统的压力控制范围和控制精度会直接影响静力试验的效果。

目前常规的水压加载系统，一般均采用水压控制阀作为系统的核心控制元件，系统的控制范围和控制精度受水压控制阀性能的限制，而水压控制阀受其结构形式的影响，其控制精度在达到一定值后，难以提升。随着试验技术要求越来越高，传统的水压加载系统越来越难以满足静力加载试验的需求。

针对上述液压加载系统无法精确调节的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种压力可精确调控的液压加载装置，以至少解决液压加载系统无法精确调节的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种液压加载装置。包括柔性容器，用于容纳液体并且向对象加载所容纳的液体的液压。还包括可伸缩的调压器，所述调压器包括与所述柔性容器连通的可伸缩的腔体，并且配置为通过对腔体的伸缩操作改变所述柔性容器的液压；以及作动器，与所述调压器连接，用于驱动所述调压器实现所述腔体的伸缩操作。

可选地，液压加载装置还包括与所述作动器连接的液压源，液压源配置用于对所述作动器提供液压。

可选地，液压加载装置还包括第一管路、第二管路以及第三管路，第一管路和第三管路分别与第二管路连通。其中第一管路配置用于向第二管路提供液体；所述第二管路配置用于连通所述调压器和所述柔性容器，并且所述第三管路配置用于从第二管路排出液体。

可选地，液压加载装置还包括蓄能装置和第一截止阀。其中蓄能装置与第二管路连通，配置用于吸收所述第二管路的压力，第一截止阀置于所述第三管路上，配置用于控制从第二管路排出液体。

可选地，液压加载装置还包括第二截止阀，其中，第二截止阀置于所述第一管路上，用于控制向第二管路提供液体。

可选地，液压加载装置还包括溢流阀，其中，溢流阀与第二管路连通。

可选地，液压加载装置还包括控制系统和压力传感器，其中压力传感器与柔性容器连接，配置用于测量柔性容器的压力；控制系统与所述作动器通信连接，配置用于控制作动器；并且压力传感器与所述控制系统通信连接。

可选地，第一管路上还安装有过滤装置，过滤装置配置用于过滤进入所述第一管路的液体。

可选地，第一截止阀为常闭式截止阀，第二截止阀为常开式截止阀。

可选地，液压加载装置还包括第三截止阀，其中第三截止阀安装于所述第一管路上，配置用于调节进入第一管路的流体流量。

在本发明实施例中，通过在液压加载装置中设置了调压器以及作动器替代了传统的利用调节阀调节液压加载装置的压力的办法，这种改进达到了对于液压加载装置压力的精准调节的目的，进而解决了液压加载系统无法精确调节的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本公开具体实施方式所述的液压加载装置的结构图；

附图标记

1：控制系统；2：作动器；3：液压源；4：调压器；5：蓄能装置；6：第一截止阀；7：第二截止阀；8.过滤装置；9：第三截止阀；10：压力传感器；11：柔性容器；12：溢流阀；13：第一管路；14：第二管路；15：第三管路；41：腔体；

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了根据本发明具体实施方式所述的液压加载装置的结构图。

结合本发明的附图1所示，本发明提供了一种液压加载装置，包括柔性容器11，用于容纳液体并且向对象加载所容纳的液体的液压。还包括可伸缩的调压器4，调压器4包括与所述柔性容器11连通的可伸缩的腔体41，并且配置为通过所述腔体41的伸缩操作改变所述柔性容器11内的液压；以及作动器2，与调压器4连接，用于驱动调压器4实现腔体41的伸缩操作。

具体地，在液压加载实验中，通过将柔性容器11覆盖试验件需要加载的部位。当需要压力时，作动器2通过自身运动控制调压器4腔体41的伸缩实现腔体41容积的改变，从而能达到对于柔性容器11压力的控制的目的。

从而，在本发明中所述液压加载系统不再采用液压控制阀实现液压控制，而是利用作动器2、调压器4等常见元器件，通过作动器2压缩调压器4的形式施加液压。通过成熟的作动器2控制技术，实现液压的高精度控制，相比于常规的利用阀门调节压力的液压加载系统，本发明所述系统的压力控制范围更大，控制精度更高。

其中，柔性容器11是液压加载装置的输出机构，一般布置在容器、舱室等试验件的内部，或者覆盖在其外表面上。作动器2是液压加载装置的执行机构，其可以压缩调压器11，调节液压加载装置内的液压。调压器4是液压增压机构，采用轴向刚度很小、横向刚度较大的柔性管制造而成，保证液压加载的线性度和精度。参考图1所示，腔体41为柔性腔体。但是可选地，调压器4也可以是活塞结构，腔体41也可以是活塞腔体。

可选地，液压加载装置还包括与所述作动器2连接的液压源3，液压源3配置为所述作动器2提供液压。

具体地，液压源3配置用于对作动器提供液压，在这样的情况下，能够实现作动器对于运动幅度的精确控制。此外，作动器2不限于液压的作动器，也可以是电磁或电力驱动的作动器，只要能够精确地驱动调压器4即可。

可选地，液压加载装置还包括第一管路13、第二管路14以及第三管路15，第一管路13和第三管路15分别与第二管路14连通。其中第一管路13配置用于向第二管路14提供液体；第二管路14配置用于连通调压器4和柔性容器11；第三管路15配置用于从第二管路14排出液体。

具体地，在液压加载装置中设置第一管路13、第二管路14以及第三管路15。第一管路13用于向液压加载装置提供液体，第二管路14用于连通调压器和柔性容器，第三管路的设置用于排出液体。当调压器4中液体不足时，无法向柔性容器11提供液压，不能做到对于加载装置压力的改变。第一管路的设置可以保证液压加载装置有充分的液体来源。当调压器4中液体过多时，加载装置中压力过大，这样会对液压加载装置造成损坏，此时，可以通过第三管路15排出液体，从而可以解决这一问题。

可选地，所述液压加载装置还包括蓄能装置5和第一截止阀6。其中蓄能装置5与第二管路14联通，配置用于吸收第二管路14的压力。第一截止阀6置于所述第三管路15上，用于控制从第二管路14排出液体。

具体地，在第二管路14上设置蓄能装置5，可以有效的吸收第二管路14上的压力脉动，保证液压加载装置的内部液压的稳定性。这样就不会因为第二管路14上的压力过大对于加载装置造成损害。在第三管路15上设置第一截止阀6可以有效避免第三管路15随意对液体的排出，造成加载装置压力不足。

可选地，液压加载装置还包括第二截止阀7，其中，第二截止阀7置于所述第一管路13上，用于控制向第二管路14提供液体。

可选地，所述液压加载装置还包括溢流阀12。其中，溢流阀12与第二管路14连通。

具体地，溢流阀12加载装置的安全保护阀，用于限制系统压力上限，在加载装置压力超出上限时，及时从第二管路14排出液体。从而通过设置溢流阀12，可以有效保障液压加载装置的安全性。

可选地，所述液压加载装置还包括控制系统1和压力传感器10。其中压力传感器10与柔性容器11连接，配置用于测量柔性容器11的压力；控制系统1与所述作动器2通信连接，通信系统1配置用于控制作动器2；压力传感器10与控制系统1通信连接。

具体地，在本发明中，控制系统1是液压加载装置的控制核心，主要功能是采集柔性容器11的压力，控制作动器2运动。在柔性容器11处设置压力传感器10，测量加载的液压，并反馈给控制系统1，控制系统1就会做出相应的指令控制作动器2动作，从而能达到对于液压加载装置的压力的精准控制的效果。

可选地，第一管路13上还安装有过滤装置8，所述过滤装置8配置用于过滤进入所述第一管路13的液体。

具体地，过滤装置8的设置可以防止污染物进入液压加载装置，可以有效延长加载装置的使用寿命，防止污染物进入造成对于加载装置的损坏和对压力控制的精度造成破坏。

可选地，所述第一截止阀6为常闭式截止阀，所述第二截止阀7为常开式截止阀。从而第一截止阀6在正常状态下是关闭的，在需要从第二管路14中排水时，第一截止阀6才会打开从而从第二管路14中排水。第二截止阀7正常状态下是打开的，从而第一管路13可以通过第二截止阀7将水加载到第二管路14。

可选地，加载装置还包括第三截止阀9，其中所述第三截止阀9安装于所述第一管路13上，配置用于调节进入第一管路13的流体流量。

具体地，第三截止阀9可以为手动截止阀，安装在第一管路13上，可手动控制第一管路13的开闭。

在本发明实施例中，通过在液压加载装置中设置了调压器4以及作动器2替代了传统的利用阀门调节液压加载装置的压力的办法，这种改进达到了对于液压加载装置压力的精准调节的目的，进而解决了液压加载系统无法精确调节的技术问题。

在本发明适用的试验开始前，需要将柔性容器11置于试验件内部或者覆盖在试验件表面，作动器2缩回到最左端，关闭第三管路15的第一截止阀6，开启第一管路13上的第二截止阀7和第三截止阀9。液压加载装置充液，控制系统监测柔性容器11，到达指定压力时，关闭第二截止阀7，控制系统控制作动器向右运动，按加载指令进行静力加载。加载结束后，控制作动器2回到最左端，打开第三管路15的第二截止阀7，将液压加载装置中的水排出。液压加载过程中，如出现异常，导致液压加载装置内部压力超过限定值，溢流阀12会自动卸掉液压加载装置多余压力，保证液压加载装置压力不超限。

本发明的有益效果：本发明所述的液压加载装置利用常规的元器件，实现了液压加载系统压力的高精度控制，操作便捷，故障率低，性能稳定。根据水压加载系统的压力控制范围，设计不同的作动器输出力和行程，以及调压器的尺寸。

本发明可以广泛应用于容器、舱室等机构的静力加载试验，经拓展也可应用于其它平面或者曲面静力加载的应用领域，或者应用于其它液体工作介质的高精度压力控制。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

此外，上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

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。

Claims (10)

1.一种液压加载装置，包括柔性容器(11)，用于容纳液体并且向对象加载所容纳的液体的液压，其特征在于，还包括

调压器(4)，所述调压器(4)包括与所述柔性容器(11)联通的可伸缩的腔体(41)，并且配置为通过对腔体(41)的伸缩操作改变所述柔性容器(11)的液压；以及

作动器(2)，与所述调压器(4)连接，用于驱动所述调压器(4)实现所述腔体(41)的伸缩操作。

2.根据权利要求1所述的液压加载装置，其特征在于，

液压加载装置还包括液压源(3)，与所述作动器(2)连接，用于为所述作动器(2)提供液压。

3.根据权利要求1所述的液压加载装置，其特征在于，

液压加载装置还包括第一管路(13)、第二管路(14)以及第三管路(15)，所述第一管路(13)和所述第三管路(15)分别与所述第二管路(14)连通，其中

所述第一管路(13)配置用于向所述第二管路(14)提供液体；所述第二管路(14)配置用于连通所述调压器(4)和所述柔性容器(11)，并且

所述第三管路(15)配置用于从所述第二管路(14)排出液体。

4.根据权利要求3所述的液压加载装置，其特征在于，

液压加载装置还包括蓄能装置(5)和第一截止阀(6)，其中

所述蓄能装置(5)与所述第二管路(14)连通，配置用于吸收所述第二管路(14)的压力，

所述第一截止阀(6)置于所述第三管路(15)上，配置用于控制从所述第二管路(14)排出液体。

5.根据权利要求3所述的液压加载装置，其特征在于，

液压加载装置还包括第二截止阀(7)，其中，第二截止阀(7)置于所述第一管路(13)上，用于控制向所述第二管路(14)提供液体。

6.根据权利要求3所述的液压加载装置，其特征在于，液压加载装置还包括溢流阀(12)，其中所述溢流阀(12)与所述第二管路(14)连通。

7.根据权利要求1所述的液压加载装置，其特征在于，液压加载装置还包括控制系统(1)和压力传感器(10)，其中

所述压力传感器(10)与所述柔性容器(11)连接，配置用于测量所述柔性容器(11)的压力；

所述控制系统(1)与所述作动器(2)通信连接，所述控制系统(1)配置用于控制所述作动器(2)；并且

所述压力传感器(10)与所述控制系统(1)通信连接。

8.根据权利要求3所述的液压加载装置，其特征在于，所述第一管路(13)上还安装有过滤装置(8)，

所述过滤装置(8)配置用于过滤进入所述第一管路(13)的液体。

9.根据权利要求4所述的液压加载装置，其特征在于，所述第一截止阀(6)为常闭式截止阀。

10.根据权利要求3所述的液压加载装置，其特征在于，所述加载装置还包括第三截止阀(9)，其中

所述第三截止阀(9)安装于所述第一管路(13)上，配置用于调节进入第一管路(13)的流体流量。