CN203758862U - 承压系统及部件的压力试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种承压系统及部件的压力试验装置，主要由压力源、冷却装置、数据采集组件、控制系统组成。压力源用清水作为工作介质，具有低压脉冲以及高压两种工作模式，具有结构简单，便于维护，且测量结果准确的有益技术效果。

Description

承压系统及部件的压力试验装置

技术领域

本实用新型涉及测量、测试技术领域，特别涉及一种用于对承压系统及部件进行耐压性能试验和疲劳性能试验的压力试验装置。

背景技术

为了更好的保护消费者的利益，对于如电热水器、制冷装置等产品进行压力测试，可以有效保证产品的质量、安全性能。由于压力测试有各种不同的测试手段和要求，为此，针对于不同类别的测试方案，需要设计不同的压力测试装置来实现。

根据GB4706.32《家用和类似用途电器的安全热泵、空调器和除湿机的特殊要求》的压力测试条款的要求，以及《GB/T 20289-2006 储水式电热水器》第7.10条款要求的脉冲压力检测、《GB/T 23127-2008 与水源连接的电器避免虹吸和软管组件失效》第9.1.7条款要求的脉冲试验、GB4706.11、GB4706.12中恒速率升压、保压测试的要求，需要依靠两套压力测试装置来实现，且装置结构复杂、成本较高，长期使用后污染严重，不易维护。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供了一种承压系统及部件的压力试验装置。本实用新型通过以下技术方案实现：

一种承压系统及部件的压力试验装置，包括：

压力源，采用清水作为工作介质，包括低压脉冲以及高压两种工作模式，用以提供试验所需的压力；

测试舱体，连接压力源，用以放置被测物体并进行压力试验；

数据采集组件，连接压力源以及测试舱体，用以采集清水的压力及温度数据；

控制系统，连接压力源、测试舱体以及数据采集组件，用以控制承压系统及部件的压力试验装置的工作模式、清水压力以及清水温度；

其中，压力源包括：

保温水箱，用以对清水进行保温，使清水的温度保持在一工作温度；

供水离心泵，连接保温水箱，用以从保温水箱中抽取清水；

高压泵，连接供水离心泵和测试舱体，用以将抽取的清水加压并传输至测试舱体，提供测试所需的压力；

数控高压发生器，一端通过一换向阀连接高压泵，另一端连接测试舱体并通过一第一单向阀连接供水离心泵，用以根据控制系统精确控制清水压力；

调压阀，输入端连接在高压泵与换向阀之间，用以根据控制系统改变清水压力，形成测试所需的压力波形；

低压脉冲发生器，输入端连接在调压阀的输出端，输出端通过一第二单向阀连接测试舱体，用以根据控制系统精确控制压力波形，形成测试所需的低压脉冲；

在高压工作模式下，换向阀向一第一方向导通，第一单向阀、第二单向阀关闭；在低压脉冲工作模式下，换向阀向一第二方向导通，第一单向阀、第二单向阀导通。

较佳的，还包括一加热器，在高压工作模式下，加热器设置在保温水箱中；在低压脉冲工作模式下，加热器设置在测试舱体中。

较佳的，保温水箱为304冷轧薄板焊接而成的隔层结构，304冷轧薄板之间填充用于隔热的硅酸铝保温棉。

较佳的，保温水箱包括进水管和出水管，进水管上设置有一进水电磁阀，用以根据保温水箱内清水的液位导通或关闭，用以维持保温水箱内清水的液位，出水管连接供水离心泵。

较佳的，进水管上还设置有过滤器，过滤精度为5~10μm，流量为供水离心泵的最大流量的3~5倍，以增加系统使用时间，减少系统维护频率。

较佳的，还包括一安全阀，设置在高压泵的输出端，安全阀的压力为承压系统及部件的压力试验装置最高压力的1.1倍。

较佳的，还包括一冷却装置，连接测试舱体，用以进行低温测试。

本实用新型结构简单，便于维护，且测量结果准确，有限弥补了现有技术的不足。

附图说明

图1所示的是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本实用新型的一部分实例，并不是全部的实例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

为了便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本实用新型实施例的限定。

如图1所示，为了满足压力测试的要求，本实用新型提供一种承压系统及部件的压力试验装置，主要由压力源、冷却装置、数据采集组件、控制系统组成。

压力源用清水作为工作介质，具有低压脉冲（主要用于家用产品的承压和脉冲试验测试）以及高压（主要用于制冷产品的耐压测试）两种工作模式，包括：

1）保温水箱

保温水箱1采用304冷轧薄板焊接而成，采用隔层结构，两层箱壁板之间填充起隔热作用的硅酸铝保温棉。箱体上安装放液阀、空气滤清器、液位计、不锈钢高低液位继电器、溢流管等。箱体进水管路上安装有进水电磁阀62，当保温水箱1水位低于一定值时，控制系统12自动控制进水电磁阀62打开进水；当保温水箱1内水位达到一定高度时，控制系统12控制进水电磁阀62自动关闭，使得保温水箱1内水位始终保持在正常工作所需范围内。万一控制系统12出现故障，导致保温水箱1内水位过高并且也无法关闭进水电磁阀62时，多余的水可从溢流管溢出并通过传感器报警；保温水箱1内水位过低时，液位继电器可控制自动停泵以避免系统损坏。

保温水箱1内侧壁上安装有大功率的不锈钢电加热器，可以在30分钟左右将一箱水加热到最高工作温度95摄氏度。

2）供水离心泵

供水离心泵2从保温水箱1内抽水，供应给高压泵4。用于增加对高压泵4的供水能力，防止高压泵4进水管道阻力过大，导致高压泵4进水口气蚀而影响高压泵4的使用效果和寿命。

3）高压泵

高压泵4使用进口卧式三柱塞高温高压水泵，该泵额定工作压力为6.0MPa，理论输出流量5.4L/min，实际最高使用压力为2.5MPa，流量3L/min。泵组内安装了安全阀用于防止系统超压造成设备和人身损害。

4）数控高压发生器

数控高压发生器9，通过换向阀65连接高压泵4，输出端连接测试舱体8并通过单向阀64连接供水离心泵，数控高压发生器9使用交流伺服电机驱动滚珠丝杠，进而带动一根不锈钢单向柱塞缸的活塞移动来精确地改变装置内充水的体积，获得精密可调的输出压力。理论上，装置内压力可获得±0.02bar的精确控制，特别的，装置的升降压时间和保压时间可获得精确控制，最快升降压时间可达到0.1s，如此可根据控制系统12来精确控制清水压力。

5）调压阀

调压阀66由伺服电动机驱动，用于根据控制系统12的指令改变装置内的工作压力，形成测试所需的压力波形。

6）低压脉冲发生器

低压脉冲发生器10的输入端连接在调压阀66的输出端，输出端通过单向阀68连接测试舱体8，用以根据控制系统精确控制压力波形，形成测试所需的低压脉冲。

在本实施例中，在高压工作模式下，换向阀66向右导通，单向阀64、单向阀68关闭，此时，低压脉冲发生器10不工作；在低压脉冲工作模式下，换向阀向一第二方向导通，单向阀64、单向阀68导通，此时数控高压发生器9不工作。

优选的，在保温水箱1的进水管和出水管上还可以设置进水浮球阀61、过滤器3、出水浮球阀63。进水浮球阀61、出水浮球阀63用于系统故障时的手动控制，过滤器3的过滤精度为5~10μm，流量为供水离心泵2的最大流量的3~5倍，以增加系统使用时间，减少装置维护频率。

优选的，在高压泵4的输出端设置安全阀67，安全阀67的压力为承压系统及部件的压力试验装置最高压力的1.1倍，用于系统工作时限制系统的最大工作压力，防止系统万一发生超压时产生设备损坏或人身伤害事故。

压力源通过单向阀64、68以及换向阀65来控制承压系统及部件的压力试验装置工作于低压脉冲或者高压工作模式，结构和操作都非常简单可靠。在高压工作模式下，在保温水箱中设置加热器，对清水进行加热；在低压脉冲工作模式下，在测试舱体中设置加热器，这样可以在保护被测产品的同时保证测试的准确度。

测试舱体8：在测试过程中，全部被测产品安装在一个基本密闭的测试隔间内。测试舱体8正面开有用于维护和检修用的舱门，一侧有用于加热舱内环境的不锈钢电热元件，测试舱体8外的顶部安装有冷却舱内环境的冷却装置11，通过单向阀69和610控制。测试舱体8内部正面安装有被测元件安装板，其上按照一定的间距布置有五个测试接口用于与被测产品联接。测试舱体8与压力源之间采用高压软管7连接，保证良好的耐油、耐热及耐老化性能、承受压力高、脉冲性能优良。

为满足按照标准要求的测试工况，测试舱体8内的温度可通过控制系统12配合冷却装置11以及加热器在25~250摄氏度范围内连续可调。其中，当需要测试舱体8内温度低于周围环境温度时，通过冷却装置11调节测试舱体8内的气温；当要求测试舱体8内温度高于周围环境温度时，由可控硅调功器配合加热器调节测试舱体8内的气温。为防止温度过高时损坏冷却装置11，在冷却装置11与加热器之间增设隔断装置，高温实验时隔绝对冷却装置11的热传导。

测试隔间内部为不锈钢厚板围成的隔墙，隔墙外围包裹有绝热层避免热量的散失，隔热层的外面（测试舱体8的外墙）为喷塑处理彩钢板，保证设备外表面的美观。

数据采集组件：传感器主要是精密压力、温度传感器，精度等级0.2级，它用于将系统内的压力和温度信号转变为电信号，输入到控制系统12内。该传感器为不锈钢壳体，使用压电陶瓷作为敏感元件。

测试隔间内安装了温度传感器用于控制测试隔间内被测试元件的工作环境温度。该温度传感器附带温度补偿功能，避免测试温度的不同给测量数值带来的影响。

数据采集系统使用高速PLC数据采集系统，将压力传感器和温度传感器输出的电信号转化为以字符表示的数据，一方面可由控制系统存储到计算机硬盘的数据文件中作为测试数据文件存档备查，另一方面可在控制系统的图形界面中直接实时地显示为曲线，直观的反映实验过程。

控制系统：用于强电和弱电控制，以及后续的数据处理、人机操作界面和系统工况显示与处理系统。主控元件为工控计算机，配合图形控制界面，可完成系统内使用的强电、弱电控制，系统工作状况的图形显示，系统工作参数等的直接输入，测试报告文件的自动生成等功能。本实用新型中，控制系统皆采现有的控制软件及方法进行控制，本实用新型在此不做赘述。

本系统使用的连接管路均可为304不锈钢精密无缝高压管路，为保证接头和管路的联接密封效果，使用焊接接头，焊接时使用氩弧焊焊接。接头连接时使用密封垫密封或成型的锥面金属密封。

优选的，在本实用新型中可设置压力表用于显示系统内压力，并与控制系统12联动，起到保护作用，此外，还可与系统内使用的压力传感器做相互比较。压力表包括进水压力表（该表为耐震电接点压力表，进水压力不足时阻止高压泵4启动）、系统高压压力表。

为保证在出现异常的情况下，尽量减少设备损坏的程度和可能性，设置了若干安全保护装置，它们是：

1、进水压力不足的报警装置：当供水压力达不到设定值时，自动报警并提示处理。

2、水箱水位不足时的报警装置：正常情况下，保温水箱水位应处于高、低液位之间并由系统自动控制进水与停止进水。异常情况下，当箱内水位低于极低水位时，系统自动报警并停机等待处理。

3、系统超压报警：当系统内压力超过最高设定压力时，系统压力传感器检测到超压信号后自动给出报警信号，同时安全阀自动打开卸压。

4、电气元件过载报警：系统内使用的水泵驱动电机过载时，通过热继电器自动断开接触器并报警。

本实用新型按照《GB/T 20289-2006 储水式电热水器》第7.10条款要求的脉冲压力检测、《GB/T 23127-2008 与水源连接的电器 避免虹吸和软管组件失效》第9.1.7条款要求的脉冲试验、GB4706.11、GB4706.12中恒速率升压、保压测试的要求，完成标准规定的耐压性能试验和疲劳性能试验，也可用于制冷系统零部件按照GB4706.32的要求，完成标准规定的耐压性能试验和疲劳性能试验，以及其他类似试验。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种承压系统及部件的压力试验装置，其特征在于，包括：

压力源，采用清水作为工作介质，包括低压脉冲以及高压两种工作模式，用以提供试验所需的压力；

测试舱体，连接所述压力源，用以放置被测物体并进行压力试验；

数据采集组件，连接所述压力源以及所述测试舱体，用以采集所述清水的压力及温度数据；

控制系统，连接所述压力源、所述测试舱体以及所述数据采集组件，用以控制所述承压系统及部件的压力试验装置的工作模式、清水压力以及清水温度；

其中，所述压力源包括：

保温水箱，用以对所述清水进行保温，使所述清水的温度保持在一工作温度；

供水离心泵，连接所述保温水箱，用以从所述保温水箱中抽取清水；

高压泵，连接所述供水离心泵和所述测试舱体，用以将抽取的清水加压并传输至所述测试舱体，提供测试所需的压力；

数控高压发生器，一端通过一换向阀连接所述高压泵，另一端连接所述测试舱体并通过一第一单向阀连接所述供水离心泵，用以根据所述控制系统精确控制清水压力；

调压阀，输入端连接在所述高压泵与所述换向阀之间，用以根据控制系统改变清水压力，形成测试所需的压力波形；

低压脉冲发生器，输入端连接在所述调压阀的输出端，输出端通过一第二单向阀连接所述测试舱体，用以根据所述控制系统精确控制压力波形，形成测试所需的低压脉冲；

在高压工作模式下，所述换向阀向一第一方向导通，所述第一单向阀、所述第二单向阀关闭；在低压脉冲工作模式下，所述换向阀向一第二方向导通，所述第一单向阀、所述第二单向阀导通。

2.根据权利要求1所述的承压系统及部件的压力试验装置，其特征在于，还包括一加热器，在高压工作模式下，所述加热器设置在所述保温水箱中；在低压脉冲工作模式下，所述加热器设置在所述测试舱体中。

3.根据权利要求1所述的承压系统及部件的压力试验装置，其特征在于，所述保温水箱为304冷轧薄板焊接而成的隔层结构，304冷轧薄板之间填充用于隔热的硅酸铝保温棉。

4.根据权利要求1所述的承压系统及部件的压力试验装置，其特征在于，所述保温水箱包括进水管和出水管，所述进水管上设置有一进水电磁阀，用以根据所述保温水箱内清水的液位导通或关闭，用以维持所述保温水箱内清水的液位，所述出水管连接所述供水离心泵。

5.根据权利要求4所述的承压系统及部件的压力试验装置，其特征在于，所述进水管上还设置有过滤器，过滤精度为5~10μm，流量为所述供水离心泵的最大流量的3~5倍，以增加系统使用时间，减少系统维护频率。

6.根据权利要求1所述的承压系统及部件的压力试验装置，其特征在于，还包括一安全阀，设置在所述高压泵的输出端，所述安全阀的压力为所述承压系统及部件的压力试验装置最高压力的1.1倍。

7.根据权利要求1所述的承压系统及部件的压力试验装置，其特征在于，还包括一冷却装置，连接所述测试舱体，用以进行低温测试。