CN110500218B - 一种单体泵密封副泄漏量测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单体泵密封副泄漏量测试装置，包括气泵，气泵管路连接至单体泵，单体泵本体安装在单体泵装夹装置内部，控制阀连接至控制阀压紧机构，控制阀的锥面连接至控制阀锥面集气工装，柱面连接至控制阀柱面集气工装，柱塞的柱面连接至柱塞副柱面集气工装，外部安装柱塞位置控制机构，控制阀锥面集气工装、控制阀柱面集气工装、柱塞副柱面集气工装均管路连接至电磁阀，电磁阀的一侧安装气体流量传感器，另一侧安装电控单体泵驱动器，电磁阀、气体流量传感器、电控单体泵驱动器和控制阀压紧机构均信号连接至测试控制系统。本发明所述的单体泵密封副泄漏量测试装置，具有测试效率高、测试数据实时处理、测试结果易于观测等优点。

Description

一种单体泵密封副泄漏量测试装置

技术领域

本发明属于动力机械阀类流量测试技术领域，尤其是涉及一种单体泵密封副泄漏量测试装置。

背景技术

单体泵通过柱塞压缩使燃油产生较高的压力，控制阀控制高/低压油路的通断以实现压力控制，因此，柱塞和控制阀的密封性能是单体泵工作能力的重要指标。控制阀密封锥面角度稍大于控制阀锥孔角度，以线接触的形式实现密封；控制阀柱面、柱塞柱面通过两个直径差只有几微米的柱面实现密封。两种密封形式都会有微量的泄漏。为了考核单体泵是否可以满足设计要求，需要测量单体泵控制阀锥面、控制阀柱面、柱塞柱面的密封性能。然而，目前没有专门测试单体泵控制阀和柱塞密封能力的试验装置。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种单体泵密封副泄漏量测试装置，以提供一种测试效率高、测试数据实时处理、测试结果易于观测，专门测试单体泵控制阀和柱塞密封能力的试验装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种单体泵密封副泄漏量测试装置，包括气泵、电磁阀、电控单体泵驱动器和气体流量传感器，气泵管路连接至单体泵，单体泵本体安装在单体泵装夹装置内部，单体泵的控制阀外部连接至控制阀压紧机构，控制阀的锥面连接至控制阀锥面集气工装，控制阀的柱面连接至控制阀柱面集气工装，单体泵柱塞的柱面连接至柱塞副柱面集气工装，外部安装柱塞位置控制机构，控制阀锥面集气工装、控制阀柱面集气工装、柱塞副柱面集气工装均管路连接至电磁阀的前端入口，电磁阀的一侧安装气体流量传感器，另一侧安装电控单体泵驱动器，电磁阀、气体流量传感器、电控单体泵驱动器和控制阀压紧机构均信号连接至测试控制系统。

进一步的，测试控制系统的控制器为计算机。

进一步的，气泵最大流量不小于10L/min。

进一步的，单体泵装夹装置包括装夹装置本体、控制阀锥面集气工装、控制阀柱面集气工装和柱塞副柱面集气工装，装夹装置本体包括一体的上部和下部，上部为矩形壳体结构，下部为空心圆柱结构，上部的一侧安装控制阀锥面集气工装，另一侧安装控制阀柱面集气工装，下部的外部套接柱塞副柱面集气工装，柱塞副柱面集气工装为环形结构，环形外壁上设有与单体泵柱塞的柱面连接的连接部，控制阀锥面集气工装包括锥面集气工装本体和插接部，锥面集气工装本体为矩形结构，矩形外壳上设有与控制阀的锥面连接的插接部，控制阀柱面集气工装包括柱面集气工装本体和安装部，柱面集气工装本体为矩形结构，矩形壳体上安装与控制阀的柱面连接的安装部。

进一步的，柱塞位置控制机构包括柱塞连接杆、丝杆、卡尺和支架，装夹装置本体的下部安装单体泵的柱塞，单体泵的柱塞另一端连接至柱塞连接杆的一端，柱塞连接杆的另一端连接至支架，支架上安装卡尺，卡尺连接至丝杆，丝杆安装在柱塞连接杆上方。

进一步的，控制阀压紧机构包括精密丝杠、控制系统驱动电机、涡轮蜗杆减速机和推杆，涡轮蜗杆减速机的一端安装控制系统驱动电机，另一端通过精密丝杠连接至推杆，推杆的端部安装力传感器，推杆用于推动单体泵的控制阀，力传感器和控制系统驱动电机均信号连接至测试控制系统的控制器。

进一步的，单体泵密封副泄露测试试验台的测试控制系统为TLD-GT高压共轨喷油泵通用试验台。

进一步的，气泵经过蓄能器和稳压阀后，通过气管接入单体泵的高压管路。

相对于现有技术，本发明所述的单体泵密封副泄漏量测试装置具有以下优势：

(1)本发明所述的单体泵密封副泄漏量测试装置，可对不同控制阀压紧力及柱塞放入深度下的单体泵密封副泄漏量进行测试，评估单体泵密封能力。

(2)本发明所述的单体泵密封副泄漏量测试装置，可从单体泵密封能力的角度，优化电磁阀电磁力设计和柱塞动密封研究，具有测试效率高、测试数据实时处理、测试结果易于观测等优点。

附图说明

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

图1为本发明实施例所述的单体泵密封副泄漏量测试装置的系统原理图；

图2为本发明实施例所述的控制阀压紧机构、柱塞位置控制机构和单体泵装夹装置位置关系的示意图；

图3为本发明实施例所述的柱塞位置控制机构和单体泵装夹装置位置关系的示意图；

图4为本发明实施例所述的控制阀压紧机构和单体泵的位置关系的示意图。

附图标记说明：

1-气泵；2-单体泵；21-控制阀；22-柱塞；3-电磁阀；4-测试控制系统；5-电控单体泵驱动器；6-控制阀压紧机构；61-精密丝杠；62-控制系统驱动电机；63-涡轮蜗杆减速机；64-推杆；7-柱塞位置控制机构；71-柱塞连接杆；72-丝杆；73-卡尺；74-支架；8-气体流量传感器；9-单体泵装夹装置；91-装夹装置本体；911-上部；912-下部；92-控制阀锥面集气工装；93-控制阀柱面集气工装；94-柱塞副柱面集气工装。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种单体泵密封副泄漏量测试装置，如图1至图4所示，包括气泵1、电磁阀3、电控单体泵驱动器5和气体流量传感器8，气泵1管路连接至单体泵2，单体泵本体91由单体泵装夹装置9固定，单体泵2的控制阀21外部通过控制阀锥面集气工装92连接至控制阀压紧机构6中的推杆64，控制阀21的锥面连接至控制阀锥面集气工装92，控制阀21的柱面连接至控制阀柱面集气工装93，单体泵柱塞22的柱面连接至柱塞副柱面集气工装94，外部安装柱塞位置控制机构7，控制阀锥面集气工装92、控制阀柱面集气工装93、柱塞副柱面集气工装94均管路连接至电磁阀3前端的入口，电磁阀3的一侧安装气体流量传感器8，另一侧安装电控单体泵驱动器5，电磁阀3、气体流量传感器8、电控单体泵驱动器5和控制阀压紧机构6均信号连接至测试控制系统4。

测试控制系统4的控制器为计算机。

气泵1为单体泵2提供气源，气泵1最大压强可以到1.2MPa，最大流量不小于10L/min。被压缩的空气须经过脱水，并经过蓄能器和稳压阀后，通过气管接入单体泵2的高压管路。

单体泵装夹装置9包括控制阀锥面集气工装92、控制阀柱面集气工装93和柱塞副柱面集气工装94，单体泵本体91包括一体的上部911和下部912，上部911为矩形壳体结构，下部912为空心圆柱结构，上部911的一侧安装控制阀锥面集气工装92，另一侧安装控制阀柱面集气工装93，下部912的外部套接柱塞副柱面集气工装94，柱塞副柱面集气工装94为环形结构，环形外壁上设有与单体泵柱塞的柱面连接的连接部，控制阀锥面集气工装92包括锥面集气工装本体和插接部，锥面集气工装本体为矩形结构，矩形外壳上设有与控制阀的锥面连接的插接部，控制阀柱面集气工装93包括柱面集气工装本体和安装部，柱面集气工装本体为矩形结构，矩形壳体上安装与控制阀的柱面连接的安装部。

柱塞位置控制机构7包括柱塞连接杆71、丝杆72、卡尺73和支架74，单体泵本体91的下部912安装单体泵2的柱塞22，单体泵2的柱塞22另一端连接至柱塞连接杆71的一端，柱塞连接杆71的另一端连接至支架74，支架74上安装卡尺73，卡尺73连接至丝杆72，丝杆72安装在柱塞连接杆71上方，通过调节丝杆72的位置，控制柱塞22的轴向位置，并通过卡尺73显示柱塞位移量。

控制阀压紧机构6包括精密丝杠61、控制系统驱动电机62、涡轮蜗杆减速机63和推杆64，涡轮蜗杆减速机63的一端安装控制系统驱动电机62，另一端通过精密丝杠61连接至推杆64，推杆64用于推动单体泵2的控制阀21，推杆64的端部安装力传感器，力传感器和控制系统驱动电机62均信号连接至测试控制系统4的控制器。

测试控制阀锥面的泄漏，需要将控制阀21压紧于阀座上，因为不同的压紧力，其泄漏量也不尽相同，所以为了评估不同压紧力下的密封能力，试验台需要提供连续可调的压紧力。压紧力由精密丝杠61和涡轮蜗杆减速机63提供，控制系统驱动电机62旋转蜗轮蜗杆减速机15，通过精密丝杠61使装有力传感器的推杆64推动控制阀21，力传感器将压紧力反馈给测试控制系统4，对控制阀压紧机构6进行闭环控制，当压紧力达到试验设定值时自动停止。

测试控制系统4通过控制电磁阀3的切换开关，切换气体通道，并将三个被测部位处收集的泄漏空气分别通入气体流量传感器8。

电控单体泵驱动器5，用于接收控制系统控制信号，驱动电磁阀3动作。

单体泵密封副泄露测试试验台的测试控制系统4为TLD-GT高压共轨喷油泵通用试验台，用于实验台的整体控制及试验数据的显示和记录。它具有如下功能：

·气源压力的设定及控制

·控制阀压紧力的设定及闭环控制

·柱塞位置的设定及闭环控制

·电磁阀位置的设定及控制

·电磁线圈的驱动控制

·流量计数据读取

·试验数据的存储

记录的数据将以控制阀压紧力、柱塞位置的不同，按照相应的工况记录相对应的试验数据。

一种单体泵密封副泄漏量测试装置的测试过程为：

将单体泵2的高压油路接入气泵1，气泵1提供恒压气源，分别将控制阀锥面、控制阀柱面、柱塞副柱面泄漏的气体接入电磁阀3，测试控制系统4根据内部设定的程序，控制电磁阀3切换，分别将三路气体通入流量传感器8，测量三个密封副在干、湿两种工况下泄漏气体的单位时间流量。气源压力：5-12bar连续可调，气源流量：10L/min，流量量程：0-10L/min，装夹装置密封能力：10MPa下无泄漏，电磁阀密封能力：10MPa下无泄漏，电磁阀响应时间：10ms。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种单体泵密封副泄漏量测试装置，其特征在于：包括气泵、电磁阀、电控单体泵驱动器和气体流量传感器，气泵管路连接至单体泵，单体泵本体由单体泵装夹装置固定，单体泵的控制阀外部通过控制阀锥面集气工装连接至控制阀压紧机构中的推杆，控制阀的锥面连接至控制阀锥面集气工装，控制阀的柱面连接至控制阀柱面集气工装，单体泵柱塞的柱面连接至柱塞副柱面集气工装，外部安装柱塞位置控制机构，控制阀锥面集气工装、控制阀柱面集气工装、柱塞副柱面集气工装均管路连接至电磁阀的前端入口，电磁阀的一侧安装气体流量传感器，另一侧安装电控单体泵驱动器，电磁阀、气体流量传感器、电控单体泵驱动器和控制阀压紧机构均信号连接至测试控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种单体泵密封副泄漏量测试装置，其特征在于：测试控制系统的控制器为计算机。

3.根据权利要求1所述的一种单体泵密封副泄漏量测试装置，其特征在于：气泵最大流量不小于10L/min。

4.根据权利要求1所述的一种单体泵密封副泄漏量测试装置，其特征在于：单体泵装夹装置包括控制阀锥面集气工装、控制阀柱面集气工装和柱塞副柱面集气工装，单体泵本体包括一体的上部和下部，上部为矩形壳体结构，下部为空心圆柱结构，上部的一侧安装控制阀锥面集气工装，另一侧安装控制阀柱面集气工装，下部的外部套接柱塞副柱面集气工装，柱塞副柱面集气工装为环形结构，环形外壁上设有与单体泵柱塞的柱面连接的连接部，控制阀锥面集气工装包括锥面集气工装本体和插接部，锥面集气工装本体为矩形结构，矩形外壳上设有与控制阀的锥面连接的插接部，控制阀柱面集气工装包括柱面集气工装本体和安装部，柱面集气工装本体为矩形结构，矩形壳体上安装与控制阀的柱面连接的安装部。

5.根据权利要求1所述的一种单体泵密封副泄漏量测试装置，其特征在于：柱塞位置控制机构包括柱塞连接杆、丝杆、卡尺和支架，装夹装置本体的下部安装单体泵的柱塞，单体泵的柱塞另一端连接至柱塞连接杆的一端，柱塞连接杆的另一端连接至支架，支架上安装卡尺，卡尺连接至丝杆，丝杆安装在柱塞连接杆上方。

6.根据权利要求1所述的一种单体泵密封副泄漏量测试装置，其特征在于：控制阀压紧机构包括精密丝杠、控制系统驱动电机、涡轮蜗杆减速机和推杆，涡轮蜗杆减速机的一端安装控制系统驱动电机，另一端通过精密丝杠连接至推杆，推杆的端部安装力传感器，推杆用于推动单体泵的控制阀，力传感器和控制系统驱动电机均信号连接至测试控制系统的控制器。

7.根据权利要求1所述的一种单体泵密封副泄漏量测试装置，其特征在于：单体泵密封副泄露测试试验台的测试控制系统为TLD-GT高压共轨喷油泵通用试验台。

8.根据权利要求1所述的一种单体泵密封副泄漏量测试装置，其特征在于：气泵经过蓄能器和稳压阀后，通过气管接入单体泵的高压管路。

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