CN108916020A - 液压泵保压自动化检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压泵保压自动化检测设备，包括电控系统、电解水水路系统和机械结构；所述机械结构包括设备机架、操作面板；所述电解水水路系统包括注水系统、加载系统和压力测试仪表；所述电控系统包括抽水泵电机，还包括加载泵电机的启停、调速与保护电路以及测控系统；测控系统测试系统完成被测试设备水压试验的压力检测，保压数据分析与存储，保压时间设定、计时、保压开始与停止的自动控制；测控系统与电解水水路系统的注水系统、加载系统、压力测试仪表连接，控制该检测设备完成被测试设备泄漏率的测试。本发明的液压泵保压自动化检测设备，操作简便，可以实时全面地对电解水质测控组件等环控产品测试设备利用保压测泄漏法进行泄漏率测试。

Description

液压泵保压自动化检测设备

技术领域

本发明涉及液压泵检测技术领域，具体涉及一种液压泵保压自动化检测设备。

背景技术

液压泵在保压过程中，仍然输出较高的压力。定量的液压泵，其输出的压力油除少部分用于补偿泄漏外，其余压力油几乎全经溢流阀流回液压油箱，这样波压传动系统功率损失很大，发热严重，适合于保压时间较短的小功率的液压传动系统使用。对于变量液压泵，其保压时的输出压力也比较高，但其输出流量几乎等于零，因此液压传动系统的功率损失比较小，能随泄漏量的变化而自动地调节输出流量，具有较高的效率。保压回路使液压传动系统在液压缸不动或因工件变形而产生微小位移的工况下保持稳定不变的压力，保压性能的两个主要指标为压力稳定性和保压时间。

公开号为CN102808815A的中国发明专利公开了一种稳定保压液压泵阀系统，它包括储油仓、液压泵、液压泵传动装置、单向阀、保压腔、泄压阀、控制计算机以及设置在保压腔内部并用于监测保压腔内部压力的传感器；液压泵通过管道与储油仓相贯通；液压泵传动装置带动液压泵将储油仓中的油泵出后通过单向阀注入保压腔，传感器通过控制计算机分别与液压泵传动装置以及泄压阀电性相连；泄压阀设置在液压泵和单向阀之间；该系统是使单向阀的关闭速度加快、增长保压腔内压力保持时间的稳定保压液压泵阀系统。

公开号为CN207513955U的中国实用新型专利公开了一种液压泵站，它由油箱、液压泵、电机、阀块、蓄能器、先导阀和零泄漏溢流阀组成；油箱容纳液压油，液压泵设置于油箱内，电机与液压泵直接配合连接，液压泵通过出油管与阀块相连，阀块的第一通路连接蓄能器，蓄能器设置于阀块的底部且位于油箱内，阀块的第二通路顺次连接零泄漏溢流阀和先导阀该设备能够实现保压的功能，提供先导阀和零泄漏溢流阀，能够实现泄压的功能，可以不用频繁地启停电机。

对电解水质测控组件等环控产品测试设备利用保压测泄漏法进行泄漏率测试，对检测设备有较高要求，要求检测设备满足保压法泄漏率测试要求，以及承压类元器件要求经过内窥、探伤、和打水压测试。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液压泵保压自动化检测设备，该液压泵保压自动化检测设备通过保压测泄漏法进行泄漏率测试，实现液压泵保压特性检测。保压测泄漏法是指被测试设备可满足组件保压漏率测试需求，保压压力需求满足0～1MPa，压降压力读数分辨率应优于0.5Kpa，以及满足至少2MPa的耐压测试。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明的液压泵保压自动化检测设备包括机械结构，所述机械结构包括设备机架、电路构件区域、水路构件区域、操作面板和显示装置，所述操作面板和显示装置设置在设备机架前端面，所述电路构件区域和水路构件区域设置在设备机架内；本发明的液压泵保压自动化检测设备还包括电控系统和电解水水路系统：

所述电解水水路系统包括注水系统、加载系统和压力测试仪表；所述电解水水路系统设置于水路构件区域，注水系统连接加载系统、压力测试仪表，加载系统向被测试设备供水和加压，压力测试仪表实时监测被测试设备的压力值，注水系统、加载系统、压力测试仪表与操作面板和显示装置连接；

所述电控系统包括抽水泵电机，还包括加载泵电机的启停、调速与保护电路，还包括测控系统，测控系统与抽水泵电机及加载泵电机的启停、调速与保护电路连接，测试系统完成被测试设备水压试验的压力检测，保压数据分析与存储，保压时间设定、计时、保压开始与停止的自动控制；所述电控系统设置于电路构件区域，其测控系统与电解水水路系统的注水系统、加载系统、压力测试仪表连接，控制该检测设备完成被测试设备泄漏率的测试。

优选的是，所述注水系统包括水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被测试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀；所述水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀通过管路、管路附件、密封元件相连接。

在上述任一技术方案中优选的是，连接水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被测试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀的管路、管路附件，其与水接触的部位均采用316L不锈钢材料。

在上述任一技术方案中优选的是，连接水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被测试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀的密封元件，均采用对介质无污染的密封材料。

在上述任一技术方案中优选的是，所述安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表及其连接管路组成电解水水路系统的注水系统的压力检测管路，所述压力检测管路设置有由保温材料构成的保温装置，压力检测管路采用保温处理以降低环境温度变化对被测试设备泄漏率测试的试验影响。

在上述任一技术方案中优选的是，所述测控系统包括PC工控机、PC工业显示器、PCI采集卡，所述PC工控机、PC工业显示器、PCI采集卡通过连接附件与抽水泵电机及加载泵电机的启停、调速和保护电路连接。

在上述任一技术方案中优选的是，所述PCI采集卡与电控系统电气回路直接接触，完成测控系统现场的输入、输出任务，系统根据命令执行并完成要求动作；所述PC工控机是系统的运算中心，其基于windows操作系统的基础上，完成所有的通信任务，通过对输入指令的运算与判断，下达输出指令，确保检测任务准确无误的完成，同时完成测控系统的存档、打印工作；所述PC工业显示器作为终端的显示与操作界面，其通过嵌入式方式安置于显示装置部位，可以监控系统的运行工况，操作人员通过它下达运行命令。

在上述任一技术方案中优选的是，所述测控系统还包括逻辑控制模块；所述逻辑控制模块连接PC工控机，用于设备故障或超压报警时测控系统自动停止运行。

在上述任一技术方案中优选的是，所述操作面板设置有总电源开关、急停按钮、工控机开关和数字压力表；所述工控机开关连接PC工控机；所述急停按钮连接电控系统，用于控制电控系统停止运行；所述总电源开关用于控制液压泵保压自动化检测设备的导通和关断。

在上述任一技术方案中优选的是，所述操作面板还设置有多个指示灯，多个指示灯与电控系统相连接。

在上述任一技术方案中优选的是，液压泵保压自动化检测设备还包括接地桩，该设备根据应用环境设置接地桩，以确保设备使用安全。

在上述任一技术方案中优选的是，液压泵保压自动化检测设备还包括水槽，所述水槽设置于设备机架内，所述水槽还设置有标尺。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益效果：

(1)被测试设备可满足组件保压法漏率测试需求；

(2)保压法测试使用介质为超纯水；

(3)本发明的检测设备选用原材料、元器件满足介质相容性要求，不产生对介质的污染；

(4)本发明的检测设备的保压压力需求满足0～1MPa，压降压力读数分辨率优于0.5Kpa；

(5)本发明的检测设备具备自动控制功能及存储功能；

(6)本发明的检测设备的数据重复性好控制在±0.5％以内；

(7)本发明的检测设备具备计时功能，记录保压时间(保压时间10分钟-2小时)；

(8)本发明的检测设备的结构设计便于转运、维修、部件更换；

(9)本发明的检测设备中各种仪表、传感器拆卸方便，有利于定期检定和维护；

(10)本发明的检测设备中各种仪表装配时在有效期内；

(11)本发明的检测设备满足至少2MPa的耐压测试；

(12)本发明的检测设备具备一个水槽，水槽内腔容积满足不小50L，水槽液位可视，具有标尺。

本发明的液压泵保压自动化检测设备主要由电控系统、电解水水路系统和机械结构组成，可用于对电解水质测控组件等环控产品测试设备利用保压测泄漏法进行泄漏率测试。该液压泵保压自动化检测设备的电解水质测控组件中单机性能测试设备满足保压法漏率测试要求；该液压泵保压自动化检测设备的承压类元器件可进行内窥、探伤和打水压测试；该液压泵保压自动化检测设备的易损件易于拆卸更换，空间结构布局便于维修操作。

本发明的液压泵保压自动化检测设备通过保压测泄漏法进行泄漏率测试，实现液压泵保压特性检测，本检测设备通过设计专用连通阀、加载泵以及加载液压回路系统，通过控制软件系统，操作PLC控制液压伺服系统，使用压力传感器实时监测压力变化，根据压力变化特点，输出待检测液压元件工作特性，并在屏幕显示相应信息。本检测设备的机械结构包括可以进行箱体、泵电机组等元件安装的设备机架，本设备操作简便，并且设计了液压元件工作状况数据库，具有检测实时全面的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的外型结构示意图；

图2为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的结构主视图；

图3为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的结构侧视图；

图4为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的结构俯视图；

图5为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的电解水水路系统原理示意图；

图6为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的注水泵所用外啮合齿轮泵工作原理示意图；

图7为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的加载泵所用新型泵体工作原理示意图；

图8为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的测控系统原理示意图；

图9为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的测控系统的电气结构的左侧安装板示意图；

图10为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的测控系统的电气结构的正面安装板示意图；

图11至13为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的测控系统的电气原理示意图；

图14为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的LabVIEW软体设计保压测试系统开始工作的系统操作界面图；

图15为按照本发明的液压泵保压自动化检测设备的一优选实施例的LabVIEW软体设计保压测试系统完成工作报表保存操作界面图；

附图标记：

A、PC工业显示器，B、总电源开关，C、急停按钮，D、工控机开关，E、数字压力表，F、电路构件区域，G、水路构件区域，H、被测试设备，J、放水开关，K、进水开关，L、充液泵组，M、加载泵组，N、设备架体的试验台面，P、单向阀一，Q、吸入口，R、单向阀二，S、输出口，T、双作用往复泵，U、活塞，V、活塞杆，W、传动机构，X、电机，Y、有杆腔，Z、无杆腔。

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。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。

保压测泄漏法是指被测试设备可满足组件保压漏率测试需求，保压压力需求满足0～1MPa，压降压力读数分辨率应优于0.5Kpa，满足至少2MPa的耐压测试。本发明实施例提供一种液压泵保压自动化检测设备，该液压泵保压自动化检测设备通过保压测泄漏法进行泄漏率测试，实现液压泵保压特性检测。

如图1至4所示，液压泵保压自动化检测设备包括电控系统、电解水水路系统和机械结构；机械结构包括设备机架、电路构件区域F、水路构件区域G、操作面板和显示装置，操作面板和显示装置设置在设备机架前端面，电路构件区域和水路构件区域设置在设备机架内；电解水水路系统包括注水系统、加载系统和压力测试仪表；电解水水路系统设置于水路构件区域，注水系统连接加载系统、压力测试仪表，加载系统向被测试设备供水和加压，压力测试仪表实时监测被测试设备的压力值，注水系统、加载系统、压力测试仪表与操作面板和显示装置连接；电控系统包括抽水泵电机，还包括加载泵电机的启停、调速与保护电路，还包括测控系统，测控系统与抽水泵电机及加载泵电机的启停、调速与保护电路连接，测试系统完成被测试设备水压试验的压力检测，保压数据分析与存储，保压时间设定、计时、保压开始与停止的自动控制；电控系统设置于电路构件区域，其测控系统与电解水水路系统的注水系统、加载系统、压力测试仪表连接，控制该检测设备完成被测试设备泄漏率的测试。

本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其注水系统包括水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被测试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀；水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀通过管路、管路附件、密封元件相连接。连接水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被测试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀的管路、管路附件，其与水接触的部位均采用316L不锈钢材料。连接水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被测试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀的密封元件，均采用对介质无污染的密封材料。

本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表及其连接管路组成电解水水路系统的注水系统的压力检测管路，压力检测管路设置有由保温材料构成的保温装置，压力检测管路采用保温处理以降低环境温度变化对被测试设备泄漏率测试的试验影响。

本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其测控系统包括PC工控机、PC工业显示器、PCI采集卡，PC工控机、PC工业显示器、PCI采集卡通过连接附件与抽水泵电机及加载泵电机的启停、调速和保护电路连接。测控系统负责系统的指令下达、接收动作信息反馈和采集系统压力数据，完成系统控制和测试工作。达到被试设备水压试验的压力检测，保压数据分析与存储，保压时间设定、计时、保压开始与停止的自动控制。测控系统是电控系统的核心，负责系统的指令下达、接收动作信息反馈和采集系统压力数据，完成系统控制和测试工作。PCI采集卡与电气回路直接接触，完成测控系统现场的输入、输出任务，系统根据命令执行并完成要求动作；PC工控机是系统的运算中心，基于windows操作系统的基础上，完成所有的通信任务，通过对输入指令的运算与判断，下达输出指令，确保任务准确无误的完成，同时完成系统的存档、打印工作。

本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，PC工业显示器A作为终端的显示与操作界面，其通过嵌入式方式安置于显示装置部位。PC工业显示器可以监控系统的运行工况，操作人员通过它下达运行命令。

本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其测控系统还包括逻辑控制模块；逻辑控制模块连接PC工控机，用于设备故障或超压报警时测控系统自动停止运行。

本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其操作面板设置有总电源开关B、急停按钮C、工控机开关D和数字压力表E；工控机开关连接PC工控机；急停按钮连接电控系统，用于控制电控系统停止运行；总电源开关用于控制液压泵保压自动化检测设备的导通和关断。

本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其操作面板设置的指示灯包括报警指示灯和过程指示灯，报警指示灯和过程指示灯连接逻辑控制模块，用于系统故障判断提醒。

本实施例的液压泵保压自动化检测设备主要由电控系统、电解水水路系统和机械结构组成，通过设计专用连通阀、加载泵以及加载液压回路系统，通过控制软件系统，操作PLC控制液压伺服系统，使用压力传感器实时监测压力变化，根据压力变化特点，输出待检测液压元件工作特性，并在屏幕显示相应信息。机械结构包括可以进行箱体、泵电机组等元件安装的设备机架，操作面板设置有多个按钮和器件，设备整体操作简便，还设计了液压元件工作状况数据库，可以实时全面地对电解水质测控组件等环控产品测试设备利用保压测泄漏法进行泄漏率测试。本实施例的液压泵保压自动化检测设备，电解水质测控组件中单机性能测试设备满足保压法漏率测试要求，承压类元器件可进行内窥、探伤和打水压测试，易损件易于拆卸更换，空间结构布局便于维修操作。

以下详述本实施例的液压泵保压自动化检测设备的设计结构、运行原理和检测过程。

本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，在实际应用时，为保证被测试设备不对组件产生影响，液压泵保压自动化检测设备需满足设备洁净度要求：产品禁油，设备内腔洁净度应符合Q/QJA28-2005中液体质的要求；相容性要求：液压泵保压自动化检测设备的材料选用应考虑与介质的相容性，不允许引入造成循环水电导。下述表1是被测试设备洁净度指标。

粒子尺寸范围直径(μm)	每收集100ml液体中粒子数上限(个)
		>100a	0
51～100a	1
		26～50	5
11～25	20
		6～10	140
<6	不限
		a非金属粒子

表1

电解水水路系统的作用是完成向被测试设备供水和加压，压力测试仪表实时监测被测试设备的压力值，通过电控系统的配合完成泄漏率的测试。

注水系统由水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀、管路等组成；所有管路、管路附件、元件和水接触的部位均采用316L不锈钢，密封件材质采用对介质无污染材料，避免对水质的污染。

首先，由注水泵组向被测试设备充水，当注满被测试设备压力开始升高时(通过PC工控机采集被试容器压力，当压力自0升至100KPa时)，停注水泵；改由加载泵给被测试设备加载，直至达到目标压力，停加载泵；系统自动按事先设定好的压力级和保压时间进行保压，自动显示记录、分析保压时间段内压力值的下降情况，对测试结果进行存储，可进行打印。

图5所示为注水系统原理示意图，被测试设备H的容积约70ml-4L，还具有放水开关J、进水开关K、充液泵组L和加载泵组M；

其中：

注水泵组：为被测试设备注水，流量大，注水速度快；

加载泵组：为被测试设备加载加压，流量小，无泄漏，加载压力可以稳定控制；

逆止阀(图5中6.1、6.2)：设在泵出口处，用于在正常运行时隔离注水泵和加载泵，防止工作泵到非工作泵的回流，且阻止压力下降；

安全溢流阀(图5中7)：设在泵出口处，作为安全保护阀使用；当系统的压力超过设定值时，溢流阀开启，水液将返回水箱，防止压力超高导致系统损坏；

精密水过滤器(图5中8)：设在充水管路上，采用工业级纯净水精过滤滤芯，保证通向被测试设备水质的清洁度要求；

截止阀(图5中17.3、17.5)：设在通向被测试设备的管路上，保证接通/阻断系统与被测试设备的通道，主要是被测试设备加载完成后，关断截止阀切断通道，防止管路泄漏，增加测试结果的可靠性、准确性；

放水阀(图5中17.4)：设在被测试设备和水箱间，用于测试完毕后将被测试设备的水液放回水箱；

测漏压力传感器(图5中11)：选用RS232通讯式精密数字压力表，分辨率高达0.1～0.2Kpa；监测被测试设备压力，为测控系统提供压力数据；

安全压力传感器(图5中19)：为冗余保护设计，监测系统过程压力，当压力超限时自动停注水泵和加载泵，确保检测设备的安全性；

液位开关(图5中14)：水箱设液位开关监测水箱的最低液位，液位低于下限时，自动停注水泵和加载泵；

呼吸器(图5中13)：水箱设呼吸器，保证水箱与大气连通，且有效过滤进入水箱的空气；

液位窗(图5中15)：水箱设液位窗，用于就地观测水箱的液位；

排放阀(图5中18)：水箱设排放阀，排放阀位于水箱底部，用于排放水箱内的水液。

注水泵组向被测试设备充水，当接近注满被测试设备压力开始升高时(通过PC工控机采集被试容器压力，当压力自0升至100KPa时)，停注水泵组；要求注水泵自吸能力强，注水速度快。

本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其注水泵选用容积式回转齿轮泵，该类型泵的特点是结构简单、工艺性好、体积小、重量轻、维护方便、使用寿命长；且容积式回转齿轮泵采用如图6所示的外啮合齿轮泵，主要由主、从动齿轮，驱动轴，泵体及侧板等零件构成，由该图可见，泵的壳体内装有一对外啮合齿轮，由于齿轮端面与壳体端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小，因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔；当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐渐脱离啮合，露出齿间；所以这一侧的密封容腔的体积逐渐增大，形成局部真空，液箱中的液体在大气压力的作用下经泵的吸入口进入这个腔体，这个容腔称为吸入腔。随着齿轮的转动，每个齿间中的液体从右侧被带到了左侧；在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合，使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的液体从压液口挤压输出的容腔称为压液腔；当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压液口不断地吸液和压液，实现了向系统输送液体的过程；在齿轮泵中，吸液区和压液区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构。

容积式回转齿轮泵的工作原理是：齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，齿轮(主动轮)固定在主动轴上，齿轮泵的轴一端伸出壳外由原动机驱动，齿轮泵的另一个齿轮(从动轮)装在另一个轴上，齿轮泵的齿轮旋转时，液体沿吸液管进入到吸入空间，沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合(齿与齿啮合前)，然后进入压液管排出。

加载泵组是用于完成被测试设备的加载、加压工作。加载泵给被测试设备加载(加压)，直至达到设定压力(通过PC工控机采集被试容器压力，当压力升至设定压力时)，停加载泵。系统自动按事先设定好的压力级和保压时间进行保压，自动显示记录分析保压时间段内压力值的下降情况，对测试结果进行存储，可进行打印。要求加载泵组流量小，无泄漏，加载压力可以稳定控制。

根据上述所选外啮合齿轮泵的结构及工作原理完成注水泵设计、加工制造、严格试验和测试，使其各项性能指标均符合使用要求。表2是上述所选外啮合齿轮泵的结构和参数：

表2

本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其加载泵选用一款新型的泵体，泵体结构如图7所示，当活塞向右侧运动时，液体自吸入口经过单向阀一P进入无杆腔Z，有杆腔Y液体自输出口S排出，单向阀二R处于关闭状态(隔离了无杆腔Z和有杆腔Y)；当活塞U向左侧运动时，无杆腔Z液体的压力将单向阀一P关闭，吸入口Q无液体吸入，无杆腔Z液体推开单向阀二R进入有杆腔Y，两腔的容积差产生的液体自输出口S排出；活塞U往复运动一次，有一次吸液过程，两次排液过程，液体连贯、稳定的输入系统。该新型加载泵，选用伺服电机来提供加载泵的动力。该新型加载泵，其传动机构：为了实现电机驱动，最终带动加载泵正常工作，需要传动机构不断的将旋转运动转化为活塞的往复直线运动，实现泵向系统输送液体，所以选用一套能够将旋转运动转化为直线运动的“气动、液压、齿轮齿条、同步带、丝杠传动结构”的传动机构。该新型加载泵需要通过各项严格的试验、测试，各项性能指标均符合或超过了使用要求、达到了预期目标。该新型加载泵的技术参数如表3所示：

表3

安全溢流阀设在泵出口处，作为安全保护阀使用。当系统的压力超过设定值时，溢流阀开启，水液将返回油箱，防止压力超高导致系统损坏。

溢流阀的基本功用是当系统的压力达到或超过溢流阀的调定压力时，系统的液体通过阀口溢出一些，以维持系统压力近于恒定，防止系统压力过载，保障泵、阀和系统的安全，溢流阀也常称为安全阀或限压阀。所以，本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其安全溢流阀选用直动式溢流阀，主要由阀体、阀芯、弹簧、调节螺栓、密封等构成。直动式溢流阀结构简单、灵敏度高。本实施例的安全溢流阀需要通过各项严格的试验、测试，各项性能指标均符合或超过了使用要求、达到了预期目标，技术参数如表4所示：

表4

测漏压力传感器设在通向被测试设备的管路上，监测被试设备压力，为测控系统提供压力数据。为了保证高精度，本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其测漏压力传感器选用RS232通讯式数字压力表，精度高，抗干扰能力强，技术参数如表5所示：

表5

安全压力传感器是冗余保护的设计，监测系统过程压力，当压力超限时自动停注水泵和加载泵，确保设备的安全性。本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其安全压力传感器需要不锈钢激光焊接、抗震抗腐，采用进口扩散硅或陶瓷芯体，以适用不同的介质的压力液位测量，激光调阻温度补偿，使用温域宽，测量准确度高，有过压过流反向级性电路保护，具有抗过载抗冲击和抗干扰能力强，可靠性高，长期稳定性强。技术参数如表6所示：

表6

精密水过滤器设在充水管路上，采用工业级纯净水精过滤滤芯，保证通向被试设备水质的清洁度要求。本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其精密水过滤器的壳体全部采用316不锈钢制造，以适合大部分通用型保安过滤器的需要，最高使用温度可达120℃，设计压力最高可达1.6MPa。技术要求：壳体为不锈钢，有很好的防腐功能，适合大部分过滤场合；方便快捷的滤芯更换；特有的弹簧中心杆设计结构，有效防止旁漏；便捷的放空排污设计接口。技术参数如表7所示：

表7

截止阀作为接通/阻断其两端的回路的元件设在系统的管路上，如泵入口、压力表入口、系统出口和放水口等处，入口截止阀主要是维修更换元件时阻断元件与系统的通道连通，方便取下更换或者维修元件。系统出口截止阀保证接通/阻断系统与被试设备的通道，主要是被试设备加载完成后，关断截止阀切断通道，防止管路泄漏，增加测试结果的可靠性、准确性。本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其截止阀技术参数如表8所示：

表8

逆止阀是允许液体只能沿规定的方向流动的元件。逆止阀设在泵出口处，用于在正常运行时隔离注水泵和加载泵，防止工作泵到非工作泵的回流，且阻止压力下降。本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其逆止阀技术参数如表9所示：

表9

测控系统、加载泵电机启停调速和保护电路组成检测设备的整套电控系统。本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，其测控系统由PC工控机、PC工业显示器、PCI采集卡及其连接附件组成，是电控系统的核心，负责系统的指令下达、接收动作信息反馈和采集系统压力数据，完成系统控制和测试工作。

测控系统的原理如图8所示，PCI采集卡与电气回路直接接触，完成测控系统现场的输入、输出任务，系统根据命令执行并完成要求动作；PC工业显示器是终端的显示与操作界面，可以监控系统的运行工况，操作人员通过它下达运行命令；PC工控机是系统的运算中心，基于windows操作系统的基础上，完成所有的通信任务，通过对输入指令的运算与判断，下达输出指令，确保任务准确无误的完成，同时完成系统的存档、打印工作。该图8中具体给出了输入、输出指令内容。

测控系统的电气设备主要是一台电控箱(集成在设备机架内部的电路构件区域内)，测控系统操控和状态指示均通过上位机显示器(PC工业显示器)来完成。主要电气元件包括：测控设备(PC、PCI、CMP)、直流电源(HAE1)、断路器(QM)、交流接触器(KM)、中间继电器(KA)、变频器(HAACS)、伺服控制器(HBASD)等。电控系统与设备机架外设备的电气连接均通过设置在柜体上的若干电连接器来实现。电气系统输入电源为三相五线制AC 380V、50Hz，通过电控箱上的电连接器引入，一路经断路器HAQM1、变频器HAACS输出到对应的电连接器，为注水泵变频电机提供动力电源；一路经断路器HAQM3、交流接触器HAKM1输出到对应的电连接器，为注水泵变频电机风机提供动力电源；一路经断路器HBQM1、交流接触器HBKM1、伺服控制器HBASD输出到对应的电连接器，为加载泵伺服电机提供动力电源；一路经断路器HAQM2、开关电源提供24VDC的控制电。图9和图10是电气结构图，图9是左侧安装板电气结构图，图10是正面安装板电气结构图。图11至图13是电气原理图。

测控系统负责电控系统的指令下达、接收动作信息反馈和采集系统压力数据，完成系统控制和测试工作。达到被试设备水压试验的压力检测，保压数据分析与存储，保压时间设定、计时、保压开始与停止的自动控制。测控系统的软体设计是在LabVIEW的基础上开发、实现的。LabVIEW是一种程序开发环境，LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。LabVIEW软体设计保压测试系统的截面图如图14所示。

结合图14所示LabVIEW软体设计保压测试系统详述系统控制和测试过程：

当前工作状态：显示测控系统的工作状态；

设置：系统参数设定，不允许修改；

产品编号：输入被测试设备的产品编号；

超压保护压力值：设定系统压力保护值，可以通过修改按钮更改。目的是保护试验设备。不同的试验设备可以设置不同的保护值，最高1500kPa；

注水：进行注水回路的设置、操控；

加载：进行加载回路的设置、操控；

注水电机：显示注水电机的运行状态；

“运行指示灯”——注水电机投运亮灯指示；

“停止指示灯”——注水电机停运亮灯指示；

“故障指示灯”——注水电机故障亮灯指示且联动断开运行的注水电机，保护电机；

加载电机：显示加载电机的运行状态；

“运行指示灯”——加载电机投运亮灯指示；

“停止指示灯”——加载电机停运亮灯指示；

“故障指示灯”——加载电机故障亮灯指示且联动断开运行的加载电机，保护电机；

“正向指示灯”——加载电机正向运转亮灯指示；

“反向指示灯”——加载电机反向运转亮灯指示；

急停：“急停指示灯”——急停拍下亮灯指示；

水箱液位低：“水箱液位低指示灯”——水箱液位低亮灯指示；

超压保护：“超压保护指示灯”——系统超压亮灯指示；

精密压力传感器：检测被试设备的压力，表盘和数值(单位：kPa)时时显示、更新；

报表文件：如图15所示进行生成试验报表的选择、操作。

本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，在进行控制和测试过程，需要注意未经过培训的人员不得操作本设备；设备交货前，各元件的旋钮均已调整到合适位置，在没有专业人员的指导下不能随意调整旋钮位置；操作时，如果出现危险或紧急情况可拍下“急停”按钮避免事故发生；当遇到使用问题无法解决时，应与设备开发单位联系，不可私自调整元件旋钮。并且，该检测设备使用前要进行准备和检查(如图5所示水路系统)：电源应已接通；确认所有吸油截止阀17.1、17.2和进水截止阀17.3处于打开位置；放水截止阀17.4处于关闭位置；观察液位计，液面至少在水箱中部以上；(设备运行时，液面在液位计可视范围内)；观察电气接头、控制线、液压及电气元件均无损坏；闭合电气控制箱内HAQM1、HAQM2、HAQM3、HBQM1断路器，将试验台电源开关旋至1位(接通位)；按下工控机按钮，开启测试系统；设备附近应无无关人员。

此外，本实施例所述的液压泵保压自动化检测设备，设备进行电解水水路系统和电控系统的安全性设计和可靠性设计。

水路系统安全性设计：水路系统最高压力为1.5MPa，系统中设置安全溢流阀，保护系统不会超压。液压系统中设置超压、油温等报警，保证系统安全；水路系统设有过滤器，过滤系统输出的水液，确保注入试验设备水质的清洁度，保护试验设备；水路系统设有安全保护压力传感器，作为超压保护的冗余设计，保证系统安全；水路系统加载泵到位换向开关采用冗余设计，确保加载泵换向无误，不会出现超行程现象。

电气控制安全性设计：设置急停按钮，可即时拍下急停按钮，系统停止运行；测控系统逻辑控制各阶段工作，如故障或超压报警时系统自动停止运动；测控系统的速度均采用可调式设计，可以确保不同压力范围系统的稳定性。

水路系统可靠性设计：水路系统设置泵出口单向阀，防止水液反向流动，避免泄漏；水路系统设置进水截止阀，当试验设备进入保压状态时，可以关断截止阀，完全将试验设备隔离开来，确保试验结果的准确性；水路系统的压力检测管路采用保温处理，降低了环境温度变化对试验的影响。电气控制可靠性设计：设备设有多种报警指示和过程指示灯，提高故障判断速度。

具有上述设计结构、控制和测试过程、零部件经过测试、具有安全性和可靠性的本实施例的液压泵保压自动化检测设备，才可以通过保压测泄漏法进行泄漏率测试来实现液压泵保压特性实时全面检测。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定；以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围；在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液压泵保压自动化检测设备，包括机械结构，所述机械结构包括设备机架、电路构件区域、水路构件区域、操作面板和显示装置，所述操作面板和显示装置设置在设备机架前端面，所述电路构件区域和水路构件区域设置在设备机架内，其特征在于：

所述液压泵保压自动化检测设备还包括电控系统和电解水水路系统；

所述电解水水路系统包括注水系统、加载系统和压力测试仪表；所述电解水水路系统设置于水路构件区域，注水系统连接加载系统、压力测试仪表，加载系统向被测试设备供水和加压，压力测试仪表实时监测被测试设备的压力值，注水系统、加载系统、压力测试仪表与操作面板和显示装置连接；

所述电控系统包括抽水泵电机，还包括加载泵电机的启停、调速与保护电路，还包括测控系统，测控系统与抽水泵电机及加载泵电机的启停、调速与保护电路连接，测试系统完成被测试设备水压试验的压力检测，保压数据分析与存储，保压时间设定、计时、保压开始与停止的自动控制；所述电控系统设置于电路构件区域，其测控系统与电解水水路系统的注水系统、加载系统、压力测试仪表连接，控制该检测设备完成被测试设备泄漏率的测试。

2.如权利要求1所述的液压泵保压自动化检测设备，其特征在于：所述注水系统包括水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被测试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀；所述水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀通过管路、管路附件、密封元件相连接。

3.如权利要求2所述的液压泵保压自动化检测设备，其特征在于：连接水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被测试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀的管路、管路附件，其与水接触的部位均采用316L不锈钢材料。

4.如权利要求2所述的液压泵保压自动化检测设备，其特征在于：连接水箱、注水泵组、加载泵组、溢流阀、单向阀、精密水过滤器、截止阀、安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表、被测试设备放水阀、水箱呼吸器、水箱液位开关、水箱放水阀的密封元件，均采用对介质无污染的密封材料。

5.如权利要求2所述的液压泵保压自动化检测设备，其特征在于：所述安全压力传感器、测漏压力传感器、压力表及其连接管路组成电解水水路系统的注水系统的压力检测管路，所述压力检测管路设置有由保温材料构成的保温装置，压力检测管路采用保温处理以降低环境温度变化对被测试设备泄漏率测试的试验影响。

6.如权利要求1所述的液压泵保压自动化检测设备，其特征在于：所述测控系统包括PC工控机、PC工业显示器、PCI采集卡，所述PC工控机、PC工业显示器、PCI采集卡通过连接附件与抽水泵电机及加载泵电机的启停、调速和保护电路连接。

7.如权利要求6所述的液压泵保压自动化检测设备，其特征在于：所述PC工业显示器作为终端的显示与操作界面，其通过嵌入式方式安置于显示装置部位。

8.如权利要求6所述的液压泵保压自动化检测设备，其特征在于：所述测控系统还包括逻辑控制模块；所述逻辑控制模块连接PC工控机，用于设备故障或超压报警时测控系统自动停止运行。

9.如权利要求1所述的液压泵保压自动化检测设备，其特征在于：所述操作面板设置有总电源开关、急停按钮、工控机开关和数字压力表；所述工控机开关连接PC工控机；所述急停按钮连接电控系统，用于控制电控系统停止运行；所述总电源开关用于控制液压泵保压自动化检测设备的导通和关断。

10.如权利要求9所述的液压泵保压自动化检测设备，其特征在于：所述操作面板还设置有多个指示灯，多个指示灯与电控系统相连接。