发明内容
本发明的目的是提供一种通用性强,可适用于多种构型的热交换器;可进行热交换器的功能评估和使用状态试验,极大程度地节约成本、提高检验效率的用于航空热交换器的综合检测系统。
为解决上述技术问题,本发明提供一种用于航空热交换器的综合检测系统,其包括热交换器,以及与热交换器进行连接的功能评估系统和/或状态试验系统;功能评估系统用于对热交换器进行功能评估及校验,状态试验系统用于对热交换器的使用状态进行试验检测,且功能评估系统和/或状态检测系统的检测主体为热交换器的使用介质。
进一步地,功能评估系统包括气源部、工装组件、试验管路和测试操作台;热交换器安装在工装组件上,气源部通过试验管路与工装组件进行连接,对气源部提供的气源进行处理;测试操作台与工装组件和试验管路电连,用于进行信号的传输。
进一步地,气源部包括依次连接的空压机、干燥机,过滤器和储气罐,对输入气源进行过滤用与除湿处理。
进一步地,工装组件包括引气管组件,引气管组件的一端通过试验管路与气源部进行连接,引气管组件的另一端与热交换器进行连接;在引气管组件的出气口连接有一支管组件,引气管组件上还设置有温度探针。
进一步地,试验管路包括可与测试操作台通信连接的阀V1、调节阀V2、调节阀V3、微调节阀V4、主加热器、次加热器、主流量计和次流量计;
热交换器安装在工装组件上,工装组件安装在测试操作台的阀YS3的端口上,工装组件的支管组件连接在测试操作台的微压变送器接口A2上,工装组件的线缆W1连接在测试操作台的微压变送器接口A1上;
气源部的出口依次连接阀V1和调节阀V2,且阀V1连接有一压力传感器,压力传感器将采集到的信息传输至测试操作台;调节阀V2的输出端连接有一温度变送器,温度变送器与测试操作台通信连接;
温度变送器通过主加热器与调节部进行连接,调节部包括并接的调节阀V3和微调节阀V4,且在微调节阀V4所在的连接管路上安装有次流量计;调节阀V3和微调节阀V4的汇合输出管路中安装有主流量计,主流量计的输出管路通过引气管组件与热交换器连接,在引气管组件上还连接有次加热器,次加热器与测试操作台电连。
进一步地,状态试验系统包括气压处理系统,气压处理系统上连接有气源系统接口,用于连接气源部,通过气源部提供气源介质;气压处理系统通过高压软管与热交换器进行连接,热交换器位于试验水槽内。
进一步地,高压软管通过连接夹具与热交换器进行连接,热交换器两个介质通道相互隔离,在对热交换器的芯体使用状态进行试验时,使用连接夹具将热交换器的流体通道与高压软管接通。
进一步地,气压处理系统包括阀V1~V14、增压泵、压力表G1~G6以及输出口P0~P4;
输出口P0通过阀V4和调节阀V14与气源部连接,输出口P1通过阀V5与真空泵连接,且在连接线路上设置有仪表VG1,用于显示真空值;
气源部输出口还连接有阀V1和用于显示阀V1输出口压力的压力表G1,阀V1分别与阀V2和阀V3连接,阀V2上连接有用于显示阀V2输出口压力的压力表G2,阀V3上连接有用于显示阀V3输出口压力的压力表G3;
阀V2通过阀V6与增压泵连接,V3通过阀V7与增压泵连接;增压泵的输出端口分别与阀V12和阀V13连接,且增压泵的输出端口连接有用于显示增压后的高压示数的G6;
阀V12的输出口分别与阀V8、阀V9和阀V10连接,阀V12的输出口还连接有用于显示阀V12输出口压力的压力表G5;阀V8与输出口P2连接,阀V9分别与输出口P3和阀V11连接,阀V9的输出口还连接有用于显示阀V9输出口压力的压力表G4。
进一步地,气源部输出口还连接有一过滤器,阀V2、阀V3、阀V14均设置为调节阀;阀V13设置为系统安全调节阀、阀V12设置为减压阀、阀V10设置为排气阀、阀V11设置为安全调节阀。
进一步地,试验水槽采用防爆设计,试验水槽内分隔为两个功能区室,其中一个功能区室上铰接有带孔的排水支撑板,且支撑板可90度旋转;在功能区室内、位于排水支撑板的下方设置有进水和出水口;
另一个功能区室内的底部也设置有进水和出水口,且在该功能区室的顶部安装有防爆盖,并且在防爆盖上留有观察窗。
本发明的有益效果为:该用于航空热交换器的综合检测可对热交换器的换热功能评估及其使用状态进行检测,以提高产品质量和可靠性和安全性。且其系统的思路是针对热交换器的使用介质,而是不针对热交换器的具体构型。其可适用于各种拥有气体流道的热交换器,适用于多种构型的热交换,而不用针对一种和几种构型的热交换器,通用性强,且可很大程度的节约检测成本和提高检测效率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“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,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,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”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以下结合附图及实施例进行具体说明,参见图1~图6,且为了简单起见,以下内容省略了该技术领域技术人员所知晓的技术常识。
本次发明的综合检测系统可适用于各种拥有气体流道的热交换器6,适用于多种构型的热交换,而不用针对一种和几种构型的热交换器6,通用性强,且可很大程度的节约检测成本和提高检测效率。
该用于航空热交换器6的综合检测系统包括热交换器6,以及与热交换器6进行连接的功能评估系统和/或状态试验系统。
其中,功能评估系统用于对热交换器6进行功能评估及校验,而状态试验系统用于对热交换器6的使用状态进行试验检测,对热交换器6的换热功能评估及其使用状态进行检测,以提高产品质量和可靠性和安全性。
当然,功能评估系统和状态试验系统可组合使用,也可根据实际需求单独进行试验。
且本发明设计的综合检测系统的功能评估系统和/或状态检测系统的检测主体为热交换器6的使用介质。其系统设计的思路是针对热交换器6的使用介质,而是不针对热交换器6的具体构型,通用性强,这样可以很大程度的节约使用性能评估及其使用状态试验的成本,提高检验效率。
该用于航空热交换器6的综合检测系统的功能评估系统包括气源部1、工装组件8、试验管路和测试操作台7。
具体地,热交换器6安装在工装组件8上,气源部1通过试验管路与工装组件8进行连接,对气源部1提供的气源进行处理。测试操作台7与工装组件8和试验管路电连,用于进行信号的传输。
其中,测试操作台7与工装组件8、试验管路及气源部1分开安装在不同的空间房间内;工装组件8、试验管路及气源部1单独安装在一房间内,并且与安装测试操作台7的房间用防爆板分隔,并在防爆板上设置可观察的视窗。在操作中,工作人员在测试操作台7所在的房间内进行操作即可,确保安全性。
功能评估系统的气源部1包括依次连接的空压机、干燥机,过滤器19和储气罐,对输入气源进行过滤用与除湿处理。其中,功能评估系统的气源部1可提供最大压力为1MPA,最高温度为150℃,最大流量流量为195Kg/min的压缩空气。
工装组件8包括引气管组件10,引气管组件10的一端通过试验管路与气源部1进行连接,引气管组件10的另一端与热交换器6进行连接;在引气管组件10的出气口连接有一支管组件11,引气管组件10上还设置有温度探针12。
且引气管组件10整体安装在支架组件9上,并且在支架组件9的下端设置万向轮的方式,便于对工装组件8的移动转运。其中,工装组件8连接热交换器6和试验管路,采集进口处的静压值;并配备有独立移动的支架组件9,可根据不同类型的换热器试验,灵活的更换工装组件8。
功能评估系统的试验管路包括可与测试操作台7通信连接的阀V1、调节阀V2、调节阀V3、微调节阀V4、主加热器2、次加热器3、主流量计4和次流量计5;
热交换器6安装在工装组件8上,工装组件8安装在测试操作台7的阀YS3的端口上,工装组件8的支管组件11连接在测试操作台7的微压变送器接口A2上,工装组件8的线缆W1连接在测试操作台7的微压变送器接口A1上。
气源部1的出口依次连接阀V1和调节阀V2,且阀V1连接有一压力传感器,压力传感器将采集到的信息传输至测试操作台7;调节阀V2的输出端连接有一温度变送器13,温度变送器13与测试操作台7通信连接。
温度变送器13通过主加热器2与调节部进行连接,调节部包括并接的调节阀V3和微调节阀V4,且在微调节阀V4所在的连接管路上安装有次流量计5;调节阀V3和微调节阀V4的汇合输出管路中安装有主流量计4,主流量计4的输出管路通过引气管组件10与热交换器6连接,在引气管组件10上还连接有次加热器3,次加热器3与测试操作台7电连。
在具体实施中,将热交换器6安装在工装组件8上,调节工装组件8的位置,使工装组件8与测试操作台7的阀YS3的端口处连接。将工装组件8上的支管组件11连接在测试操作台7的微压变送器接口A2上,将工装组件8的线缆W1连接在测试操作台7的微压变送器接口A1上,确保管路连接好后,启动电源给系统供电。
接着,气源系统开始工作,压缩空气流经阀V1的压力传感器,压力传感器将采集的信息传输到测试操作台7的数据采集部内。接着,打开阀V1,调节调节阀V2直到试验需要的设定压力,同时调节阀V2后的温度变送器13将信号传输到测试操作台7内,并将接收到的数据信息显示在测试操作台7的显示器上。
在测试操作台7上安装有人机交互接界面,用于输入与输出控制信息;之后,可通过人机互动界面,输出需要试验的温度值,测试操作台7内的控制系统将反馈一条信号,控制主加热器2或次加热器3停止加热和/或继续加热。
打开并调节调节阀V3,让气体流量达到试验要求的流量值,如果调节调节阀V3不能调节到要求的流量范围,那么接着打开并调节微调节阀V4,使其能够达到要求的流量值。
在测试管路中的流量、压力、温度等试验参数经采集、处理反馈后,具体将数据传输到PLC处理器,进行数据反馈和处理;再发出信号控制各个相应气动元件的执行机构,实现调节和控制,最终达到试验要求的参数值,且可达到自动调节的闭环控制。
接着满足测试要求的气源介质流过清洁后的热交换器6,在热交换器6的出口处采集压力,温度等信息,并通过系统处理与要求数据比对,最终显示在屏幕上,进行合格辨别或报警,最后将测试的参数记录在储存系统里。
该用于航空热交换器6的综合检测系统的功能评估系统可进行流量测试、静压与流量参数性能曲线校验等。在对热交换器6进行功能试验时,需将其安装在工装组件8上,再将工装组件8安装在试验管路接口处,再可将静压变送器与试验管路连通,再调节流体的压力、流量、温度等参数。同时换热器入口处的温度和压力变送器会将参数反馈给测控系统,将数据进行比对,并显示在液晶屏幕上,不合格项会有提示和报警。
该用于航空热交换器6的综合检测系统的状态试验系统包括气压处理系统14,气压处理系统14上连接有气源系统接口15,用于连接气源部1,通过气源部1提供气源介质;气压处理系统14通过高压软管17与热交换器6进行连接,热交换器6位于试验水槽16内。
其中,状态试验系统的气源部1的供气可由功能评估系统的气源部1提供也可由其他压缩空气源提供。气压处理系统14可将供进的具有一定绝压的空气处理成真空、高压、中压、低压等可供需要的气压状态,以便试验使用。
而试验水槽16采用防爆设计,试验水槽16内分隔为两个功能区室,其中一个功能区室上铰接有带孔的排水支撑板,试验后将热交换器6放在上面,方便排干流道内的水。
且支撑板可90度旋转,可与宽度方向的侧板平行;在功能区室内、位于排水支撑板的下方设置有进水和出水口,方便维修操作使用。
另一个功能区室内的底部也设置有进水和出水口,且在该功能区室的顶部安装有防爆盖,并且在防爆盖上留有观察窗,方便试验人员观察芯体试验的相关情况,及提高试验的安全性。
状态试验系统的高压软管17通过连接夹具18与热交换器6进行连接,热交换器6两个介质通道相互隔离,在对热交换器6的芯体使用状态进行试验时,使用连接夹具18将热交换器6的流体通道与高压软管17接通,并将其放入试验水槽16中,确保管路连接好,再进行试验。
状态试验系统的气压处理系统14包括阀V1~V14、增压泵20、压力表G1~G6以及输出口P0~P4。
输出口P0通过阀V4和调节阀V14与气源部1连接,输出口P1通过阀V5与真空泵21连接,且在连接线路上设置有仪表VG1,用于显示真空值。
气源部1输出口还连接有阀V1和用于显示阀V1输出口压力的压力表G1,阀V1分别与阀V2和阀V3连接,阀V2上连接有用于显示阀V2输出口压力的压力表G2,阀V3上连接有用于显示阀V3输出口压力的压力表G3。;
阀V2通过阀V6与增压泵20连接,V3通过阀V7与增压泵20连接;增压泵20的输出端口分别与阀V12和阀V13连接,且增压泵20的输出端口连接有用于显示增压后的高压示数的G6。
阀V12的输出口分别与阀V8、阀V9和阀V10连接,阀V12的输出口还连接有用于显示阀V12输出口压力的压力表G5;阀V8与输出口P2连接,阀V9分别与输出口P3和阀V11连接,阀V9的输出口还连接有用于显示阀V9输出口压力的压力表G4。
气源部1输出口还连接有一过滤器19,阀V2、阀V3、阀V14均设置为调节阀;阀V13设置为系统安全调节阀、阀V12设置为减压阀、阀V10设置为排气阀、阀V11设置为安全调节阀。
在具体实施中,使用连接夹具18将热交换器6连接在高压软管17上,再将热交换器6放置在装满介质的试验水槽16中。接着将气源系统接口15接在气源管路部上,在确认管路连接没问题的情况下,再进行热交换器6的芯体结构性检漏、芯体耐压或爆破试验。
在进行热交换器6的芯体结构性检漏、芯体耐压或爆破试验时,气压处理系统14的输出口P2、P3处于正压状态。
具体流程为:气源部1提供的压缩空气源,经过滤器19,打开阀V1,关闭阀V4,根据增压泵20的增压特性,调节阀V3到一个预定的压力值,由压力表G3显示读数。
随后打开阀V7,接着调节阀V2到增压泵20要求的驱动压力值,由压力表G2显示读数,此时经增压泵20增压后的高压气体进入阀V13系统安全阀,同时进入阀V12,调节阀V12到需要压力值。
其中,阀V13设定系统最高压力,经增压泵20增压后的高压由压力表G6显示读数,阀V12需要压力值由压力表G5显示读数。
此时阀V10和阀V9都处于关闭状态,阀V8处于打开状态;此时高压气体就通过高压接口P2,经高压软管17进入热交换器6中,试验完成后,关闭阀V1和阀V6,同时打开阀V10,将高压空气排出。
如试验需要气体的压力为中压,高压气体阀V12调节到需要压力值后,由压力表G5显示读数;则关闭阀V8和阀V10,并设置阀V11在中压范围内,打开阀V9,此时中压气体从中压端口P3排除,进入到热交换器6中,试验完成后,关闭阀V1和阀V6,同时打开阀V10,将中压压空气排出。
如试验需要气体的压力为低压,小于系统进气压力时,则关闭阀V1,调节阀V14到所需压力后,再打开阀V4,气体经系统低压接口排除。
在进行在进行热交换器6的芯体负压修复试验时,由于换热器的芯体损坏漏气,需要进行结构修补,则需要向芯体内部提供一个负压。此时使用使用连接夹具18,将热交换器6连接在高压软管17上,再将热交换器6放置在装满修补介质的试验水槽16中,给真空泵21的马达通电,同时调节阀V5,直到需要的真空值,又压力表VG1显示读数。
该用于航空热交换器6的综合检测系统的状态试验系统可对热交换器6的芯体结构性检漏、芯体耐压或爆破试验、芯体负压修复试验等。
本发明设计属于航空用铝制热交换器6的生产制造或维修过程中,所涉及的针对热交换器6换热性能评估及其使用状态试验的系统,本综合检测系统可覆盖的热交换器6类型比较广泛,按介质类型可分为:空-空型热交换器6、空-油型热交换器6、空-其他介质的热交换器6等。其系统设计的思路是针对热交换器6的使用介质,而是不针对热交换器6的具体构型,通用性强,这样可以很大程度的节约使用性能评估及其使用状态试验的成本,提高检验效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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。
此外,术语“垂直”等术语并不表示要求部件绝对垂直,而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对“水平”而言更加垂直,并不是表示该结构一定要完全垂直,而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“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,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。