CN116256163B - 一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置，涉及膜片试验技术领域，包括底架、试验膜头、油液增压组件、气体增压组件以及驱动组件，所述试验膜头安装于底架上并用于对膜片进行固定，所述底架上安装有支架，所述油液增压组件和气体增压组件安装于支架的两侧位置，且油液增压组件和气体增压组件用于向试验膜头内供入压力，本发明通过试验膜头、增压组件以及驱动组件的设置能够利用气压和油压对膜片施加测试载荷，模拟膜片实际的工作环境以及其受到的载荷大小和分布情况，使得试验的结果更加准确，且通过增压组件和驱动组件的配合能够在膜片一次往复运动过程中施加两次载荷，从而能够提高膜片寿命的测试效率，缩短了试验的周期。

Description

一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置

技术领域

本发明涉及膜片试验技术领域，具体涉及一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置。

背景技术

隔膜压缩机是一种靠金属膜片在气缸中作往复运动来压缩和输送气体的往复压缩机，金属膜片是隔膜压缩机的核心部件之一，金属膜片的品质直接影响隔膜压缩机的使用寿命，因此，金属膜片在批量生产前需要做使用寿命试验。

目前膜片的寿命试验通常采用以下两种方式，一是通过将膜片安装至隔膜压缩机上进行试验，该方式虽然能够获得准确的试验结果，但是隔膜压缩机整机运行功耗大、试验费用高，且试验的周期长，二是将膜片固定至振动台架上，利用振动台架上的驱动结构对膜片施加振动实现对膜片寿命的测试，该方式的载荷施加位置通常为膜片的中间或边缘处，而膜片在实际工作过程中的载荷由液力和空气压力共同组成，膜片变形的过程中其表面的应力也随之变化，采用振动台架测试膜片难以准确模拟膜片在实际工作过程中的受力情况，使得该测试方式的试验结果准确性较差。

因此，需要一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置，以解决上述背景技术中提出的现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置，包括底架、试验膜头、油液增压组件、气体增压组件以及驱动组件，所述试验膜头安装于底架上并用于对膜片进行固定，所述底架上安装有支架，所述油液增压组件和气体增压组件安装于支架的两侧位置，且油液增压组件和气体增压组件用于向试验膜头内供入压力，所述支架上还安装有用于驱动油液增压组件和气体增压组件增压的驱动组件，所述底架上还安装有用于对试验膜头进行降温的冷却组件，所述冷却组件利用试验膜头排出的气体进行驱动。

优选的，所述试验膜头包括下盖体、上盖体和冷却腔，所述下盖体安装于底架上，上盖体安装于下盖体的上端，且上盖体与下盖体盖合的位置设置有内凹的腔体，并且上盖体与下盖体上均设置有与内凹的腔体相连通的介质进、出孔，所述膜片设置于上盖体与下盖体之间，所述上盖体内设置有冷却腔。

优选的，所述油液增压组件和气体增压组件均包括增压柱体、活塞以及伸缩柱，所述增压柱体设置于支架的两侧位置，所述活塞密封滑动连接于增压柱体内，所述伸缩柱滑动连接于增压柱体内，且伸缩柱一端与活塞相连接，所述伸缩柱的另一端连接有驱动板，所述增压柱体的一侧端面上设置有2个连接孔；

所述油液增压组件上的一个连接孔通过管道与下盖体上的介质进孔相连接，且该管道上连接有第二单向节流阀，另一个连接孔通过管道与下盖体上的介质出孔相连接，且该管道上连接有第二单向阀。

优选的，所述驱动组件包括驱动盘、驱动柱和驱动电机，所述驱动盘转动连接于支架上，且驱动盘位于油液增压组件和气体增压组件之间，所述驱动柱连接于驱动盘的偏心位置，所述支架上安装有用于带动驱动盘转动的驱动电机。

优选的，所述冷却组件包括冷却水箱、安装座以及气动马达，所述冷却水箱安装于底架上，所述安装座连接于冷却水箱上，所述安装座上安装有输水组件，所述安装座上还安装有用于驱动输水组件转动的气动马达；

所述气体增压组件上的连接孔通过管道与上盖体上的介质出孔相连接，且该管道上连接有第一单向阀，所述气体增压组件上的另一连接孔通过管道与气动马达的进气口相连接，所述气动马达的出气口通过管道与上盖体上的介质进孔相连接，且该管道上连接有第一单向节流阀。

优选的，所述输水组件包括壳体、输水软管和挤压架，所述壳体连接于安装座上，所述输水软管设置于壳体内，所述挤压架转动连接于壳体内并用于对输水软管进行挤压，所述挤压架的转轴与气动马达的输出轴相连接；

所述输水软管的一端与冷却腔的一端相连通，且输水软管的另一端延伸至冷却水箱的内底部，所述冷却腔的另一端与冷却水箱相连通。

优选的，所述下盖体和上盖体上均连接有用于监测其内部压力的压力表。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过试验膜头、增压组件以及驱动组件的设置能够利用气压和油压对膜片施加测试载荷，模拟膜片实际的工作环境以及其受到的载荷大小和分布情况，使得试验的结果更加准确，且通过增压组件和驱动组件的配合能够在膜片一次往复运动过程中施加两次载荷，从而能够提高膜片寿命的测试效率，缩短了试验的周期。

2、本发明通过利用测试过程中回流的气体压力驱动气动马达，使得气动马达驱动输水组件对冷却腔和冷却水箱内的冷却水进行循环，实现对膜片的降温，使得膜片处于正常的工作温度环境，确保试验结果的准确性，同时冷却组件结构简单、安装成本低，且采用回流气压对冷却水进行循环驱动，不仅降低了气体流动的发热量，还提高了能量的利用率，降低了该试验装置的功耗。

3、本发明通过调节第一单向节流阀和第二单向节流阀对测试载荷大小进行调节，通过该方式能够使得膜片一侧受到压力时另一侧同时受到空气或液压油的回流阻力，相对于仅单向施加压力的测试方式该方式测试结果更加准确，且能够使得膜片两侧面施加不同大小的载荷，测试隔膜压缩机各种工况下膜片的使用寿命，从而提高了该寿命试验装置的适用性。

附图说明

图1和图2为本发明不同视角的整体结构示意图。

图3为本发明试验膜头剖面结构示意图。

图4为本发明驱动组件与增压组件结构示意图。

图5为本发明增压组件剖面结构示意图。

图6为本发明冷却组件结构示意图。

图7为本发明输水组件剖面结构示意图。

图中：1、底架；11、支架；2、试验膜头；21、下盖体；22、上盖体；23、膜片；24、冷却腔；3a、油液增压组件；3b、气体增压组件；31、增压柱体；32、活塞；33、伸缩柱；34、驱动板；4、驱动组件；41、驱动盘；42、驱动柱；43、驱动电机；5、冷却组件；51、冷却水箱；52、安装座；53、气动马达；54、输水组件；541、壳体；542、输水软管；543、挤压架；6、第一单向阀；7、第一单向节流阀；8、第二单向阀；9、第二单向节流阀；10、压力表。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：

一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置，包括底架1、试验膜头2、油液增压组件3a、气体增压组件3b以及驱动组件4，所述试验膜头2安装于底架1上并用于对膜片23进行固定，所述试验膜头2包括下盖体21、上盖体22和冷却腔24，所述下盖体21安装于底架1上，上盖体22安装于下盖体21的上端，且上盖体22与下盖体21盖合的位置设置有内凹的腔体，并且上盖体22与下盖体21上均设置有与内凹的腔体相连通的介质进、出孔，所述膜片23设置于上盖体22与下盖体21之间，所述上盖体22内设置有冷却腔24，通过试验膜头2的设置能够模拟膜片23的实际工作环境，使得试验结果更加真实可靠。

所述底架1上安装有支架11，所述油液增压组件3a和气体增压组件3b安装于支架11的两侧位置，且油液增压组件3a和气体增压组件3b用于向试验膜头2内供入压力，所述油液增压组件3a和气体增压组件3b均包括增压柱体31、活塞32以及伸缩柱33，所述增压柱体31设置于支架11的两侧位置，所述活塞32密封滑动连接于增压柱体31内，所述伸缩柱33滑动连接于增压柱体31内，且伸缩柱33一端与活塞32相连接，所述伸缩柱33的另一端连接有驱动板34，所述增压柱体31的一侧端面上设置有2个连接孔；所述油液增压组件3a上的一个连接孔通过管道与下盖体21上的介质进孔相连接，且该管道上连接有第二单向节流阀9，另一个连接孔通过管道与下盖体21上的介质出孔相连接，且该管道上连接有第二单向阀8；通过油液增压组件3a和气体增压组件3b的设置能够分别对膜片23的两侧进行载荷的施加，且气体增压组件3b内的介质设置为空气，油液增压组件3a内的介质设置为液压油，测试膜片23受到空气压力和液力工况时的使用寿命，且隔膜压缩机整机工作时只有在排气状态时膜片23才会受到较大的压力载荷，油液增压组件3a和气体增压组件3b的设置能够在膜片23一次往复运动过程中对其施加两次载荷，从而能够提高膜片寿命试验的效率，并且通过调节第一单向节流阀7和第二单向节流阀9能够控制测试时气压和液压的压力，便于测试不同载荷情况下膜片23的寿命。

所述支架11上还安装有用于驱动油液增压组件3a和气体增压组件3b增压的驱动组件4，所述驱动组件4包括驱动盘41、驱动柱42和驱动电机43，所述驱动盘41转动连接于支架11上，且驱动盘41位于油液增压组件3a和气体增压组件3b之间，所述驱动柱42连接于驱动盘41的偏心位置，所述支架11上安装有用于带动驱动盘41转动的驱动电机43，驱动组件4能够连续切换驱动油液增压组件3a和气体增压组件3b，使得膜片23做往复运动。

所述底架1上还安装有用于对试验膜头2进行降温的冷却组件5，所述冷却组件5利用试验膜头2排出的气体进行驱动，所述冷却组件5包括冷却水箱51、安装座52以及气动马达53，所述冷却水箱51安装于底架1上，所述安装座52连接于冷却水箱51上，所述安装座52上安装有输水组件54，所述安装座52上还安装有用于驱动输水组件54转动的气动马达53；隔膜压缩机在工作过程中膜片23会发热，隔膜压缩机中配备有散热设备，而冷却组件5能够对试验膜头2及膜片23进行冷却，保证测试中的膜片23处于工作状态时的温度，使得测试结果更加准确。

隔膜压缩机在实际工作过程中试验膜头2内会产生热量，过高的工作温度会导致隔膜压缩机膜片寿命缩短以及气体的压缩效率降低，因此，隔膜压缩机会配备外置式制冷机组和外置换热器对隔膜压缩机及输送管路和储气罐进行散热，确保气体良好的压缩和储存；而外置式制冷机组和外置换热器体积庞大、功耗高、安装成本高，在对膜片23测试时仅需要对试验膜头2进行散热，所需要的散热量较小，外置式制冷机组和外置换热器在膜片23寿命试验过程中的适用性较差。

所述输水组件54包括壳体541、输水软管542和挤压架543，所述壳体541连接于安装座52上，所述输水软管542设置于壳体541内，所述挤压架543转动连接于壳体541内并用于对输水软管542进行挤压，所述挤压架543的转轴与气动马达53的输出轴相连接；所述输水软管542的一端与冷却腔24的一端相连通，且输水软管542的另一端延伸至冷却水箱51的内底部，所述冷却腔24的另一端与冷却水箱51相连通；输水组件54能够在气动马达53的驱动下使得冷却水在冷却腔24和冷却水箱51中循环。

所述气体增压组件3b上的连接孔通过管道与上盖体22上的介质出孔相连接，且该管道上连接有第一单向阀6，所述气体增压组件3b上的另一连接孔通过管道与气动马达53的进气口相连接，所述气动马达53的出气口通过管道与上盖体22上的介质进孔相连接，且该管道上连接有第一单向节流阀7；该装置中的冷却组件5采用测试过程中产生的气压进行驱动，提高了能量的利用率，降低了该试验装置的功耗。

所述下盖体21和上盖体22上均连接有用于监测其内部压力的压力表10，压力表10能够实时显示膜片23两侧测试腔体内的压力，且能够辅助第一单向节流阀7和第二单向节流阀9的调节，并且当膜片23疲劳损坏时，膜片23两侧测试腔体内的压力达不到设定值，压力表10能够指示膜片23是否疲劳损坏。

本发明的工作过程如下：

当需要对隔膜压缩机膜片进行寿命试验时，首先将膜片23安装至下盖体21和上盖体22之间，启动驱动电机43带动驱动盘41转动，当驱动盘41上的驱动柱42对油液增压组件3a进行驱动时，驱动柱42推动驱动板34使得伸缩柱33向增压柱体31内部滑动，伸缩柱33驱动活塞32在增压柱体31内滑动，活塞32将增压柱体31内的液压油通过介质出孔挤出，并通过第二单向阀8进入到下盖体21的腔体内，使得液压油对膜片23的下表面进行测试载荷的施加。

膜片23受到压力产生运动对上盖体22腔体内的空气进行压缩，使得空气通过第一单向节流阀7进入到气动马达53内，并通过气动马达53进入到气体增压组件3b内，使得该增压柱体31内的活塞32向驱动盘41方向复位滑动，实现对膜片23的一次载荷施加测试。

当驱动盘41上的驱动柱42对气体增压组件3b驱动时，该增压柱体31内的空气通过第一单向阀6进入到上盖体22的腔体内对膜片23施加测试载荷，下盖体21内的液压油通过第二单向节流阀9回流至油液增压组件3a内，实现对膜片23的二次载荷施加测试，如此使得膜片23往复运动即可实现对其寿命的试验，在施加载荷过程中，压力表10的最大压力值达不到设定值时，即可判定膜片23疲劳损坏，停止试验得出试验结果。

气动马达53在测试气压的作用下转动，使得其驱动挤压架543转动，通过挤压架543上的辊柱对输水软管542进行交替挤压和释放，输水软管542内形成负压，冷却水随之流动，其类似于用两根手指夹挤一根充满液体的软管，实现冷却水在冷却腔24和冷却水箱51内循环，使得膜片23处于正常的工作温度，提高测试的准确性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置，其特征在于，包括底架（1）、试验膜头（2）、油液增压组件（3a）、气体增压组件（3b）以及驱动组件（4），所述试验膜头（2）安装于底架（1）上并用于对膜片（23）进行固定，所述底架（1）上安装有支架（11），所述油液增压组件（3a）和气体增压组件（3b）安装于支架（11）的两侧位置，且油液增压组件（3a）和气体增压组件（3b）用于向试验膜头（2）内供入压力，所述支架（11）上还安装有用于驱动油液增压组件（3a）和气体增压组件（3b）增压的驱动组件（4），所述底架（1）上还安装有用于对试验膜头（2）进行降温的冷却组件（5），所述冷却组件（5）利用试验膜头（2）排出的气体进行驱动；

所述试验膜头（2）包括下盖体（21）、上盖体（22）和冷却腔（24），所述下盖体（21）安装于底架（1）上，上盖体（22）安装于下盖体（21）的上端，且上盖体（22）与下盖体（21）盖合的位置设置有内凹的腔体，并且上盖体（22）与下盖体（21）上均设置有与内凹的腔体相连通的介质进、出孔，所述膜片（23）设置于上盖体（22）与下盖体（21）之间，所述上盖体（22）内设置有冷却腔（24）；

所述油液增压组件（3a）和气体增压组件（3b）均包括增压柱体（31）、活塞（32）以及伸缩柱（33），所述增压柱体（31）设置于支架（11）的两侧位置，所述活塞（32）密封滑动连接于增压柱体（31）内，所述伸缩柱（33）滑动连接于增压柱体（31）内，且伸缩柱（33）一端与活塞（32）相连接，所述伸缩柱（33）的另一端连接有驱动板（34），所述增压柱体（31）的一侧端面上设置有2个连接孔；所述油液增压组件（3a）上的一个连接孔通过管道与下盖体（21）上的介质进孔相连接，且该管道上连接有第二单向节流阀（9），另一个连接孔通过管道与下盖体（21）上的介质出孔相连接，且该管道上连接有第二单向阀（8）；

所述驱动组件（4）包括驱动盘（41）、驱动柱（42）和驱动电机（43），所述驱动盘（41）转动连接于支架（11）上，且驱动盘（41）位于油液增压组件（3a）和气体增压组件（3b）之间，所述驱动柱（42）连接于驱动盘（41）的偏心位置，所述支架（11）上安装有用于带动驱动盘（41）转动的驱动电机（43）。

2.根据权利要求1所述的一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置，其特征在于：所述冷却组件（5）包括冷却水箱（51）、安装座（52）以及气动马达（53），所述冷却水箱（51）安装于底架（1）上，所述安装座（52）连接于冷却水箱（51）上，所述安装座（52）上安装有输水组件（54），所述安装座（52）上还安装有用于驱动输水组件（54）转动的气动马达（53）；

所述气体增压组件（3b）上的连接孔通过管道与上盖体（22）上的介质出孔相连接，且该管道上连接有第一单向阀（6），所述气体增压组件（3b）上的另一连接孔通过管道与气动马达（53）的进气口相连接，所述气动马达（53）的出气口通过管道与上盖体（22）上的介质进孔相连接，且该管道上连接有第一单向节流阀（7）。

3.根据权利要求2所述的一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置，其特征在于：所述输水组件（54）包括壳体（541）、输水软管（542）和挤压架（543），所述壳体（541）连接于安装座（52）上，所述输水软管（542）设置于壳体（541）内，所述挤压架（543）转动连接于壳体（541）内并用于对输水软管（542）进行挤压，所述挤压架（543）的转轴与气动马达（53）的输出轴相连接；

所述输水软管（542）的一端与冷却腔（24）的一端相连通，且输水软管（542）的另一端延伸至冷却水箱（51）的内底部，所述冷却腔（24）的另一端与冷却水箱（51）相连通。

4.根据权利要求1所述的一种隔膜压缩机膜片生产用寿命试验装置，其特征在于：所述下盖体（21）和上盖体（22）上均连接有用于监测其内部压力的压力表（10）。