CN113390627A - 一种减压阀离心过载试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减压阀离心过载试验装置，包括用以向待测减压阀提供过载加速度的离心机，所述离心机上设有蓄能器、进口控制阀、进口压力检测部件、待测减压阀、出口压力检测部件和出口控制阀，所述进口控制阀用以与待测减压阀的进口和所述蓄能器的出口连接，所述出口控制阀用以与待测减压阀的出口连接，所述进口压力检测部件和所述出口压力检测部件分别用以检测待测减压阀的进口压力和出口压力。上述减压阀离心过载试验装置，能够实现对于减压阀的过载试验，且装置安装简单、拆卸方便、成本低、试验效率高、可靠性高。这样即可在减压阀装配至航天飞行器之前，完成对于减压阀的过载测试，从而可以保证航天飞行器工作的稳定性和可靠性。

Description

一种减压阀离心过载试验装置

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种减压阀离心过载试验装置。

背景技术

目前，我国某型号可重复使用的航天飞行器在工作过程中需要进行设备冷却，水升华器系统作为该型号航天飞行器上的冷却设备，由于能够高效吸收系统废热而得到广泛应用。

减压阀作为水升华器系统的核心部件，在系统工作过程中需提供断续的微压(12kPa-15kPa)微流量工作介质。该型号航天飞行器在某些特定飞行工况时会对舱内设备产生随机高过载，过载量级最大达到6g(g为重力加速度)。为了保证水升华器系统有效工作，要求减压阀在过载工况时需提供压力为8kPa-18kPa的工作介质。由于目前国内尚无相关试验系统可以对上述减压阀进行过载检测试验，因此，往往直接使用该减压阀，这样势必会造成一定的安全隐患。

因此，如何避免无法对减压阀进行过载检测试验，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种减压阀离心过载试验装置，能够实现对于减压阀的过载试验，且装置安装简单、拆卸方便、成本低、试验效率高、可靠性高。

为实现上述目的，本发明提供一种减压阀离心过载试验装置，包括用以向待测减压阀提供过载加速度的离心机，所述离心机上设有蓄能器、进口控制阀、进口压力检测部件、待测减压阀、出口压力检测部件和出口控制阀，所述进口控制阀用以与待测减压阀的进口和所述蓄能器的出口连接，所述出口控制阀用以与待测减压阀的出口连接，所述进口压力检测部件和所述出口压力检测部件分别用以检测待测减压阀的进口压力和出口压力。

可选地，还包括与所述出口控制阀连接、用以模拟待测减压阀后端工况的模拟负载。

可选地，所述蓄能器、所述进口控制阀、所述进口压力检测部件、所述出口压力检测部件、所述出口控制阀和所述模拟负载均沿垂直于过载加速度的方向安装。

可选地，所述离心机上设有用以定位安装所述蓄能器、所述进口控制阀、所述进口压力检测部件、待测减压阀、所述出口压力检测部件、所述出口控制阀和所述模拟负载的定位工装。

可选地，所述定位工装包括与所述离心机固接的工作台面，所述工作台面上固接有：

用以固定安装所述蓄能器的第一安装座；

用以固定安装所述进口控制阀和所述进口压力检测部件的第二安装座；

用以固定安装待测减压阀的装夹工装；

用以固定安装所述出口控制阀、所述出口压力检测部件和所述模拟负载的第三安装座。

可选地，所述装夹工装包括支架，及设于所述支架的内部、用以固定待测减压阀的底座，所述底座包括与所述支架固接的底板和两个并排设置于所述底板上的装夹块，所述装夹工装还包括两个压盖，两个所述压盖分别可拆卸地连接于两个所述装夹块上。

可选地，任一所述压盖的内侧设有用以与待测减压阀的一侧抵贴的第一衬垫，任一所述装夹块的内侧设有用以与待测减压阀的另一侧抵贴的第二衬垫。

可选地，还包括与所述进口压力检测部件电连接、用以显示所述进口压力检测部件检测的示数的进口压力显示部件，及与所述出口压力检测部件电连接、用以显示所述出口压力检测部件检测的示数的出口压力显示部件。

可选地，还包括用以连接待测减压阀的进口和所述进口控制阀的出口的第一软管。

可选地，还包括用以连接待测减压阀出口的第二软管，所述第二软管、所述出口压力检测部件和所述出口控制阀通过三通接头连接。

相对于上述背景技术，本发明实施例所提供的减压阀离心过载试验装置，包括离心机、蓄能器、进口控制阀、出口控制阀、进口压力检测部件和出口压力检测部件，其中，蓄能器、进口控制阀、进口压力检测部件、待测减压阀、出口压力检测部件和出口控制阀均设于离心机上，离心机用于向待测减压阀提供过载加速度，进口控制阀与待测减压阀的进口和蓄能器的出口连接，出口控制阀与待测减压阀的出口连接，进口压力检测部件用于检测待测减压阀的进口压力，出口压力检测部件用于检测待测减压阀的出口压力。如此设置的减压阀离心过载试验装置，在进行待测减压阀过载测试时，蓄能器能够向待测减压阀提供所需的压力，利用离心机的旋转运动提供待测减压阀所需的过载加速度，待达到加速度数值时，依次开启进口控制阀和出口控制阀进行测试，然后，通过进口压力检测部件检测待测减压阀的进口压力，通过出口压力检测部件检测待测减压阀的出口压力。上述减压阀离心过载试验装置，能够实现对于减压阀的过载试验，且装置安装简单、拆卸方便、成本低、试验效率高、可靠性高。这样即可在减压阀装配至航天飞行器之前，完成对于减压阀的过载测试，从而可以保证航天飞行器工作的稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的减压阀离心过载试验装置的试验原理图；

图2为待测减压阀的结构示意图；

图3为装夹工装的结构示意图；

图4为待测减压阀的固接示意图。

其中：

1-蓄能器、2-进口控制阀、3-进口压力检测部件、4-待测减压阀、5-出口压力检测部件、6-出口控制阀、7-模拟负载、8-定位工装、81-装夹工装、811-支架、812-底座、8121-底板、8122-装夹块、813-压盖、814-第一衬垫、815-第二衬垫、9-第一软管、10-第二软管。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明的核心是提供一种减压阀离心过载试验装置，能够实现对于减压阀的过载试验，且装置安装简单、拆卸方便、成本低、试验效率高、可靠性高。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。

请参考图1-图4，图1为本发明实施例所提供的减压阀离心过载试验装置的试验原理图；图2为待测减压阀的结构示意图；图3为装夹工装的结构示意图；图4为待测减压阀的固接示意图。

本发明实施例所提供的减压阀离心过载试验装置，包括离心机、蓄能器1、进口控制阀2、进口压力检测部件3、出口压力检测部件5、出口控制阀6，其中，蓄能器1、进口控制阀2、进口压力检测部件3、待测减压阀4、出口压力检测部件5和出口控制阀6均设于离心机上，离心机用于向待测减压阀4提供过载加速度。

需要说明的是，某型号的航天飞行器在某些特定飞行工况时会对舱内设备产生随机高过载，过载量级最大达到6g，为了保证水升华冷却设备有效工作，要求减压阀在过载工况时需提供8kPa-18kPa的压力，因此，为了模拟减压阀的实际工况，需要利用离心机提供待测减压阀4所需的过载加速度，该过载加速度可以根据需要进行调节，且过载加速度小于6g，g为重力加速度。

采用本申请提供的减压阀离心过载试验装置可以对待测减压阀4进行±X、±Y、±Z方向的在线过载试验。本文仅以±Z方向的在线过载试验进行说明。

具体地说，本文的蓄能器1采用不锈钢气囊式蓄能器，测试前将蓄能器1充气/液至待测减压阀4所需的进口压力，进口控制阀2和出口控制阀6均设置为电磁阀。进口控制阀2的进口与蓄能器1的出口连接，进口控制阀2的出口与待测减压阀4的进口连接，出口控制阀6的进口与待测减压阀4的出口连接，两个元件之间均采用管路连接。当开启进口控制阀2和出口控制阀6时，蓄能器1内部的流体会经进口控制阀2进入待测减压阀4中，并经出口控制阀6后从模拟负载7流出，实现流体通路。

测试时，进口压力检测部件3用于检测待测减压阀4的进口压力，出口压力检测部件5用于检测待测减压阀4的出口压力。比如，进口压力检测部件3可以设置为进口压力传感器，出口压力检测部件5可以设置为出口压力传感器，进口压力传感器可以连接于进口控制阀2和待测减压阀4之间的管路，或者连接于蓄能器1和进口控制阀2之间的管路；出口压力传感器可以连接于出口控制阀6和待测减压阀4之间的管路，或者连接于出口控制阀6的出口管路上。

作为优选的，待测减压阀4的进口和出口均通过一定长度的软管连接，便于不同方向试验时装拆和计算压力偏差值。其他元件连接用硬管，所有方向试验完成后才拆解，硬管连接便于装夹固定。

在本发明实施例中，采用第一软管9连接待测减压阀4的进口和进口控制阀2的出口，蓄能器1、进口控制阀2和进口压力检测部件3三者通过第一三通接头连接；采用第二软管10连接待测减压阀4的出口，第二软管10、出口压力检测部件5和出口控制阀6通过第二三通接头连接。当然，进口压力检测部件3也可以与第一软管9连接。

如此设置的减压阀离心过载试验装置，在进行待测减压阀4过载测试时，蓄能器1能够向待测减压阀4提供所需的压力，利用离心机的旋转运动提供待测减压阀4所需的过载加速度，待达到加速度数值时，依次开启进口控制阀2和出口控制阀6进行测试，然后，通过进口压力检测部件3检测待测减压阀4的进口压力，通过出口压力检测部件5检测待测减压阀4的出口压力。

上述减压阀离心过载试验装置，能够实现对于减压阀的过载试验，且装置安装简单、拆卸方便、成本低、试验效率高、可靠性高。这样即可在待测减压阀4装配至航天飞行器之前，完成对于待测减压阀4的过载测试，从而可以保证航天飞行器工作的稳定性和可靠性。

为了提高待测减压阀4的测试精度，减压阀离心过载试验装置还包括模拟负载7，模拟负载7与出口控制阀6通过硬管连接，模拟负载7用于模拟待测减压阀4后端工况，也就是说，模拟负载7即为减压阀实际工作时的后端负载，减压阀实际工作时，其后端的负载即为升华冷板。

由于离心机工作时，装置中的各个元件以及相应的管路中的液柱会产生惯性力，该惯性力会随着离心加速度的增加而增加，该惯性力最终会影响传感器的测试结果，因此，除待测减压阀4外，将所有元件垂直与过载加速度布置，即将蓄能器1、进口控制阀2、进口压力检测部件3、出口压力检测部件5、出口控制阀6和模拟负载7均沿垂直于过载加速度的方向安装，待测减压阀的待测试方向与过载加速度相同。

为了便于试验装置的装配，离心机上设有用于定位安装蓄能器1、进口控制阀2、进口压力检测部件3、待测减压阀4、出口压力检测部件5、出口控制阀6和模拟负载7的定位工装8。

具体地说，该定位工装8包括与离心机固接的工作台面，工作台面上固接有第一安装座、第二安装座、装夹工装81和第三安装座，其中，第一安装座用于固定安装蓄能器1并使蓄能器1垂直于过载加速度的方向，第二安装座用于固定安装进口控制阀2和进口压力检测部件3并使进口控制阀2和进口压力检测部件3二者均垂直于过载加速度的方向，装夹工装81用于固定安装待测减压阀4，待测减压阀4的待测方向与过载加速度相同，第三安装座用于固定安装出口控制阀6、出口压力检测部件5和模拟负载7并使出口控制阀6、出口压力检测部件5和模拟负载7三者均垂直于过载加速度的方向。

更加具体地说，装夹工装81包括支架811和底座812，其中，底座812设于支架811的内部，底座812用于固定待测减压阀4，底座812包括与支架811固接的底板8121和两个并排设置于底板8121上的装夹块8122，装夹工装81还包括两个压盖813，两个压盖813分别可拆卸地连接于两个装夹块8122上。

根据实际的安装需要，上述装夹块8122和压盖813均设有半圆形凹槽，任一装夹块8122和与之对应的压盖813二者形成有用于容置待测减压阀4阀体的圆孔。此外，任一压盖813的内侧设有用于与待测减压阀4的一侧抵贴的第一衬垫814，任一装夹块8122的内侧设有用于与待测减压阀4的另一侧抵贴的第二衬垫815。也就是说，待测减压阀4的两侧分别设有衬垫，用于防止损伤待测减压阀4。

上述压盖813具体为半抱箍结构的铝合金压盖，衬垫具体可以为橡胶衬垫，衬垫与压盖813的结构相同。任一装夹块8122可以通过可拆卸连接件(螺钉)固接于装夹块8122上，相应的，装夹块8122上设有两个用于供螺钉旋接的螺纹孔，压盖813的两端分别设有用于供螺钉穿设的光孔。

这样一来，通过设置装夹工装81，在进行不同方向试验时，无需拆装待测减压阀4，只需变换装夹工装81的方向即可。如图1所示，为减压阀离心过载试验装置对待测减压阀4在-Z方向的试验，当进行+Z方向的试验时，只需变换装夹工装81的方向即可，无需拆卸待测减压阀4。

为了便于观测压力示数，减压阀离心过载试验装置还包括与进口压力检测部件3电连接的进口压力显示部件及与出口压力检测部件5电连接的出口压力显示部件，进口压力显示部件和出口压力检测部件5具体为显示器，进口压力显示部件用于显示进口压力检测部件3检测的示数，出口压力显示部件用于显示出口压力检测部件5检测的示数。

测试前，将蓄能器1充气至待测减压阀4所需的进口压力，仔细检查各元件及管理连接是否存在泄漏。检查确认后，启动离心机，待离心机运转至所需的加速度，观察进口压力检测部件3和出口压力检测部件5的读数是否正常，再依次开启进口控制阀2和出口控制阀6，待进口压力检测部件3和出口压力检测部件5的数值稳定后，读取进口压力检测部件3和出口压力检测部件5的显示数值。

需要注意的是，由于第一软管9和第二软管10沿加速度方向，其离心力会对待测减压阀4进出口造成压力偏差，因此，需增加/去除一定长度软管在固定加速度时引起的压力偏差值(P＝ρgh，P为压力偏差值，ρ为液体密度，g为重力加速度，h为软管在Z方向的投影长度)，即得待测减压阀4进出口实际压力值。

如图1所示，为减压阀离心过载试验装置对待测减压阀4在-Z方向的试验，当蓄能器1中的流体从下到上流动时，第一软管9和第二软管10中的流体流动方向与加速度的方向相反，因此，沿着流体的流动方向，流体压力值呈递减的趋势，也就是说，进口传感器检测的压力值大于待测减压阀4进口的实际压力值，出口传感器检测的压力值小于待测减压阀4出口的实际压力值。因此，待测减压阀4进口的实际压力值＝显示值-P₁，其中，P₁＝ρgh₁，其中h₁为第一软管9在Z方向的投影长度，待测减压阀4出口的实际压力值＝显示值+P₂，其中，P₂＝ρgh₂，其中h₂为第二软管10在Z方向的投影长度。

-Z方向试验完成后，拆解待测减压阀4进出口软管，将固定待测减压阀4所用的装夹工装81调整为待试验方向+Z，再连接待测减压阀4进出口软管，重复上述试验步骤即可完成±X、±Y、±Z方向的在线过载试验。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的减压阀离心过载试验装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种减压阀离心过载试验装置，其特征在于，包括用以向待测减压阀(4)提供过载加速度的离心机，所述离心机上设有蓄能器(1)、进口控制阀(2)、进口压力检测部件(3)、待测减压阀(4)、出口压力检测部件(5)和出口控制阀(6)，所述进口控制阀(2)用以与待测减压阀(4)的进口和所述蓄能器(1)的出口连接，所述出口控制阀(6)用以与待测减压阀(4)的出口连接，所述进口压力检测部件(3)和所述出口压力检测部件(5)分别用以检测待测减压阀(4)的进口压力和出口压力。

2.如权利要求1所述的减压阀离心过载试验装置，其特征在于，还包括与所述出口控制阀(6)连接、用以模拟待测减压阀(4)后端工况的模拟负载(7)。

3.如权利要求2所述的减压阀离心过载试验装置，其特征在于，所述蓄能器(1)、所述进口控制阀(2)、所述进口压力检测部件(3)、所述出口压力检测部件(5)、所述出口控制阀(6)和所述模拟负载(7)均沿垂直于过载加速度的方向安装。

4.如权利要求2所述的减压阀离心过载试验装置，其特征在于，所述离心机上设有用以定位安装所述蓄能器(1)、所述进口控制阀(2)、所述进口压力检测部件(3)、待测减压阀(4)、所述出口压力检测部件(5)、所述出口控制阀(6)和所述模拟负载(7)的定位工装(8)。

5.如权利要求4所述的减压阀离心过载试验装置，其特征在于，所述定位工装(8)包括与所述离心机固接的工作台面，所述工作台面上固接有：

用以固定安装所述蓄能器(1)的第一安装座；

用以固定安装所述进口控制阀(2)和所述进口压力检测部件(3)的第二安装座；

用以固定安装待测减压阀(4)的装夹工装(81)；

用以固定安装所述出口控制阀(6)、所述出口压力检测部件(5)和所述模拟负载(7)的第三安装座。

6.如权利要求5所述的减压阀离心过载试验装置，其特征在于，所述装夹工装(81)包括支架(811)，及设于所述支架(811)的内部、用以固定待测减压阀(4)的底座(812)，所述底座(812)包括与所述支架(811)固接的底板(8121)和两个并排设置于所述底板(8121)上的装夹块(8122)，所述装夹工装(81)还包括两个压盖(813)，两个所述压盖(813)分别可拆卸地连接于两个所述装夹块(8122)上。

7.如权利要求6所述的减压阀离心过载试验装置，其特征在于，任一所述压盖(813)的内侧设有用以与待测减压阀(4)的一侧抵贴的第一衬垫(814)，任一所述装夹块(8122)的内侧设有用以与待测减压阀(4)的另一侧抵贴的第二衬垫(815)。

8.如权利要求1-7任意一项所述的减压阀离心过载试验装置，其特征在于，还包括与所述进口压力检测部件(3)电连接、用以显示所述进口压力检测部件(3)检测的示数的进口压力显示部件，及与所述出口压力检测部件(5)电连接、用以显示所述出口压力检测部件(5)检测的示数的出口压力显示部件。

9.如权利要求8所述的减压阀离心过载试验装置，其特征在于，还包括用以连接待测减压阀(4)的进口和所述进口控制阀(2)的出口的第一软管(9)。

10.如权利要求9所述的减压阀离心过载试验装置，其特征在于，还包括用以连接待测减压阀(4)出口的第二软管(10)，所述第二软管(10)、所述出口压力检测部件(5)和所述出口控制阀(6)通过三通接头连接。

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