CN111502973B - 一种液压正负压试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压正负压试验系统及方法，所述系统包括：顺着液压介质流向依次连接的介质箱、第一三通阀、循环泵、能提供正压或负压调节的电动作动器以及第二三通阀，第二三通阀同时连接着第一三通阀和介质箱，被试件的进、出端口分别对接循环泵和电动作动器，当第一三通阀与第二三通阀不导通时为排气过程，通过循环泵将液压介质填满整个循环回路，当第一三通阀与第二三通阀导通时为调压、保压过程，通过电动作动器的动作实现所需的正压或负压试验压力。一种试验系统同时实现液压正、负压的调节，集成度高、结构紧凑，可减少管路漏点；使用效率高，可延长系统各器件的使用寿命。

Description

一种液压正负压试验系统及方法

技术领域

本发明涉及液压试验机领域。

背景技术

汽车真空助力系统所用管件在投入生产使用之前，需进行带温或不带温液压介质的正负压密封性能试验。传统的试验方法都是正压和负压试验分开进行。正压容易实现，而负压大多采用真空泵与管路容器直连的方式，在这种方式下如果容器内存在介质高温蒸汽将大大影响真空泵的使用寿命和性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种液压正负压试验系统及方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种液压正负压试验系统，包括：顺着液压介质流向依次连接的介质箱、第一三通阀、循环泵、能提供正压或负压调节的电动作动器以及第二三通阀，第二三通阀同时连接着第一三通阀和介质箱，被试件的进、出端口分别对接循环泵和电动作动器，当第一三通阀与第二三通阀不导通时为排气过程，通过循环泵将液压介质填满整个循环回路，当第一三通阀与第二三通阀导通时为调压、保压过程，通过电动作动器与回路相通的内腔变大或变小的动作，实现所需的正压或负压试验压力。

被试件与所述电动作动器之间设置有正负压传感器，用于压力显示的反馈调节。

所述介质箱与第一三通阀之间设置有过滤器，用于净化过滤液压介质。

所述循环泵的出口端通过管路与被试件进口转接头相连接，电动作动器也是通过管路与被试件出口转接头相连接。

所述进口转接头和出口转接头的端部分别插入被试件的两端，再用卡箍将被试件的两端固定于转接头，转接头通过工装治具进行固定安装。

所述电动作动器包括：

支撑组件；

双向密封缸头，位于支撑组件的一端，其包括活塞杆、双向密封组件和缸筒，所述缸筒固定在所述支撑组件上，缸筒具有内腔，活塞杆配合穿插于缸筒内腔，缸筒上相对活塞杆的一端设置有连通内腔的端口，端口接入系统的循环回路中，所述双向密封组件安装在所述缸筒内壁预设的沟槽内并压紧在所述活塞杆的外壁上；

以及动力组件，其通过传动组件驱动活塞杆在缸筒内直线运动，当活塞杆后退时缸筒内腔变大，形成负压试验压力；当活塞杆前进时缸筒内腔变小，形成正压试验压力。

所述传动组件位于支撑组件的另一端，其包括丝杠副、轴承组件和传动轮，所述轴承组件的外圈与所述支撑组件固定连接，所述丝杠副的螺母锁紧套连在所述轴承组件的内圈中，所述传动轮与所述丝杠副的螺母同轴固定连接，所述活塞杆与所述丝杠副的丝杆铰接。

所述动力组件位于支撑组件的一侧，动力组件用于提供动力驱动所述传动轮转动，使传动轮带动所述丝杠副的螺母转动，丝杠副将旋转运动变为直线运动，进而通过丝杠副的丝杆带动活塞杆在缸筒内直线运动。

所述双向密封组件具有多个密封圈，密封圈为了应对不同运动方向的密封需求而呈镜像对称分布。

一种液压正负压试验方法，包括：

第一步，排气，通过循环泵将液压介质从介质箱依次流经第一三通阀、被试件、电动作动器以及第二三通阀，最终回流至介质箱形成循环回路；

第二步，调压、保压，第一三通阀与第二三通阀导通，介质箱不再参与，当电动作动器与回路相通的内腔变大，形成负压试验压力；当电动作动器与回路相通的内腔变小，形成正压试验压力；

第三步，结论，如果被试件合格，那么在保压过程中，电动作动器无需进行调节动作或者仅在许可的范围内调节，压力始终能保持目标值；反之，则被试件不合格。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种试验系统同时实现液压正、负压的调节，集成度高、结构紧凑，可减少管路漏点；使用效率高，可延长系统各器件的使用寿命。将双向密封的电动作动器作为液压正、负压试验的压力源，只需更改内部压力值即可完成所需液压正压或负压的试验；由于循环和压力系统是密封的，可防止高温测试所用液压介质产生蒸汽对压力作动器产生影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中：

图1为本发明较佳实施例的结构原理图；

图2为本发明较佳实施例的介质流向总图；

图3为本发明较佳实施例的排气过程介质流向图；

图4为本发明较佳实施例的调压、保压过程介质流向图；

图5为本发明较佳实施例的电动作动器结构示意图；

图6为电动作动器的传动组件结构示意图；

图7为电动作动器的双向密封缸头剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参见图1至图4，本发明较佳实施例设计的一种液压正负压试验系统，其主要包括：顺着液压介质流向用管路依次连接的介质箱10、第一三通阀30、循环泵40、电动作动器70以及第二三通阀80，第二三通阀80同时连接着第一三通阀30和介质箱10，被试件50安装在循环泵40与电动作动器70之间，被试件50为管件，其内部环境会流经液压介质，循环泵40的出口端通过管路与被试件50进口转接头相连接，电动作动器70也是通过管路与被试件50出口转接头相连接。第一三通阀30为二进一出，第二三通阀80为一进二出。

当第一三通阀30与第二三通阀80不导通时，即第一三通阀30导通介质箱10和循环泵40，第二三通阀80导通电动作动器70和介质箱10，为排气过程，通过循环泵40将介质箱10内的液压介质输送填满至整个循环回路，同时排出回路内的气体；当第一三通阀30与第二三通阀80导通时，即第一三通阀30和第二三通阀80共同导通电动作动器70和循环泵40，此时介质箱10不再参与，为调压、保压过程，通过电动作动器70的动作实现所需的正压或负压试验环境，从而测出被试件50在此过程中的密封性能。

在被试件50与电动作动器70之间设置有正负压传感器60，作用是压力显示的反馈调节，一方面可直观监测试验系统的压力，另一方面作为压力反馈信号，进一步调节电动作动器70的动作，使保压过程中闭环回路内压力无限接近目标值。如果被试件50合格，那么在保压过程中，电动作动器70无需进行多余的调节动作，压力显示也能保持目标值；如果被试件50不合格，那么在保压过程中，为了保持压力显示的目标值，电动作动器70要通过不断的动作调节实现，从而判断出被测件的密封性能。

在介质箱10与第一三通阀30之间设置有过滤器20，用于净化过滤流通的液压介质，防止影响其他器件工作。

被试件50的进口转接头和出口转接头的端部分别插入被试件的两端，再用卡箍将被试件的两端固定于转接头，转接头通过工装治具进行固定安装，通过调节进口转接头和出口转接头之间的对应位置关系来匹配不同长度形状的被试件。

请参见图5至图7，电动作动器70包括支撑组件400、通过支撑组件安装的传动组件300和双向密封缸头500以及动力组件200，其中：

传动组件300设置在支撑组件400的一端，其包括丝杠副8、轴承组件7和传动轮，轴承组件7的外圈与支撑组件400固定连接，丝杠副的螺母锁紧套连在轴承组件7的内圈中，传动轮与丝杠副的螺母同轴固定连接。

双向密封缸头500设置在支撑组件400的另一端，其包括活塞杆13、双向密封组件14和缸筒15，缸筒15固定在支撑组件400上，缸筒15具有内腔，活塞杆13配合穿插于缸筒15内腔，缸筒15上相对于活塞杆13的一端设置有连通内腔的端口，端口接入本系统的循环回路中，双向密封组件14安装在缸筒15内壁预设的沟槽内并压紧在活塞杆13的外壁上，活塞杆13与丝杠副的丝杆铰接。双向密封组件14具有多个密封圈，密封圈为了应对不同运动方向的密封需求而呈镜像对称分布。

动力组件200，位于支撑组件400的一侧，动力组件200包括电机1、连接法兰2和减速机3，电机1通过连接法兰2与减速机3固定连接，电机1的输出轴与减速机3的输入轴传动连接，减速机3的输出轴与传动轮传动连接。传动轮为大带轮6，减速机3的输出轴上连接有小带轮4，小带轮4通过同步带5与大带轮6传动连接，减速机3在电机1的驱动下带动小带轮4旋转，从而通过同步带5带动大带轮6旋转，进而带动丝杆副8运动。动力组件200用于提供动力驱动传动轮转动，从而使传动轮带动丝杠副的螺母转动，丝杠副将旋转运动变为直线运动，进而通过丝杠副8的丝杆带动活塞杆13在缸筒15内直线运动，当活塞杆13随着丝杆副8前进或者后退时，由于双向密封组件14的密封作用，使得双向密封缸头500内产生正压或者负压而不泄漏，稳定性高，操作方便。

该实施例的电动作动器作为液压正负压试验的压力源，只需更改内部压力值即可完成所需液压正压或负压试验，无需额外的正压或负压源。当活塞杆13向内后退时，使缸筒15与系统管路连通的内腔变大，而内压变小，对于循环回路而言形成负压；当活塞杆12向外前进时，使缸筒15与系统管路连通的内腔变小，而内压变大，对于循环回路而言形成正压。

本发明较佳实施例还设计了一种液压正负压试验方法，包括：

第一步，排气，通过循环泵40将液压介质从介质箱10依次流经第一三通阀30、被试件50、电动作动器70以及第二三通阀80，最终回流至介质箱10形成整个循环回路，此时电动作动器70不动作；

第二步，调压、保压，第一三通阀30与第二三通阀80导通，介质箱10不再参与，当电动作动器70与回路相通的内腔变大，形成负压试验压力；当电动作动器70与回路相通的内腔变小，形成正压试验压力；

第三步，结论，如果被试件50合格，那么在保压过程中，电动作动器70无需进行调节动作或者仅在许可的范围内动作，压力始终能保持目标值；反之，如果被试件50不合格，为了保持压力目标值，电动作动器70要通过不断的、超许可范围的调节动作实现，或者根本无法使压力保持目标值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种液压正负压试验系统，其特征在于，包括：顺着液压介质流向依次连接的介质箱、第一三通阀、循环泵、能提供正压或负压调节的电动作动器以及第二三通阀，第二三通阀同时连接着第一三通阀和介质箱，被试件的进、出端口分别对接循环泵和电动作动器，当第一三通阀与第二三通阀不导通时为排气过程，通过循环泵将液压介质填满整个循环回路，当第一三通阀与第二三通阀导通时为调压、保压过程，通过电动作动器的动作实现所需的正压或负压试验压力。

2.根据权利要求1所述的液压正负压试验系统，其特征在于，被试件与所述电动作动器之间设置有正负压传感器，用于压力显示的反馈调节。

3.根据权利要求1所述的液压正负压试验系统，其特征在于，所述介质箱与第一三通阀之间设置有过滤器，用于净化过滤液压介质。

4.根据权利要求1所述的液压正负压试验系统，其特征在于，所述循环泵的出口端通过管路与被试件进口转接头相连接，电动作动器也是通过管路与被试件出口转接头相连接。

5.根据权利要求4所述的液压正负压试验系统，其特征在于，所述进口转接头和出口转接头的端部分别插入被试件的两端，再用卡箍将被试件的两端固定于转接头，转接头通过工装治具进行固定安装。

6.根据权利要求1所述的液压正负压试验系统，其特征在于，所述电动作动器包括：

支撑组件；

双向密封缸头，位于支撑组件的一端，其包括活塞杆、双向密封组件和缸筒，所述缸筒固定在所述支撑组件上，缸筒具有内腔，活塞杆配合穿插于缸筒内腔，缸筒上相对活塞杆的一端设置有连通内腔的端口，端口接入系统的循环回路中，所述双向密封组件安装在所述缸筒内壁预设的沟槽内并压紧在所述活塞杆的外壁上；

以及动力组件，其通过传动组件驱动活塞杆在缸筒内直线运动，当活塞杆后退时缸筒内腔变大，形成负压试验压力；当活塞杆前进时缸筒内腔变小，形成正压试验压力。

7.根据权利要求6所述的液压正负压试验系统，其特征在于，所述传动组件位于支撑组件的另一端，其包括丝杠副、轴承组件和传动轮，所述轴承组件的外圈与所述支撑组件固定连接，所述丝杠副的螺母锁紧套连在所述轴承组件的内圈中，所述传动轮与所述丝杠副的螺母同轴固定连接，所述活塞杆与所述丝杠副的丝杆铰接。

8.根据权利要求7所述的液压正负压试验系统，其特征在于，所述动力组件位于支撑组件的一侧，动力组件用于提供动力驱动所述传动轮转动，使传动轮带动所述丝杠副的螺母转动，丝杠副将旋转运动变为直线运动，进而通过丝杠副的丝杆带动活塞杆在缸筒内直线运动。

9.根据权利要求6所述的液压正负压试验系统，其特征在于，所述双向密封组件具有多个密封圈，密封圈为了应对不同运动方向的密封需求而呈镜像对称分布。

10.一种液压正负压试验方法，其特征在于，包括：

第一步，排气，通过循环泵将液压介质从介质箱依次流经第一三通阀、被试件、电动作动器以及第二三通阀，最终回流至介质箱形成循环回路；

第二步，调压、保压，第一三通阀与第二三通阀导通，介质箱不再参与，当电动作动器与回路相通的内腔变大，形成负压试验压力；当电动作动器与回路相通的内腔变小，形成正压试验压力；

第三步，结论，如果被试件合格，那么在保压过程中，电动作动器无需进行调节动作或者仅在许可的范围内调节，压力始终能保持目标值；反之，则被试件不合格。