CN203858082U - 一种高压管路联接件压力脉动和振动综合试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于振动试验技术领域，具体涉及一种高压管路联接件压力脉动和振动综合试验装置，目的提供一种能够同时满足压力脉动和振动综合试验要求的装置。其特征在于：它包括压力脉动控制装置（1）、可调工装（2）和振动试验系统（3）；其中，压力脉动控制装置（1）与高压管路联接件试验件（4）连接，高压管路联接件试验件（4）的一端安装在可调工装（2）顶部端面上，高压管路联接件试验件（4）的另一端安装在振动台试验系统（3）的振动台台面上，高压管路联接件试验件（4）的两端位于同一水平面上，高压管路联接件悬空。本实用新型采用压力脉动控制装置、可调工装和振动试验系统，能够有效实现压力脉动试验和振动试验。
Description
技术领域
本实用新型属于振动试验技术领域，具体涉及一种高压管路联接件压力脉动和振动综合试验装置。
背景技术
随着新一代高压管路联接件在船舶、钻井平台等领域的广泛应用，如何在试验室有效的模拟管路元件的工作情况，即同时施加压力脉动和振动应力的情况下，激发产品的故障机理，证明产品能满足在拟定服务条件下的工作能力迫在眉睫。目前，国内外的此类试验由于缺少此类综合试验装置被迫将压力脉动和振动试验分开完成，该方法不能有效地模拟管路联接件的真实工作环境，也不满足船级社对此类产品通过认证试验的技术要求。因此，针对当前的国内外市场需求和技术现状，亟需对高压管路联接件的压力脉动与振动综合试验技术及试验装置进行研究和开发。
各国船级社认证机构对高压管路联接件能够通过技术认证的主要试验项目为压力脉动试验和振动试验，而且要求这两项试验必须同时进行，以下是试验条件：
1、振动试验
表1振动试验条件
注1：A—单振幅mm；L—管道长度mm；S—基于0.25倍屈服应力的许用弯曲应力N/mm2；E—管子材料的弹性模数（对低碳钢，E=210KN/mm2）；D—管子外径mm。
2、压力脉动试验
表2压力脉动试验条件
经过对以上试验条件的研究，并调研了某厂家高压管路联接件在德国劳埃德船级社所做的认证试验，该厂家将两项试验是分开进行的，这并不满足试验要求，但是由于当时的技术和装备有限，船级社只是破例通过了认证。分析总结之前的试验过程，再结合现有的振动台系统，理清试验流程，可知完成此类试验关键是要设计一套压力脉冲试验装置与振动台方便匹配，该装置要满足压力脉冲试验部分中压力大小连续可调、试验波形完全可控、压力脉冲频率可调、试验数据记录详实；还要满足既可进行振动试验和压力脉冲试验综合试验，又可单独进行某试验时互不影响。目前，尚未有能够同时满足高压管路联接件压力脉动和振动综合试验要求的试验装置。
发明内容
本实用新型的目的提供一种能够同时满足高压管路联接件压力脉动和振动综合试验要求的高压管路联接件压力脉动和振动综合试验装置。
本实用新型是这样实现的：
一种高压管路联接件压力脉动和振动综合试验装置，它包括压力脉动控制装置、可调工装和振动试验系统；其中，压力脉动控制装置与高压管路联接件试验件连接，高压管路联接件试验件的一端安装在可调工装顶部端面上， 高压管路联接件试验件的另一端安装在振动台试验系统的振动台台面上，高压管路联接件试验件的两端位于同一水平面上，高压管路联接件悬空。
如上所述的压力脉动控制装置包括可调高压油源、PLC、高压电磁阀、集成电磁阀底座、分油器、压力传感器和数据采集器；可调高压油源的输出端与进油端集成电磁阀底座连接，将6个高压电磁阀并联安装在该底座上，6个高压电磁阀的输出端通过第一分油器与高压管路联接件试验件的一端连接；第一分油器上的四个输出口中的三个分别与三个高压管路联接件试验件的输入端连接，第四个输出口安装上安装压力传感器，压力传感器的输出端与数据采集器连接，用于采集脉动数；三个高压管路联接件试验件的输出端与第二分油器的输入端连接，第二分油器的输出端与回油端集成电磁阀底座连接；回油端集成电磁阀底座与另外6个并联的高压电磁阀连接，另外6个高压电磁阀的输出端分别由第三分油器连接；第三分油器的输出端与可调高压油源的回油端连接；12个高压电磁阀的控制开关均与PLC连接；PLC控制进油端的6个高压电磁阀和回油端的6个高压电磁阀分时工作，工作时，进油端和回油端均为2个同时工作，4个处于关闭状态。
如上所述的可调工装由顶面、底面和支架组成，其中，顶面和底面均为500mm×500mm×20mm的钢板，支架由50#角钢焊接而成，形成支撑顶面、连接底面的长方体状框架，使顶面端面的高度与振动台顶部端面的高度相一致。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用压力脉动控制装置、可调工装和振动试验系统，安装简易，方便调试，能够有效实现压力脉动试验和振动试验，满足了船级社试验认证过程中各个试验指标，压力脉冲试验部分压力大小连续可调、试验波形完全可控、压力脉冲频率可调、试验数据记录详实。该系统既可进行压力脉动和振动综合试验，还满足这两项试验单独进行时互不影响。
附图说明
图1是现有的高压管路联接件振动试验试验件安装示意图；
图2是现有的高压管路联接件压力脉动试验的压力波形图；
图3是本实用新型的一种高压管路联接件压力脉动和振动综合试验装置压力脉动控制部分的结构原理图；
图4是图3中压力脉动控制装置的结构原理图；
图中，1.压力脉动控制装置，2.可调工装，3.振动试验系统，4.高压管路联接件试验件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的一种高压管路联接件压力脉动和振动综合试验装置进行介绍：
如图3所示，一种高压管路联接件压力脉动和振动综合试验装置，包括压力脉动控制装置1、可调工装2和振动试验系统3。其中，压力脉动控制装置1与高压管路联接件试验件4连接，为高压管路联接件试验件4提供脉动压力，开展高压管路联接件试验件脉动试验。高压管路联接件试验件4的一端安装在可调工装2顶部端面上，高压管路联接件试验件4的另一端安装在振动台试验系统3的振动台台面上，高压管路联接件试验件4的两端位于同一水平面上，高压管路联接件悬空。振动台试验系统4用于开展压管路联接件试验件振动试验。
其中，压力脉动控制装置1包括可调高压油源、PLC（可编程控制器）、高压电磁阀、集成电磁阀底座、分油器、压力传感器和数据采集器。可调高压油源的输出端与进油端集成电磁阀底座（6座型）连接，将6个高压电磁阀并联安装在该底座上，6个高压电磁阀的输出端通过第一分油器与高压管路联接件试验件的一端连接。第一分油器上的四个输出口中的三个分别与三个高压管路联接件试验件的输入端连接，第四个输出口安装上安装压力传感 器，压力传感器的输出端与数据采集器连接，用于采集脉动数及压力变化曲线。三个高压管路联接件试验件的输出端与第二分油器的输入端连接，第二分油器的输出端与回油端集成电磁阀底座连接。回油端集成电磁阀底座与另外6个并联的高压电磁阀连接，另外6个高压电磁阀的输出端分别由第三分油器连接。第三分油器的输出端与高压可调油源的回油端连接。12个高压电磁阀的控制开关均由PLC控制。PLC控制进油端的6个高压电磁阀和回油端的6个高压电磁阀分时工作，工作时，进油端和回油端均为2个同时工作，4个处于关闭状态。每组电磁阀工作时间由试验条件中的脉动频率、高压保持时间、低压保持时间决定，该时间可通过更改PLC程序调节，因此能实现任意脉动波形试验的要求。其中，脉动升压时进油端的2个电磁阀打开并保持，回油端的高压电磁阀全部闭合，保持时间为试验要求的高压保持时间；脉动降压时进油端的高压电磁阀先闭合，回油端的2个高压电磁阀再打开并保持，保持时间为试验要求的低压保持时间。
可调高压油源、PLC（可编程控制器）、高压电磁阀、集成电磁阀底座、分油器、压力传感器和数据采集器均可采用通用产品实现。
可调工装2由顶面、底面和支架组成，其中，顶面和底面均为500mm×500mm×20mm的钢板，支架由50#角钢采用现有技术焊接而成，形成支撑顶面、连接底面的长方体状框架，使顶面端面的高度与振动台顶部端面的高度相一致。
振动试验系统3为通用产品，采用振动试验系统进行振动试验为本领域技术人员的公知常识。
进行试验时，将高压管路联接件的两端分别连接50cm的管路，将其管路的两端分别放置在可调工装2和振动试验系统3中振动台的顶面。此时，启动PLC，开启可调高压油源，调整到低压状态，使整个压力脉动控制部分运行，开启数据采集器，观察压力变化曲线是否符合试验要求的曲线趋势，通 过PLC调节各个高压电磁阀的供电时间使压力变化符合要求。再调节高压油源压力，直至压力脉动试验要求压力，记录压力变化波形，反复条件PLC程序使压力曲线符合试验要求。调节PLC实现压力脉动试验的脉动频率可调性，直至试验要求的循环周期。
在振动试验系统3振动台台面上靠近管路振动点位置安装一支加速度传感器，传感器连接到振动试验系统3振动台控制系统中，实现对台面的振幅控制，从而达到使管路一端固定一端定振幅振动的试验要求。开启压力脉动控制装置，确定压力变化曲线无误的情况下，实现压力脉动和振动综合试验。该装置成功与振动台系统匹配标志着此类试验在设备层面和技术层面有了新的进步，符合各国船级社对新的高压管路元器件认证过程中各个试验指标，从此此类试验无需再去其它国家分两项试验进行，直接使用此装置联合振动台进行综合试验，符合试验要求的同时，省时省力，节约成本，维护和安装也十分简便快捷，此装置的成功运行推动了高压管路元器件新产品快速通过船级社认证进入国际市场。
本实用新型采用压力脉动控制装置、可调工装和振动试验系统，安装简易，方便调试，能够有效实现压力脉动试验和振动试验，满足了船级社试验认证过程中各个试验指标，压力脉冲试验部分压力大小连续可调、试验波形完全可控、压力脉冲频率可调、试验数据记录详实。该系统既可进行压力脉动和振动综合试验，还满足这两项试验单独进行时互不影响。
Claims (3)
1.一种高压管路联接件压力脉动和振动综合试验装置，它包括振动试验系统(3)，其特征在于：它还包括压力脉动控制装置(1)和可调工装(2)；其中，压力脉动控制装置(1)与高压管路联接件试验件(4)连接，高压管路联接件试验件(4)的一端安装在可调工装(2)顶部端面上，高压管路联接件试验件(4)的另一端安装在振动台试验系统(3)的振动台台面上，高压管路联接件试验件(4)的两端位于同一水平面上，高压管路联接件悬空。
2.根据权利要求1所述的一种高压管路联接件压力脉动和振动综合试验装置，其特征在于：所述的压力脉动控制装置(1)包括可调高压油源、PLC、高压电磁阀、集成电磁阀底座、分油器、压力传感器和数据采集器；可调高压油源的输出端与进油端集成电磁阀底座连接，将6个高压电磁阀并联安装在该底座上，6个高压电磁阀的输出端通过第一分油器与高压管路联接件试验件的一端连接；第一分油器上的四个输出口中的三个分别与三个高压管路联接件试验件的输入端连接，第四个输出口安装上安装压力传感器，压力传感器的输出端与数据采集器连接，用于采集脉动数；三个高压管路联接件试验件的输出端与第二分油器的输入端连接，第二分油器的输出端与回油端集成电磁阀底座连接；回油端集成电磁阀底座与另外6个并联的高压电磁阀连接，另外6个高压电磁阀的输出端分别由第三分油器连接；第三分油器的输出端与可调高压油源的回油端连接；12个高压电磁阀的控制开关均与PLC连接；PLC控制进油端的6个高压电磁阀和回油端的6个高压电磁阀分时工作，工作时，进油端和回油端均为2个同时工作，4个处于关闭状态。
3.根据权利要求2所述的一种高压管路联接件压力脉动和振动综合试验装置，其特征在于：所述的可调工装(2)由顶面、底面和支架组成，其中， 顶面和底面均为500mm×500mm×20mm的钢板，支架由50#角钢焊接而成，形成支撑顶面、连接底面的长方体状框架，使顶面端面的高度与振动台顶部端面的高度相一致。
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Cited By (1)
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| CN110748532A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-04 | 江苏科技大学 | 一种脉动衰减器性能测试装置及方法 |
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2013
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