CN112507744B - 一种快速搭建的水系统管路试验平台及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水系统试验管路设计建造领域，提供一种快速搭建的水系统管路试验平台及其工作方法及其工作方法，尤其适用于实验室搭建的用于对水系统管路元件特性、管路配置、管路走向与性能等进行试验研究。该平台包括基础元件、基础平台安装板、以及计算机软件系统；所述基础元件包括标准化制作的基础功能元件和标准化制作的基础连接元件，所述计算机软件系统包括基础库模块、设计模块、辅助模块、仓储管理模块。本发明试验平台具有研究功能多、搭建时间短、改造简单、管路组成件复用率高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及水系统试验管路设计建造领域，特别涉及一种快速搭建的水系统管路试验平台及其工作方法，尤其适用于实验室搭建的用于对水系统管路元件特性、管路配置、管路走向与性能等进行试验研究。
背景技术
管路系统是船舶系统中重要的组成部分，特别是水系统管路在船舶中大量存在。一套设计成熟的水系统，需要进行大量的进行试验，特别是管路元件特性试验、系统性能试验。目前在船舶系统试验领域，用于研究管路元件(阀门、降噪元件、三通、弯头)特性、管路系统配置、管路走向与性能的试验平台，一般都是根据特定试验项目进行搭建的，其原有的试验平台设计及搭建一般是按照绘制原理图—现场规划—管路放样—制管(切割、弯管)—焊接(法兰、三通、弯头) —涂装—整体安装进行的。大量的时间浪费在现场规划、管路放样及管路制作过程中，同时管路涂装过程存在异味污染空气。在试验完成后，试验系统管路一般会进行拆解，拆解后的管路、附件等因其未进行标准化设计、不同实现通用化使用，一般会进行存放或报废。按照此模式建造的试验平台，存在研究功能单一、搭建时间长、搭建后改装复杂、附件复用率低、建造费用高的缺点。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种快速搭建的水系统管路试验平台及其工作方法。其首先采用三维设计的模式对试验系统进行规划，从基础元件模型中选择需要的元件搭建试验管路的模型，然后生成施工清单和施工图纸，按照施工清单和施工图纸，从基础元件中，选取一定数量的标准的系列化管路元件及管路附件，采取积木搭建的组装方式，配合试验设备组装成特定功能的试验管路，快速实现试验台架的搭建。该试验平台可开展对阀门、滤器、消声器等进行特性研究、对系统管路配置进行研究、对管路走向与性能关系进行研究等试验。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种快速搭建的水系统管路试验平台，该平台包括基础元件、基础平台安装板、以及计算机软件系统。
所述基础元件，包括标准化制作的基础功能元件和标准化制作的基础连接元件。
所述基础功能元件由标准接口法兰、过渡管段、过渡配合法兰、原始元件、RFID电子标签组成。所述原始元件可以为阀门、滤器、流量计、或消声器。所述过渡管段一端安装有标准接口法兰，另一端安装有过渡配合法兰，RFID电子标签安装在过渡管段的中间。所述原始元件两端分别通过过渡配合法兰与所述过渡管段相连。
所述基础连接元件由标准接口法兰、过渡管段、原始连接元件、 RFID电子标签组成。所述原始连接元件可以为直管、弯头、或三通。所述过渡管段一端安装有标准接口法兰，另一端与原始连接元件焊接连接，RFID电子标签安装在原始连接元件的中间。
所述过渡管段中间部分其材料为透明材质，可观察水在管道中的流动状态。
所述基础元件的长度为统一的标准化的长度，一般取500mm、或1000mm。
所述标准接口法兰为符合统一标准的法兰，使得通径一致的任意基础原件均能够通过标准法兰接口进行安装连接。
所述基础平台安装板为规格一致的钢制平板，平板上面设置有横向交错的T型槽，平板下部设置有4个安装基座可用于平板安装在地面上，所述T型槽中间设置有一定数量的圆孔方便螺栓进行插入安装。所述平板相邻的两边为凸边，另外相对的两边为凹边。任意数量基础平台可通过凸边和凹边的配合组成任意大小的试验安装平台。
所述基础元件可通过管路安装支架固定安装在基础平台安装板上，管路安装支架的固定螺栓可通过T型槽快速安装或拆卸，避免了传统试验系统安装管路支架时须向地面安装螺栓的步骤，节约了整体安装时间。
所述计算机软件系统包括基础库模块、设计模块、辅助模块、仓储管理模块。
所述基础库模块为基础元件、基础平台安装板的三维模型，该三维模型的数量与实际中的基础元件和基础平台安装板的数量保持一致。该三维模型的格式为一般三维设计软件的通用格式。
所述设计模块为目前现有的通用的三维设计软件，能够使用基础元件及基础平台安装板三维模型进行试验系统的数字化搭建。
所述辅助模块包括施工清单生成工具和施工图纸生成工具。所述施工清单工具用于将设计模块中完成设计的试验系统进行分解，分解成不同的基础元件清单，方便施工人员按照需求领取实际的基础元件。所述施工图纸生成工具用于对设计模块中搭建的试验系统三维模型进行三视图投影，方便施工人员按图施工。
所述仓储管理模块包括RFID标签的出库入库管理单元，通过对基础库元件RFID电子标签的读取，根据每个基础库元件的使用情况，对基础库元件的使用状态进行管理与数量盘点。
本发明还提供一种快速搭建的水系统管路试验平台的工作方法，具体包括以下步骤：
步骤S1，绘制试验系统原理图。
步骤S2，对试验系统原理图进行分解，获得试验所需的基础库元件的规格和数量。
步骤S3，根据步骤S2分解的基础元件，使用设计模块按照图纸进行试验系统三维设计。
步骤S4，根据步骤S3中设计的试验系统结果生成基础元件清单和施工图纸。
步骤S5，根据基础元件清单通过仓储管理模块清理出需要使用的基础元件，并将此基础元件状态标记为已使用，按照步骤S4生成的施工图纸对试验系统进行安装，完成试验系统的搭建。
步骤S6，根据搭建的试验平台完成相应的试验。
步骤S7，对完成相关试验后的系统管路进行分解，还原为基础元件，同时使用仓储管理模块将分解的基础元件状态标记为待使用，以备下次试验搭建平台使用。
进一步，所述步骤S2对试验系统原理图进行分解包括以下步骤：
步骤S21，清理试验系统原理图中所用的基础元件(阀门、滤器、流量计)，按照每种基础元件的规格进行分类，同时清理出每种规格的基础元件数量。
步骤S22，清理试验系统原理图中所用的管路规格，按照每种管路规格进行分类。
进一步，所述步骤S4中生成施工图纸包括以下步骤：
步骤S41，由三维模型生产的施工图纸为正视图、侧视图以及轴测图。
步骤S42，正视图、侧视图以及轴测图上标记基础元件。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
1.通过本试验平台搭建的试验系统通过三维设计，已提前对试验管路进行规划，施工时设计即所得，避免了原来二维设计-施工的随意性。
2.本试验平台施工流程相对于原施工流程，减少了大量管路放样、取样、焊接、弯管、涂装时间，整体缩短了施工时间。
3.使用完毕的试验平台，可以分解为基础元件，参与下一次使用，管路及管路附件利用率高。
4.试验平台均为基础元件组成，可根据需求增加新的基础元件，对试验系统进行改造，节约整体改装费用和时间。
附图说明
图1是本发明实施例中的阀门元件组成示意图。
图2是本发明中的基础功能元件类型示意图。
图3是本发明实施例中的管段连接元件组成示意图。
图4是本发明中的基础连接元件类型示意图。
图5是本发明中的基础平台安装板示意图。
图6是本发明的基础平台安装板组装示意图。
图7是本发明的工作方法流程图。
图8是本发明实施例中的试验系统原理图。
图9是本发明实施例的三维模型基础元件组成图。
图10是本发明实施例的三维设计模型图。
图11是本发明实施例的施工图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
本实施例一种快速搭建的水系统管路试验平台，该平台包括基础元件、基础平台安装板、以及计算机软件系统。所述计算机软件系统包括基础库模块、设计模块、辅助模块、仓储管理模块。
所述基础库模块为基础元件、基础平台安装板的三维模型，该三维模型的数量与实际中的基础元件和基础平台安装板的数量保持一致。该三维模型的格式为一般三维设计软件的通用格式。
所述设计模块为目前现有的通用的三维设计软件，能够使用基础元件及基础平台安装板三维模型进行试验系统的数字化搭建。
所述辅助模块包括施工清单生成工具和施工图纸生成工具。所述施工清单工具用于将设计模块中完成设计的试验系统进行分解，分解成不同的基础元件清单，方便施工人员按照需求领取实际的基础元件。所述施工图纸生成工具用于对设计模块中搭建的试验系统三维模型进行三视图投影，方便施工人员按图施工。
所述仓储管理模块包括RFID标签的出库入库管理单元，通过对基础库元件RFID电子标签的读取，根据每个基础库元件的使用情况，对基础库元件的使用状态进行管理与数量盘点。
所述基础元件，包括标准化制作的基础功能元件。如图1所示，以阀门基础元件为例，所述阀门基础元件由标准接口法兰31、过渡管段32、过渡配合法兰33、原始元件34、RFID电子标签35组成。所述过渡管段32一端安装有标准接口法兰31，另一端安装有过渡配合法兰33，RFID电子标签35安装在过渡管段32的中间。所述原始元件34为阀门，所述原始元件34两端分别通过过渡配合法兰33与所述过渡管段32相连。所述阀门基础元件的长度为统一的标准化的长度，一般取500mm、或1000mm。所述标准接口法兰31为符合同一标准的法兰，使得通径一致的任意基础原件均能够通过标准法兰接口进行安装连接。
如图2所示，所述基础功能元件包括阀门元件、滤器元件、流量计元件、消声器元件等，这些元件的基础构成均与图1所示的阀门基础元件保持一致。
所述基础元件，包括标准化制作的基础连接元件。如图3所示，以弯管基础连接元件为例，所述弯管基础连接元件由标准接口法兰 41、过渡管段42、原始连接元件44、RFID电子标签45组成。所述过渡管段42一端安装有标准接口法兰41，另一端与原始连接元件44 焊接，RFID电子标签45安装在原始连接元件44的中间。所述过渡管段42中间部分其材料为透明材质，可观察水在管道中的流动状态。所述弯管基础连接元件的长度为统一的标准化的长度，一般取 500mm、或1000mm。所述标准接口法兰41为符合同一标准的法兰，使得通径一致的任意基础原件均能够通过标准法兰接口进行安装连接。
如图4所示，所述基础连接元件包括直管元件、三通元件、弯管元件等，这些元件的基础构成均与图3所示的弯管基础连接元件保持一致。
如图5所示，所述基础平台安装板，其为边长为2m厚度20cm 的钢制平板，平板上面设置有横向的T型槽121，平板下部设置有4 个安装基座122可用于安装在地面上，所述的T型槽121平行间距为 200cm，T型槽121的中间设置有一定数量的圆孔123方便螺栓进行插入安装。所述平板相邻的两边为凸边124，另外相对的两边为凹边 125。任意数量基础平台安装版12可通过凸边124和凹边125的配合组成任意大小的试验安装平台。由6块基础平台安装板组成的试验安装平台如图6所示。
以泵移水测试试验台架为例。本实施例的工作流程如图7所示，包含步骤S1至S7：
步骤S1，绘制试验系统原理图如图8所示；
步骤S2，对试验系统原理图进行分解，获得试验所需的基础库元件的规格和数量，如图9所示；
步骤S3，根据步骤S2分解的基础元件，使用设计模块按照试验系统原理图进行试验系统三维设计，三维设计模型如图10所示；
步骤S4，根据步骤S3中设计的试验系统结果生成基础元件和施工图纸，施工图纸如图11所示；
步骤S5，根据基础元件清单通过仓储管理模块清理出需要使用的基础元件，并将此基础元件状态标记为已使用状态，按照步骤S4 生成的施工图纸对试验系统进行安装，完成试验系统的搭建；
步骤S6，根据搭建的试验平台完成相应的试验；
步骤S7，对完成相关试验后的系统管路进行分解，还原为基础元件，同时使用仓储管理模块将分解的基础元件状态标记为待使用，以备下次试验搭建平台使用。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种快速搭建的水系统管路试验平台，其特征在于：该平台包括基础元件、基础平台安装板、以及计算机软件系统；所述基础元件包括标准化制作的基础功能元件和标准化制作的基础连接元件，所述基础功能元件由标准接口法兰、过渡管段、过渡配合法兰、原始元件、RFID电子标签组成，所述原始元件为阀门、滤器、流量计、或消声器，所述过渡管段一端安装有标准接口法兰，另一端安装有过渡配合法兰，所述RFID电子标签安装在过渡管段的中间，所述原始元件两端分别通过过渡配合法兰与所述过渡管段相连，所述基础连接元件由标准接口法兰、过渡管段、原始连接元件、RFID电子标签组成，所述原始连接元件为直管、弯头、或三通，所述过渡管段一端安装有标准接口法兰，另一端与原始连接元件焊接连接，所述RFID电子标签安装在原始连接元件的中间；所述计算机软件系统包括基础库模块、设计模块、辅助模块、仓储管理模块，所述基础库模块为基础元件、基础平台安装板的三维模型，该三维模型的数量与实际中的基础元件和基础平台安装板的数量保持一致，所述设计模块为通用的三维设计软件，能够使用基础元件及基础平台安装板三维模型进行试验系统的数字化搭建，所述辅助模块包括施工清单生成工具和施工图纸生成工具，所述施工清单生成 工具用于将设计模块中完成设计的试验系统进行分解，分解成不同的基础元件清单，方便施工人员按照需求领取实际的基础元件，所述施工图纸生成工具用于对设计模块中搭建的试验系统三维模型进行三视图投影，方便施工人员按图施工，所述仓储管理模块包括RFID标签的出库入库管理单元，通过对RFID电子标签的读取，根据每个基础元件的使用情况，对基础元件的使用状态进行管理与数量盘点。
2.根据权利要求1所述的快速搭建的水系统管路试验平台，其特征在于：所述过渡管段中间部分为透明材质。
3.根据权利要求1所述的快速搭建的水系统管路试验平台，其特征在于：所述基础元件的长度为统一的标准化的长度，取500mm、或1000mm，所述标准接口法兰为符合统一标准的法兰，使得通径一致的任意基础元件均能够通过标准法兰接口进行安装连接。
4.根据权利要求1所述的快速搭建的水系统管路试验平台，其特征在于：所述基础平台安装板为规格一致的钢制平板，平板上面设置有横向交错的T型槽，平板下部设置有4个安装基座，用于平板安装在地面上，所述T型槽中间设置有一定数量的圆孔，方便螺栓进行插入安装，所述平板相邻的两边为凸边，另外相对的两边为凹边，任意数量基础平台可通过凸边和凹边的配合组成任意大小的试验安装平台。
5.根据权利要求4所述的快速搭建的水系统管路试验平台，其特征在于：所述基础元件可通过管路安装支架固定安装在基础平台安装板上，管路安装支架的固定螺栓可通过T型槽快速安装或拆卸。
6.一种权利要求1-5任一项所述的快速搭建的水系统管路试验平台的工作方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤S1，绘制试验系统原理图；
步骤S2，对试验系统原理图进行分解，获得试验所需的基础元件的规格和数量；
步骤S3，根据步骤S2分解的基础元件，使用设计模块按照图纸进行试验系统三维设计；
步骤S4，根据步骤S3中设计的试验系统结果生成基础元件清单和施工图纸；
步骤S5，根据基础元件清单通过仓储管理模块清理出需要使用的基础元件，并将此基础元件状态标记为已使用，按照步骤S4生成的施工图纸对试验系统进行安装，完成试验系统的搭建；
步骤S6，根据搭建的试验平台完成相应的试验；
步骤S7，对完成相关试验后的系统管路进行分解，还原为基础元件，同时使用仓储管理模块将分解的基础元件状态标记为待使用，以备下次试验搭建平台使用。
7.根据权利要求6所述的快速搭建的水系统管路试验平台的工作方法，其特征在于所述步骤S2对试验系统原理图进行分解包括以下步骤：
步骤S21，清理试验系统原理图中所用的基础元件，按照每种基础元件的规格进行分类，同时清理出每种规格的基础元件数量；
步骤S22，清理试验系统原理图中所用的管路规格，按照每种管路规格进行分类。
8.根据权利要求6所述的快速搭建的水系统管路试验平台的工作方法，其特征在于所述步骤S4中生成施工图纸包括以下步骤：
步骤S41，由三维模型生成的施工图纸为正视图、侧视图以及轴测图；
步骤S42，正视图、侧视图以及轴测图上标记基础元件。
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| 水力机械多功能模型试验台循环管理系统水力设计;郑源;《流体机械》;20011230;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112507744A (zh) | 2021-03-16 |
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