CN109974990A - 一种风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统，它包括有低温水箱和高温水箱，所述低温水箱通过球阀分别与高压泵和输送泵的进口相连，所述高压泵和输送泵的出口均通过管道与散热板片一侧的进口相连，所述高压泵的出口与散热板片一侧的进口之间设有压力传感器，所述散热板片一侧的出口通过电动球阀与低温水箱相连，所述高温水箱通过球阀Ⅰ分别与高压泵Ⅰ和输送泵Ⅰ的进口相连，所述高压泵Ⅰ和输送泵Ⅰ的出口均通过管道与散热板片另一侧的进口相连，所述高压泵Ⅰ的出口与散热板片另一侧的进口之间设有压力传感器Ⅰ，所述散热板片另一侧的出口通过电动球阀Ⅰ与高温水箱相连。本发明能在极端条件下高效快捷的测出散热板片的工作寿命。

Description

一种风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统

技术领域

本发明属于散热器领域，具体涉及一种风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统。

背景技术

散热板片是冷却器最重要的组成部分，主要为齿轮箱等传动摩擦发热部件进行冷却降温，使设备始终保持在合理的温度范围内并可以正常运行，由于风电散热板片使用工况恶劣，环境温度昼夜温差大，齿轮箱停机后在运行时介质温度温差也大，并且需要满足不同机型产品的使用，一旦散热板片出现故障，齿轮箱及整个风机设备便无法正常工作，鉴于散热板片的外形尺寸较大，一般风机的维修机舱口尺寸较小无法对散热板片进行吊装，因此，散热板片在工作条件下的可靠性验证测试就显得至关重要。

常用的风电散热板片均采用铝合金材料通过高温焊接而成，为了达到良好的散热效果，散热板片在外形及翅片结构的设计上有多种形式，以满足各种设备的散热需求，不同结构在设计及焊接工艺上的不同对散热板片的寿命有关系，然而由于样品缺少必要的测试系统，风电散热板片的工作寿命无法进行验证，只能进行单一的压力脉冲或者耐压测试，或是通过产品装机后实际运行的情况来判断，这样就存在着较大的风险。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，在散热器领域，提供一种风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统，该发明通过模拟现实极端工作条件对散热板片的工作寿命进行测试，用于验证散热板片的结构设计及焊接工艺的可靠性。

本发明采用的技术方案如下：一种风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统，它包括有低温水箱和高温水箱，所述低温水箱通过球阀分别与高压泵和输送泵的进口相连，所述高压泵和输送泵的出口均通过管道与散热板片一侧的进口相连，所述高压泵的出口与散热板片一侧的进口之间设有压力传感器，所述散热板片一侧的出口通过电动球阀与低温水箱相连，所述高温水箱通过球阀Ⅰ分别与高压泵Ⅰ和输送泵Ⅰ的进口相连，所述高压泵Ⅰ和输送泵Ⅰ的出口均通过管道与散热板片另一侧的进口相连，所述高压泵Ⅰ的出口与散热板片另一侧的进口之间设有压力传感器Ⅰ，所述散热板片另一侧的出口通过电动球阀Ⅰ与高温水箱相连。

本系统的高压泵和输送泵采用并联连接，其中高压泵和输送泵的共同出口与散热板片一侧的进口之间设有单向阀。

本系统的高压泵Ⅰ和输送泵Ⅰ采用并联连接，其中高压泵Ⅰ和输送泵Ⅰ的共同出口与散热板片另一侧的进口之间设有单向阀Ⅰ。

本系统的散热板片安装在高低温箱中，该高低温箱内温度在-50℃~ +80℃之间交替变化。

本系统的低温水箱和高温水箱内的介质为乙二醇水溶液。

本系统的高压泵和高压泵Ⅰ的压力值为2.5~3MPa。

本系统的输送泵和输送泵Ⅰ的压力值为0.3~0.5MPa。

本发明的有益效果有：本发明通过将散热板片放在高低温箱交替变化的环境中，并且在测试时循环通入高低温箱交替变化的介质，能够在极端条件下高效快捷的测试出散热板片的工作寿命，同时可以根据测试结果对散热板片薄弱处进行优化，进而提高产品质量与可靠性。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图中1、低温水箱；2、球阀；3、高压泵；4、输送泵；5、压力传感器；6、单向阀；7、散热板片；8、高低温箱；9、高温水箱；10、电动球阀；11、球阀Ⅰ；12、高压泵Ⅰ；13、输送泵Ⅰ；14、单向阀Ⅰ；15、压力传感器Ⅰ；16、电动球阀Ⅰ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地说明：

如图1所示，本发明它包括有低温水箱1和高温水箱9，所述低温水箱1通过球阀2分别与高压泵3和输送泵4的进口相连，所述高压泵3和输送泵4的出口均通过管道与散热板片7一侧的进口相连，所述高压泵3的出口与散热板片7一侧的进口之间设有压力传感器5，该压力传感器5用于监测高压泵3向散热板片7内增加的压力是否达到要求。

所述散热板片7一侧的出口通过电动球阀10与低温水箱1相连，测试时介质通过散热板片7进出口进行循环。其中电动球阀10工作时的通断状态与高压泵3和输送泵4工作时的通断状态一致。

所述高压泵3和输送泵4采用并联连接，其中高压泵3用于向散热板片7增压，压力选取值处于2.5~3MPa之间，同时高压泵3的流量小；而输送泵4用于为散热板片7输送介质，压力选取值处于0.3~0.5MPa之间，同时输送泵4的流量大。

所述高压泵3和输送泵4的共同出口与散热板片7一侧的进口之间设有单向阀6，避免反向增压时损坏高压泵3和输送泵4。

所述高温水箱9通过球阀Ⅰ11分别与高压泵Ⅰ12和输送泵Ⅰ13的进口相连，所述高压泵Ⅰ12和输送泵Ⅰ13的出口均通过管道与散热板片7另一侧的进口相连，所述高压泵Ⅰ12的出口与散热板片7另一侧的进口之间设有压力传感器Ⅰ15，该压力传感器Ⅰ15用于监测高压泵Ⅰ12向散热板片7内增加的压力是否达到要求。

所述散热板片7另一侧的出口通过电动球阀Ⅰ16与高温水箱9相连，测试时介质通过散热板片7进出口进行循环。其中电动球阀Ⅰ16工作时的通断状态与高压泵Ⅰ12和输送泵Ⅰ13工作时的通断状态一致。

所述高压泵Ⅰ12和输送泵Ⅰ13采用并联连接，其中高压泵Ⅰ12用于向散热板片7增压，压力选取值处于2.5~3MPa之间，同时高压泵Ⅰ12的流量小；而输送泵Ⅰ13用于为散热板片7输送介质，压力选取值处于0.3~0.5MPa之间，同时输送泵Ⅰ13的流量大。

所述高压泵Ⅰ12和输送泵Ⅰ13的共同出口与散热板片7另一侧的进口之间设有单向阀Ⅰ14，避免反向增压时损坏高压泵Ⅰ12和输送泵Ⅰ13。

所述散热板片7安装在高低温箱8中，所述高低温箱8内温度在-50℃~ +80℃之间交替变化，具体变化过程为：运行开始后，高低温箱8内的温度首先在2小时内一直稳定在-50℃，超过2小时后，高低温箱8内的温度在4小时内从-50℃上升到+80℃，等温度达到+80℃后，高低温箱8内的温度在2小时内保持在+80℃，超过2小时后，高低温箱8内的温度在4小时内再从+80℃下降到-50℃，等温度达到-50℃后，高低温箱8内的温度在2小时内保持在-50℃，以此往复循环运行，从而实现散热板片7在极端条件下的工作状态。

所述低温水箱1和高温水箱9内的介质为乙二醇水溶液，该乙二醇水溶液具有超强的防腐能力，比热高以及热传递效果好的优点，并且能缩短测试实验的时间，从而提高测试效率。其中低温水箱1内的介质水温为-5℃，高温水箱9内的介质水温为95℃，在测试过程中温度越低越难实现，因此结合测试成本及测试条件选择此温度最佳。

实施例：

运行之前：在低温水箱1中装入温度为-5℃的乙二醇水溶液以及高温水箱9中装入温度为95℃的乙二醇水溶液，散热板片7放入温度为-50℃~ +80℃的高低温箱8内，同时检测乙二醇水溶液的温度，并自动进行温度调节以达到设定值，然后调节高压泵3和高压泵Ⅰ12的压力值为2.5~3MPa，并分别设置运行时间为3min；接着调节输送泵4和输送泵Ⅰ13的压力值为0.3~0.5MPa，并分别设置运行时间为5min。

运行开始：首先开启球阀2和电动球阀10，使低温水箱1中温度为-5℃的乙二醇水溶液通过管道分别流向高压泵3和输送泵4，接着再通过单向阀6进入到高低温箱8内的散热板片7中进行升温，升温后的乙二醇水溶液再通过电动球阀10流入低温水箱1内，以此循环运行；当低温时散热板片7表面温度达到0℃时，关闭球阀2和电动球阀10，然后开启球阀Ⅰ11和电动球阀Ⅰ16，使高温水箱9中温度为95℃的乙二醇水溶液通过管道分别流向高压泵Ⅰ12和输送泵Ⅰ13，接着再通过单向阀Ⅰ14进入到高低温箱8内的散热板片7中并对低温时散热板片7表面温度为0℃的乙二醇水溶液进行加热，加热后的乙二醇水溶液再通过电动球阀Ⅰ16流入高温水箱9内，以此循环运行；当高温时散热板片7表面温度达到90℃，即测试时保证散热板片7内通过乙二醇水溶液的温度差达到90℃后，关闭球阀Ⅰ11和电动球阀Ⅰ16，再次开启球阀2和电动球阀10，使乙二醇水溶液分别通过散热板片7进出口进行分时循环，以此达到测试散热板片7在极端条件下的工作寿命的效果。

本发明在运行测试时，需注意以下事项：

1、高低温箱8里的温度、低温水箱1及高温水箱9内介质温度未达到设定值时，系统不能进行测试；

2、高压泵3和高压泵Ⅰ12向散热板片7内增压时，压力未达到设定值时，系统报故障；

3、测试过程中记录高低温箱8、高压泵3及高压泵Ⅰ12运行数据，根据测试需要进行实时分析。

本发明涉及的其它未说明部分与现有技术相同。

Claims (7)

1.一种风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统，其特征是它包括有低温水箱（1）和高温水箱（9），所述低温水箱（1）通过球阀（2）分别与高压泵（3）和输送泵（4）的进口相连，所述高压泵（3）和输送泵（4）的出口均通过管道与散热板片（7）一侧的进口相连，所述高压泵（3）的出口与散热板片（7）一侧的进口之间设有压力传感器（5），所述散热板片（7）一侧的出口通过电动球阀（10）与低温水箱（1）相连，所述高温水箱（9）通过球阀Ⅰ（11）分别与高压泵Ⅰ（12）和输送泵Ⅰ（13）的进口相连，所述高压泵Ⅰ（12）和输送泵Ⅰ（13）的出口均通过管道与散热板片（7）另一侧的进口相连，所述高压泵Ⅰ（12）的出口与散热板片（7）另一侧的进口之间设有压力传感器Ⅰ（15），所述散热板片（7）另一侧的出口通过电动球阀Ⅰ（16）与高温水箱（9）相连。

2.根据权利要求1所述的风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统，其特征是所述高压泵（3）和输送泵（4）采用并联连接，所述高压泵（3）和输送泵（4）的共同出口与散热板片（7）一侧的进口之间设有单向阀（6）。

3.根据权利要求1所述的风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统，其特征是所述高压泵Ⅰ（12）和输送泵Ⅰ（13）采用并联连接，所述高压泵Ⅰ（12）和输送泵Ⅰ（13）的共同出口与散热板片（7）另一侧的进口之间设有单向阀Ⅰ（14）。

4.根据权利要求1所述的风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统，其特征是所述散热板片（7）安装在高低温箱（8）中，所述高低温箱（8）内温度在-50℃~ +80℃之间交替变化。

5.根据权利要求1所述的风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统，其特征是所述低温水箱（1）和高温水箱（9）内的介质为乙二醇水溶液。

6.根据权利要求1所述的风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统，其特征是所述高压泵（3）和高压泵Ⅰ（12）的压力值为2.5~3MPa。

7.根据权利要求1所述的风电散热板片在极端条件下的工作寿命测试系统，其特征是所述输送泵（4）和输送泵Ⅰ（13）的压力值为0.3~0.5MPa。