CN111532449B - 应急保护装置及高压流体充压试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于高压流体充压试验领域。本发明提供一种高压流体充压试验应急保护装置，特别针对飞机机身气密舱充压试验、发动机外涵机匣强度试验的应急保护装置，操作简单，可靠性高。

Description

应急保护装置及高压流体充压试验装置

技术领域

本发明属于高压流体充压试验领域，具体涉及一种应急保护装置及高压充气充水试验装置。

背景技术

在全尺寸飞机结构强度静力/疲劳试验中，飞机机身气密舱充压试验是飞机结构试验的重要组成部分。大型飞机机身气密舱充压试验中，由于其充压部件容积大，充压载荷较大，其危险性也随之增大，一旦出现不受控的现象，就会出现非常严重的事故。发动机外涵机匣强度试验中，充压载荷非常大，同样具有非常高的危险性，需要针对此种可能出现的意外，设计一种应急保护装置。

现阶段，结构强度充压试验采用气压传感器信号作为反馈，根据反馈信号控制充入试验件的进气量以及出气量，以达到试验设计需要的充压载荷。但试验过程中，当气压传感器出现异常问题(如信号线断开、电源断开)时，反馈值为零，此时，控制系统仍不断往试验件中充气，从而使气密舱中真实气压大大超出预定值，当超过其容限值，引发试验件的爆炸，则还会造成更严重的后果。

结构强度试验充压试验一旦出现意外，则会引发重大的责任事故。如何保证试验顺利安全的完成，同时保障了试验人员以及试验件的安全，是研制一种高压充气/充水试验应急保护装置的初衷。

发明内容

本发明的目的：提供一种应急保护装置及高压流体充压试验装置，特别针对飞机机身气密舱充压试验、发动机外涵机匣强度试验的应急保护装置，进行试验保护，具有操作简单，可靠性高的特点。

本发明的技术方案：一方面，一提供种应急保护装置，用于试验件的高压流体充压试验，所述应急保护装置包括依次信号连接的触点压力表、电磁阀和控制电路；

所述触点压力表用于检测试验件中的压力值，当压力值超过触点压力表设定的安全压力值时，反馈超限信号给所述控制电路；

所述控制电路接收到所述超限信号后，反馈触发输出信号给所述电磁阀；所述电磁阀接收到所述触发输出信号后，控制与所述试验件连接的流体应急卸载通道处于打开状态。

进一步地，所述控制电路接收到所述超限信号后，将所述超限信号进行锁存，然后反馈触发输出信号给所述电磁阀。

进一步地，所述控制电路包括：开关S1；继电器KR1、继电器KR2和继电器KR3；其中，继电器KR1包括线圈KR11和常开触点KR12，继电器KR2包括线圈KR21和常闭触点KR22，继电器KR3包括线圈KR31和常开触点KR32、常闭触点KR33；

开关S1的一端与电源连接，另一端与线圈KR11的一端连接，线圈KR11的另一端接地；

线圈KR21的一端与触点压力表的一端连接，触点压力表的另一端与电源连接；线圈KR21的另一端接地；

常闭触点KR22的一端与电源连接，另一端与常开触点KR12和常开触点KR32的一端连接；常开触点KR12和常开触点KR32的另一端均与线圈KR31的一端连接；线圈KR31的另一端接地；

常闭触点KR33的一端与电源连接，另一端与电磁阀的一端连接；电磁阀的另一端接地。

进一步地，所述开关S1为复位开关。

进一步地，所述电磁阀与LED灯D1并联。

另一方面，提供一种高压流体充压试验装置，包括如上所述的应急保护装置，所述高压流体充压试验装置还包括高压流体源、充气台、控制系统和传感器；

所述高压流体源与充气台连通，用以向充气台中提供高压气体或高压液体；

所述充气台与试验件连通，用以提供试验件试验所需的气体或液体压力；

所述传感器与试验件连接，以检测试验件中的流体压力，并将压力值反馈给控制系统；所述传感器与控制系统信号连接，控制系统与充气台连接，控制系统根据试验件中的压力值控制所述充气台的气体或液体的通断；

所述应急保护装置的触点压力表与充气台连接，用于检测充气台中的压力值；当充气台中的压力值超过触点压力表设定的安全压力值时，应急保护装置的电磁阀控制与充气台连接的流体应急卸载通道处于打开状态。

再一方面，提供一种高压流体充压试验装置，包括如上所述的应急保护装置，所述高压充压试验装置还包括高压流体源、传感器和控制系统；

所述高压流体源通过进气阀与试验件连通，以向试验件中提供高压气体或高压液体；

所述传感器与试验件连接，以检测试验件中的流体压力，并将压力值反馈给控制系统；

所述试验件上设置有出气阀；所述传感器与控制系统信号连接，控制系统根据试验件中的压力值控制所述出气阀和进气阀的开度。

所述试验件与所述应急保护装置连接；所述应急保护装置的触点压力表与试验件连接，用于检测试验件中的压力值；当充气台中的压力值超过触点压力表设定的安全压力值时，应急保护装置的电磁阀控制与试验件连接的流体应急卸载通道处于打开状态。

进一步地，所述高压液体为高压水。

本发明的技术效果：本发明的应急保护装置适用性强，适用于各种高压流体充压试验的应急，仅需更换不同的触电压力表或电磁阀；在传感器出现异常问题时，可以紧急泄压。

本发明高压流体充压试验装置省去了以往试验中采用控制系统应急保护的中间环节，提高了操作性；安装及拆卸便捷快速，使用方便；具有低成本、可靠性高，且操作简便的特点。

附图说明

图1是本发明的应急保护装置的结构图；

图2是本发明的控制电路示意图；

图3是飞机机身气密舱充压试验的具体实施结构示意图；

图4是发动机外涵机匣强度充压试验的具体实施结构示意图。

具体实施方式

实施例1

图1是本发明的应急保护装置的结构图，如图1所示，本实施例，提供一种应急保护装置，用于试验件的高压流体充压试验，应急保护装置包括依次信号连接的触点压力表、电磁阀和控制电路。触点压力表用于检测试验件中的压力值，当压力值超过触点压力表设定的安全压力值时，反馈超限信号给控制电路。控制电路接收到超限信号后，反馈触发输出信号给电磁阀；电磁阀接收到触发输出信号后，控制与试验件连接的流体应急卸载通道处于打开状态。本实施例，控制电路接收到超限信号后，将超限信号进行锁存，然后进行信号输出，反馈触发输出信号给电磁阀。

触点压力表用于检测试验件中压力值，并可以设定安全压力值限，当压力值超过所设定范围时，其信号回路闭合，从而给出超限信号。控制电路接收到触点压力表所给超限信号后，给出超限信号指示，并将超限信号进行锁存，并给出相应的应急信号触发输出。锁存的目的是为了保证在触点压力表恢复到正常压力范围之内时，控制电路依然是应急信号输出，直到人工机进行复位。电磁阀则控制与试验件连接的应急卸载输出通道，当有应急信号时，电磁阀打开，压力卸至安全范围之内，直至为零。

具体地，图2是本发明的控制电路示意图，如图2所示，控制电路包括：开关S1；继电器KR1、继电器KR2和继电器KR3。其中，继电器KR1包括线圈KR11和常开触点KR12，继电器KR2包括线圈KR21和常闭触点KR22，继电器KR3包括线圈KR31和常开触点KR32、常闭触点KR33。

电路的具体连接方式为：开关S1的一端与电源连接，另一端与线圈KR11的一端连接，线圈KR11的另一端接地。本实施例，开关S1与线圈KR11的输入端连接。

线圈KR21的一端与触点压力表的一端连接，触点压力表的另一端与电源连接；线圈KR21的另一端接地。常闭触点KR22的一端与电源连接，另一端与常开触点KR12和常开触点KR32的一端连接；常开触点KR12和常开触点KR32的另一端均与线圈KR31的一端连接；线圈KR31的另一端接地。常闭触点KR33的一端与电源连接，另一端与电磁阀的一端连接；电磁阀的另一端接地。本实施例，开关S1为复位开关，电磁阀与LED灯D1并联。

本实施例的电路工作原理：图2所示为正常情况下，该状况下，线圈KR11、KR21、KR31不通电。在控制电路通电，正常情况，复位开关S1未按下时，线圈KR11未通电；触点压力表为断开状态，线圈KR21未通电；常开触点KR12和KR32为断开状态，故线圈KR31也未通电；常闭触点KR33、电磁阀通电，此时电磁阀处于打开状态，灯D1灯亮。

当按下复位开关S1后，线圈KR11通电，常开触点KR12闭合，常开触点KR12与常闭触点KR22连接，使得线圈KR31通电，此时常开触点KR32闭合，常开触点KR32与常闭触点KR22连接对线圈KR31供电，使得线圈KR31稳定供电，在即便开关S1复位键弹开后，线圈KR11断电，触点KR12断开后，仍然能够对线圈KR31供电；与此同时，线圈KR31稳定供电，常闭触点KR33断开，导致电磁阀以及D1灯没有供电，电磁阀处于关闭状态。

在通电之后，当应急信号出现时，即触点压力表检测的压力值达到安全压力值时，触点压力表为接触状态，使得线圈KR21通电，常闭触点KR22打开，使得线圈KR31断电，常闭触点KR3就恢复闭合使得电磁阀与D1通电，电磁阀处于打开状态，电磁阀控制与所述试验件连接的流体应急卸载通道处于打开状态；灯D1亮指示。D1起到指示的作用。

本实施例，控制电路对超限信号锁存的原理，是利用继电器的特性，保持继电器触点处于如图2所示的状态，保持电磁阀一直打开，直到按下复位开关，复位信号出现后，电磁阀再处于关闭状态。

本实施例的技术效果：应急保护装置适用性强，根据不同的需求，可更换相对应的触点压力表，以及根据卸压管路口径选用不同的电磁阀。具体独立性强、可靠性高的特点。

本实施例，针对充气/充水等高压流体充压试验，通常的应急措施是控制设备通过压力信号反馈，进行可控性的卸压，采用此应急装置即可完成应急保护措施，节省了控制系统的环节，无需增加额外的功能模块。本实施例的控制电路可靠性高，均采用机械式继电器，机械使用耐久度达800万次。

实施例2

本实施例，提供一种高压流体充压试验装置，包括如实施例1所述的应急保护装置，所述高压流体充压试验装置还包括高压流体源、充气台、控制系统和传感器。本实施例，高压流体为高压气体，利用空气压缩机提供。当然，本实施例，也可以提供高压液体，如高压水进行试验。具体地，本实施例是飞机机身气密舱充压试验。

图3是飞机机身气密舱充压试验的具体实施结构图，如图3所示，高压气源与充气台连通，用以向充气台中提供高压气体。

充气台与试验件连通，用以提供试验件试验所需的气体压力；传感器与试验件连接，以检测试验件中的气体压力，并将压力值反馈给控制系统；传感器与控制系统信号连接，控制系统与充气台连接，控制系统根据试验件中的压力值控制充气台的气体的通断。

应急保护装置的触点压力表与充气台连接，用于检测充气台中的压力值；当充气台中的压力值超过触点压力表设定的安全压力值时，应急保护装置的电磁阀控制与充气台连接的流体应急卸载通道处于打开状态，进行放气。

实施例3

本实施例，提供一种高压流体充压试验装置，包括如实施例1所述的应急保护装置，所述高压充压试验装置还包括高压流体源、传感器和控制系统。具体地，本实施例是发动机外涵机匣强度充压试验的具体实施结构图。本实施例，高压流体为高压气体，当然高压流体也可以为高压水。

图4是发动机外涵机匣强度充压试验的具体实施结构图，如图4所示，高压气源通过进气阀与试验件连通，以向试验件中提供高压气体；传感器与试验件连接，以检测试验件中的气体压力，并将压力值反馈给控制系统；试验件上设置有出气阀；传感器与控制系统信号连接，控制系统根据试验件中的压力值控制出气阀和进气阀的开度。

试验件与应急保护装置连接；应急保护装置的触点压力表与试验件连接，用于检测试验件中的压力值；当充气台中的压力值超过触点压力表设定的安全压力值时，应急保护装置的电磁阀控制与试验件连接的流体应急卸载通道处于打开状态。

Claims (7)

1.一种应急保护装置，用于试验件的高压流体充压试验，其特征在于，所述应急保护装置包括依次信号连接的触点压力表、电磁阀和控制电路；

所述触点压力表用于检测试验件中的压力值，当压力值超过触点压力表设定的安全压力值时，反馈超限信号给所述控制电路；

所述控制电路接收到所述超限信号后，反馈触发输出信号给所述电磁阀；所述电磁阀接收到所述触发输出信号后，控制与所述试验件连接的流体应急卸载通道处于打开状态；

其中，所述控制电路包括：开关S1；继电器KR1、继电器KR2和继电器KR3；其中，继电器KR1包括线圈KR11和常开触点KR12，继电器KR2包括线圈KR21和常闭触点KR22，继电器KR3包括线圈KR31和常开触点KR32、常闭触点KR33；

开关S1的一端与电源连接，另一端与线圈KR11的一端连接，线圈KR11的另一端接地；

线圈KR21的一端与触点压力表的一端连接，触点压力表的另一端与电源连接；线圈KR21的另一端接地；

常闭触点KR22的一端与电源连接，另一端与常开触点KR12和常开触点KR32的一端连接；常开触点KR12和常开触点KR32的另一端均与线圈KR31的一端连接；线圈KR31的另一端接地；

常闭触点KR33的一端与电源连接，另一端与电磁阀的一端连接；电磁阀的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的应急保护装置，其特征在于，所述控制电路接收到所述超限信号后，将所述超限信号进行锁存，并反馈触发输出信号给所述电磁阀。

3.根据权利要求1所述的应急保护装置，其特征在于，所述开关S1为复位开关。

4.根据权利要求1所述的应急保护装置，其特征在于，所述电磁阀与LED灯D1并联。

5.一种高压流体充压试验装置，包括如权利要求1至4任一项所述的应急保护装置，其特征在于，所述高压流体充压试验装置还包括高压流体源、充气台、控制系统和传感器；

所述高压流体源与充气台连通，用以向充气台中提供高压气体或高压液体；

所述充气台与试验件连通，用以提供试验件试验所需的气体或液体压力；

所述传感器与试验件连接，以检测试验件中的流体压力，并将压力值反馈给控制系统；所述传感器与控制系统信号连接，控制系统与充气台连接，控制系统根据试验件中的压力值控制所述充气台的气体或液体的通断；

所述应急保护装置的触点压力表与充气台连接，用于检测充气台中的压力值；当充气台中的压力值超过触点压力表设定的安全压力值时，应急保护装置的电磁阀控制与充气台连接的流体应急卸载通道处于打开状态。

6.一种高压流体充压试验装置，包括如权利要求1至4任一项所述的应急保护装置，其特征在于，所述高压流体充压试验装置还包括高压流体源、传感器和控制系统；

所述高压流体源通过进气阀与试验件连通，以向试验件中提供高压气体或高压液体；

所述传感器与试验件连接，以检测试验件中的流体压力，并将压力值反馈给控制系统；

所述试验件上设置有出气阀；所述传感器与控制系统信号连接，控制系统根据试验件中的压力值控制所述出气阀和进气阀的开度；

所述试验件与所述应急保护装置连接；所述应急保护装置的触点压力表与试验件连接，用于检测试验件中的压力值；当充气台中的压力值超过触点压力表设定的安全压力值时，应急保护装置的电磁阀控制与试验件连接的流体应急卸载通道处于打开状态。

7.根据权利要求6所述的高压流体充压试验装置，其特征在于，所述高压液体为高压水。

Images