CN110500344B - 一种冲击压力试验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冲击压力试验系统，包括高压开式控制子系统和伺服控制子系统；高压开式控制子系统包括补液泵组Ⅰ、高压泵、电磁比例溢流阀Ⅰ、气控球阀Ⅰ、气控球阀Ⅱ；高压泵从第一油箱内抽取油液，充满待测试件进行排空，然后，根据试验所需压力以及根据压力传感器的实时数据反馈来调节电磁比例溢流阀的电信号以实现所需要的压力波形。所述伺服控制子系统包括第二油箱、主泵组、补液泵组Ⅱ、板式单向阀、管式单向阀、电磁比例溢流阀Ⅱ、蓄能器Ⅱ、伺服阀、增压缸；主泵组开启，通过调节电磁比例溢流阀Ⅱ设定系统压力，再经过伺服阀控制增压缸变成一个交变的动力源，使待测试件端得到所需要的高频脉冲试验压力曲线。

Description

一种冲击压力试验系统
技术领域
本发明属于压力试验装置技术领域，具体涉及一种冲击压力试验系统。
背景技术
对于一些产品，如航空燃油系统在生产设计之后要进行冲击压力试验，一般是通过普通脉冲试验台给产品壳体及壳体组建进行试验，但是现有的脉冲试验台在压力上限、升压速度方面均不能满足产品的试验要求，并且无法实现存在泄露的情况下进行冲击压力梯形波曲线，使得目标试验不稳定，无法根据实际工况进行测试，造成测试结果不准确，并且不同工况的试验不能再一台设备上完成。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种冲击压力试验系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种冲击压力试验系统，包括高压开式控制子系统和伺服控制子系统；
高压开式控制子系统，包括第一油箱、补液泵组Ⅰ、高压泵、蓄能器Ⅰ、电磁比例溢流阀Ⅰ、气控球阀Ⅰ、气控球阀Ⅱ；
补液泵组Ⅰ进口与第一油箱连通，补液泵组Ⅰ出口通过管路连接高压泵进口，高压泵出口通过管路连接气控球阀Ⅰ进口，气控球阀Ⅰ出口通过管路连接至待测试件的进口，待测试件的出口通过管路连接气控球阀Ⅱ进口，气控球阀Ⅱ出口通过回流管路连接回第一油箱；所述蓄能器Ⅰ与高压泵和气控球阀Ⅰ之间的连接管路相连通；所述电磁比例溢流阀Ⅰ的进口与高压泵和气控球阀Ⅰ之间的连接管路相连通，电磁比例溢流阀Ⅰ的出口通过管路连回第一油箱；
所述伺服控制子系统：包括第二油箱、主泵组、补液泵组Ⅱ、板式单向阀、管式单向阀、电磁比例溢流阀Ⅱ、蓄能器Ⅱ、伺服阀、增压缸；
主泵组进口与第二油箱连通，主泵组出口通过管路连接板式单向阀的进口，板式单向阀的出口通过管路连接伺服阀的P口，伺服阀的T口通过管路回流至油箱，伺服阀的A口通过管路连接至增压缸的第一控制口，伺服阀的B口通过管路连接至增压缸的第二控制口，增压缸的输出口通过管路连接至气控球阀Ⅰ和待测试件之间的连接管路，并且在增压缸输出口的管路上设置压力传感器和第二压力表，增压缸输出口的管路还连接有回流管路；所述补液泵组Ⅱ的进口通过管路与第一油箱连通，补液泵组Ⅱ的出口通过管路连接管式单向阀进口，管式单向阀的出口通过管路连接增压缸的输入口；所述电磁比例溢流阀Ⅱ的进口与板式单向阀和伺服阀P口之间的连接管路相连通，电磁比例溢流阀Ⅱ的出口通过管路连回第二油箱；所述蓄能器Ⅱ连接在伺服阀的P口的进油管路上。
在上述技术方案中，补液泵组Ⅰ和高压泵之间的管路还通过一支路连接有第一安全阀，第一安全阀的出口通过管路连回第一油箱。
在上述技术方案中，蓄能器Ⅰ和高压泵之间的管路还通过另一支路连接有手动针阀，手动针阀的出口通过管路连回第一油箱。
在上述技术方案中，在补液泵组Ⅰ和高压泵之间的管路上设置有第一过滤器，在高压泵和气控球阀Ⅰ之间的管路上设置有第二过滤器。
在上述技术方案中，在回流管路上设置有手动开关阀、流量计、第一压力表和第三过滤器。
在上述技术方案中，所述气控球阀Ⅰ和气控球阀Ⅱ分别与气路连接，气路上设置电磁阀。
在上述技术方案中，主泵组和板式单向阀之间的连接管路上还设置有第四过滤器。
在上述技术方案中，补液泵组Ⅱ和管式单向阀之间的连接管路上还设置有第五过滤器。
在上述技术方案中，在板式单向阀和伺服阀的P口之间的连接管路上设置有第三压力表。
在上述技术方案中，待测试件外围设置有废液接收箱，废液接收箱底部的回油口通过管路接回第一油箱，并在该管路上设置泵和阀门。
所述的冲击压力试验系统的测试方法，其特征在于：
一、高压开式控制子系统：首先，高压泵从第一油箱内抽取油液，充满待测试件进行排空，排空时，气控球阀Ⅰ、气控球阀Ⅱ和手动开关阀均处于打开状态；然后，根据试验所需压力以及根据压力传感器的实时数据反馈来调节电磁比例溢流阀的电信号以实现所需要的压力波形；其中蓄能器Ⅰ在升压过程中作为辅助能源，来实现所需要的升压速率；第一油箱1为测试系统提供需要的测试油液，补液泵组Ⅰ为高压泵补充介质；第一过滤器和第二过滤器用于过滤介质系统中的杂质，防止污染测试件；第一安全阀用于保护高压泵进口压力防止超压，气控球阀Ⅰ和气控球阀Ⅱ在待测试件进、出口进行保压，试验时被电磁阀控制相应的开闭；
二、伺服控制子系统：在循环试验之前，将待测试件出口的气控球阀Ⅱ处于打开状态，手动开关阀处于打开状态，气控球阀Ⅰ处于闭合状态，高压泵和补液泵组Ⅰ均为关闭状态，开启补液泵组Ⅱ将测试油液输送至待测试件内，进行彻底排空；排空后，主泵组开启，通过调节电磁比例溢流阀Ⅱ设定系统压力，再经过伺服阀控制增压缸的正反向切换，变成一个交变的动力源，从而使待测试件端得到所需要的高频脉冲试验压力曲线，频率的高低由伺服阀控制；其中，板式单向阀的作用为保护主泵组，蓄能器Ⅱ作用为稳定系统压力及蓄能。
本发明的优点和有益效果为：
1、系统的压力产生是靠油泵输出压力经过比例溢流阀减压实现的，当测试件泄漏时，由于我们选择的泵的输出流量高于泄漏量，所以不会影响压力，进而可以保证测试件存在泄露的情况下完成高压梯形波曲线，使得测试件能够在实际工况下完成性能测试试验，准确的判断出其特性。
2、本系统采用高频伺服阀以及增压缸相结合，提高了压力上限和升压速度，增大了压力脉冲曲线的交变频率，实现对工件的高频脉冲压力测试。
3、本系统在同一测试平台上能够实现恒压高压测试和高频脉冲压力测试功能，并且可以根据实际需要，对测试压力和频率进行调节。
附图说明
图1是本发明的系统结构图。
其中：
1-第一油箱 2-补液泵组Ⅰ 3-泵 4-第五过滤器 5-补液泵组Ⅱ 6-加油口 7-第二油箱 9-主泵组 10-电磁比例溢流阀Ⅱ 15-第四过滤器 16-板式单向阀 17-第三压力表18-蓄能器Ⅱ 19-伺服阀 20-增压缸 21-管式单向阀 22-待测试件 23-压力传感器 24-第二压力表 26-电磁阀 27-气控球阀Ⅱ 28-第一压力表 29-手动开关阀 30-流量计 31-第二安全阀 32-气控球阀Ⅰ 33-电磁比例溢流阀Ⅰ 34-第三过滤器 35-第二过滤器 36-蓄能器Ⅰ 37-手动针阀 38-高压泵 39-第一过滤器 40-第一安全阀。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
参见附图，一种冲击压力试验系统，包括高压开式控制子系统和伺服控制子系统。
高压开式控制子系统，包括第一油箱1、补液泵组Ⅰ2、高压泵38、蓄能器Ⅰ36、电磁比例溢流阀Ⅰ33、气控球阀Ⅰ32、气控球阀Ⅱ27。
补液泵组Ⅰ2进口与第一油箱1连通，补液泵组Ⅰ2出口通过管路连接高压泵38进口，高压泵38出口通过管路连接气控球阀Ⅰ32进口，气控球阀Ⅰ32出口通过管路连接至待测试件22的进口，待测试件22的出口通过管路连接气控球阀Ⅱ27进口，气控球阀Ⅱ27出口通过回流管路连接回第一油箱1；所述蓄能器Ⅰ36与高压泵38和气控球阀Ⅰ32之间的连接管路相连通；所述电磁比例溢流阀Ⅰ33的进口与高压泵38和气控球阀Ⅰ32之间的连接管路相连通，电磁比例溢流阀Ⅰ33的出口通过管路连回第一油箱1。
进一步的，补液泵组Ⅰ2和高压泵38之间的管路还通过一支路连接有第一安全阀40，第一安全阀40的出口通过管路连回第一油箱1。
进一步的，补液泵组Ⅰ2和高压泵38之间的管路还通过另一支路连接有手动针阀37，手动针阀37的出口通过管路连回第一油箱1。
进一步的，在补液泵组Ⅰ2和高压泵38之间的管路上设置有第一过滤器39，在补高压泵38和气控球阀Ⅰ32之间的管路上设置有第二过滤器35。
进一步的，在回流管路上设置有手动开关阀29、流量计30、第一压力表28和第三过滤器34。
进一步的，所述气控球阀Ⅰ32和气控球阀Ⅱ27分别与气路连接，气路上设置电磁阀26。
所述伺服控制子系统：包括第二油箱7、主泵组9、补液泵组Ⅱ5、板式单向阀16、管式单向阀21、电磁比例溢流阀Ⅱ10、蓄能器Ⅱ18、伺服阀19、增压缸20（具体来讲，增压缸具有液压驱动腔和介质增压腔两个腔室；主要通过两个腔体内不同的缸径的面积比，来实现增压的效果，本实施例中，液压驱动腔内缸径的面积是介质增压腔内缸径面积的3-4倍；增压缸的液压驱动腔设置有第一控制口和第二控制口，增压缸的介质增压腔设置有一个输入口和一个输出口）。
主泵组9进口与第二油箱7连通，主泵组9出口通过管路连接板式单向阀16的进口，板式单向阀16的出口通过管路连接伺服阀19的P口（进油口），伺服阀3的T口（出油口）通过管路回流至油箱，伺服阀3的A口（控制口）通过管路连接至增压缸20的第一控制口，伺服阀3的B口（控制口）通过管路连接至增压缸20的第二控制口，增压缸20的输出口通过管路连接至气控球阀Ⅰ32和待测试件22之间的连接管路，并且在增压缸20的输出口的管路上设置压力传感器23和第二压力表24，增压缸20的输出口的管路还连接有回流管路，该回流管路设置第二安全阀31；所述补液泵组Ⅱ5的进口通过管路与第一油箱1连通，补液泵组Ⅱ5的出口通过管路连接管式单向阀21进口，管式单向阀21的出口通过管路连接增压缸20的输入口；所述电磁比例溢流阀Ⅱ10的进口与板式单向阀16和伺服阀19P口（进油口）之间的连接管路相连通，电磁比例溢流阀Ⅱ10的出口通过管路连回第二油箱7；所述蓄能器Ⅱ18连接在伺服阀3的P口（进油口）的进油管路上，为系统提供稳压及储能的作用。
进一步的，主泵组9和板式单向阀16之间的连接管路上还设置有第四过滤器15。
进一步的，补液泵组Ⅱ5和管式单向阀21之间的连接管路上还设置有第五过滤器4。
进一步的，在板式单向阀16和伺服阀19的P口（进油口）之间的连接管路上设置有第三压力表17。
本系统的工作原理如下：
一、高压开式控制子系统：首先，高压泵38从第一油箱1内抽取油液，充满待测试件22进行排空，排空时，气控球阀Ⅰ32、气控球阀Ⅱ27和手动开关阀29均处于打开状态；然后，根据试验所需压力以及根据压力传感器23的实时数据反馈来调节电磁比例溢流阀Ⅰ33的电信号以实现所需要的压力波形，其中蓄能器Ⅰ36在升压过程中作为辅助能源，来实现所需要的升压速率；第一油箱1为测试系统提供需要的测试油液，补液泵组Ⅰ2为高压泵38补充介质；第一过滤器39和第二过滤器35用于过滤介质系统中的杂质，防止污染测试件；第一安全阀40用于保护高压泵38进口压力防止超压，气控球阀Ⅰ32和气控球阀Ⅱ27在待测试件进、出口进行保压，试验时被电磁阀26控制相应的开闭；第一压力表28显示待测试件22出口的压力；流量计30读取待测试件22出口的流量数值；手动开关阀29用于手动控制回流管路导通状态；手动针阀37用于手动泄压。
二、伺服控制子系统：在循环试验之前，将待测试件出口的气控球阀Ⅱ27处于打开状态，手动开关阀29处于打开状态，气控球阀Ⅰ32处于闭合状态，高压泵38和补液泵组Ⅰ2均为关闭状态，开启补液泵组Ⅱ5将测试油液输送至待测试件22内，进行彻底排空（即排出空气），否则，将会直接影响到压力波形的产生；排空后，主泵组9开启，提供压力源，通过调节电磁比例溢流阀Ⅱ10设定系统压力，再经过伺服阀19控制增压缸20的正反向切换，变成一个交变的动力源，从而使待测试件端得到所需要的高频脉冲试验压力曲线，频率的高低由伺服阀控制。其中，第四过滤器15对系统油液进行二次过滤，防止对后面的元件有损坏；板式单向阀16的作用为保护主泵组9；第三压力表17用于显示系统压力值；蓄能器Ⅱ5作用为稳定系统压力及蓄能。
实施例二
在实施例一的基础上，进一步的，待测试件外围设置有废液接收箱，废液接收箱底部的回油口通过管路接回第一油箱1，并在该管路上设置泵3和阀门。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同 名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种冲击压力试验系统，其特征在于：包括高压开式控制子系统和伺服控制子系统；
高压开式控制子系统，包括第一油箱（1）、补液泵组Ⅰ（2）、高压泵（38）、蓄能器Ⅰ（36）、电磁比例溢流阀Ⅰ（33）、气控球阀Ⅰ（32）、气控球阀Ⅱ（27）；
补液泵组Ⅰ（2）进口与第一油箱（1）连通，补液泵组Ⅰ（2）出口通过管路连接高压泵（38)进口，高压泵（38）出口通过管路连接气控球阀Ⅰ（32）进口，气控球阀Ⅰ（32）出口通过管路连接至待测试件（22）的进口，待测试件的出口通过管路连接气控球阀Ⅱ（27）进口，气控球阀Ⅱ（27）出口通过回流管路连接回第一油箱（1）；所述蓄能器Ⅰ（36）与高压泵（38）和气控球阀Ⅰ（32）之间的连接管路相连通；所述电磁比例溢流阀Ⅰ（33）的进口与高压泵（38）和气控球阀Ⅰ（32）之间的连接管路相连通，电磁比例溢流阀Ⅰ（33）的出口通过管路连回第一油箱；
所述伺服控制子系统：包括第二油箱（7）、主泵组（9）、补液泵组Ⅱ（5）、板式单向阀（16）、管式单向阀（21）、电磁比例溢流阀Ⅱ（10）、蓄能器Ⅱ（18 ）、伺服阀（19）、增压缸（20）；
主泵组（9）进口与第二油箱（7）连通，主泵组出口通过管路连接板式单向阀（16）的进口，板式单向阀的出口通过管路连接伺服阀（19）的P口，伺服阀的T口通过管路回流至油箱，伺服阀的A口通过管路连接至增压缸（20）的第一控制口，伺服阀的B口通过管路连接至增压缸（20）的第二控制口，增压缸的输出口通过管路连接至气控球阀Ⅰ（32）和待测试件之间的连接管路，并且在增压缸（20）输出口的管路上设置压力传感器（23）和第二压力表（24），增压缸输出口的管路还连接有回流管路；所述补液泵组Ⅱ（5）的进口通过管路与第一油箱（1）连通，补液泵组Ⅱ（5）的出口通过管路连接管式单向阀（21）进口，管式单向阀的出口通过管路连接增压缸的输入口；所述电磁比例溢流阀Ⅱ（10）的进口与板式单向阀（16）和伺服阀（19）P口之间的连接管路相连通，电磁比例溢流阀Ⅱ（10）的出口通过管路连回第二油箱（7）；所述蓄能器Ⅱ（18）连接在伺服阀的P口的进油管路上；
补液泵组Ⅰ（2）和高压泵（38）之间的管路还通过一支路连接有第一安全阀（40），第一安全阀（40）的出口通过管路连回第一油箱（1）；
在补液泵组Ⅰ（2）和高压泵（38）之间的管路上设置有第一过滤器（39），在高压泵（38）和气控球阀Ⅰ（32）之间的管路上设置有第二过滤器（35）；
在气控球阀Ⅱ（27）出口的回流管路上设置有手动开关阀（29）、流量计（30）、第一压力表（28）和第三过滤器（34）；
所述气控球阀Ⅰ（32）和气控球阀Ⅱ（27）分别与气路连接，气路上设置电磁阀（26）；
测试时：
高压开式控制子系统：首先，高压泵从第一油箱内抽取油液，充满待测试件进行排空，排空时，气控球阀Ⅰ、气控球阀Ⅱ和手动开关阀均处于打开状态；然后，根据试验所需压力以及根据压力传感器的实时数据反馈来调节电磁比例溢流阀Ⅰ的电信号以实现所需要的压力波形；其中蓄能器Ⅰ在升压过程中作为辅助能源，来实现所需要的升压速率；第一油箱为测试系统提供需要的测试油液，补液泵组Ⅰ为高压泵补充介质；第一过滤器和第二过滤器用于过滤介质系统中的杂质，防止污染测试件；第一安全阀用于保护高压泵进口压力防止超压，气控球阀Ⅰ和气控球阀Ⅱ在待测试件进、出口进行保压，试验时被电磁阀控制相应的开闭；
伺服控制子系统：在循环试验之前，将待测试件出口的气控球阀Ⅱ处于打开状态，手动开关阀处于打开状态，气控球阀Ⅰ处于闭合状态，高压泵和补液泵组Ⅰ均为关闭状态，开启补液泵组Ⅱ将测试油液输送至待测试件内，进行彻底排空；排空后，主泵组开启，通过调节电磁比例溢流阀Ⅱ设定系统压力，再经过伺服阀控制增压缸的正反向切换，变成一个交变的动力源，从而使待测试件端得到所需要的高频脉冲试验压力曲线，频率的高低由伺服阀控制；其中，板式单向阀的作用为保护主泵组，蓄能器Ⅱ作用为稳定系统压力及蓄能。
2.根据权利要求1所述的冲击压力试验系统，其特征在于：蓄能器Ⅰ（36）和高压泵（38）之间的管路还通过另一支路连接有手动针阀（37），手动针阀的出口通过管路连回第一油箱（1）。
3.根据权利要求1所述的冲击压力试验系统，其特征在于：主泵组（9）和板式单向阀（16）之间的连接管路上还设置有第四过滤器（15）。
4.根据权利要求1所述的冲击压力试验系统，其特征在于：在板式单向阀（16）和伺服阀（19）的P口之间的连接管路上设置有第三压力表（17）。
5.根据权利要求1所述的冲击压力试验系统，其特征在于：待测试件外围设置有废液接收箱，废液接收箱底部的回油口通过管路接回第一油箱（1），并在该管路上设置泵和阀门。
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