CN206292118U - 大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，包括计算机、空压机、双通道测量系统、双路充放气控制系统和真空系统。双路充放气控制系统前端与空压机相连，后端与真空系统相连。双通道测量系统包括测压点A—压力传感器A—计算机和测压点B—压力传感器B—计算机形成的双通道。双路充放气控制系统包括空压机—充气管路A—气控阀A—充放气嘴A—放气管路A—真空系统形成控制回路A和空压机—充气管路B—气控阀B—充放气嘴B—放气管路B—真空系统形成控制回路B。本实用新型公开一种充压疲劳试验装置，提高充放气效率，测压与充放气嘴的优化布置，提高压力测量精确度，减小充气过程中气体流动的紊乱度；双效控制模式的应用，大大提高精确性和安全性。

Description

大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置

技术领域

本实用新型属于充压疲劳试验技术领域，具体涉及一种大容积腔体或飞机活动舱盖、机身段、壁板等半封闭腔体的充压疲劳试验装置。

背景技术

现有的充压疲劳试验系统，通常采用静力试验的充压形式：一台控制中心计算机、一台单点控制子站、一个压力传感器和小内径管路（φ10～φ20mm）。加载时，控制中心发出充气指令，打开气控阀进气口，通过小内径单通道加载，并将压力值反馈给控制中心；压力值达到设定值后，控制中心发出泄压指令，打开气控阀放气口并采用自然放气模式（直接排放到大气环境中）进行单通道泄压。此方案适用于充气量小、空间封闭的小腔体充压试验，针对大容积或半封闭腔体存在以下不足：

1)小内径单通道加载，首先单位时间内充气量少,即充气速率低，再者面对半封闭腔体漏气时，泄气量和补气量达不到均衡状态，甚至补气量小于泄气量，导致无法继续充气，进而压力无法维持提升；

2)单通道自然压力释放，是通过内外压力差进行泄压，当随着放气时间增加，压力差随之变小，导致放气速率逐渐降低，进而存在泄压速率低，泄压时间过长。

3)单点测压形式面临充气紊流和气体流动不定向特征，所测压力偏差较大；

4)单路控制模式一旦压力传感器失效或故障，试验系统失去控制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是现有充压疲劳试验装置加载速率低、测量误差大以及仅面对封闭结构试验件等技术问题，提供一种大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，实现快速充放气，半封闭腔体（即半封闭结构和工装组合成的腔体，存有分离面）微漏气，具有双效控制模式，大大提高试验压力测量精度。

为了解决本实用新型的技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，包括计算机1、空压机2、双通道测量系统、双路充放气控制系统和真空系统。所述计算机1通过双通道测量系统与试验件3连接，所述双路充放气控制系统前端与空压机2相连，后端与真空系统相连，所述空压机2通过双路充放气控制系统对试验件3进行充放气。

所述双通道测量系统包括设置在试验件3上的测压点A4和测压点B5，压力传感器A6、压力传感器B7，所述压力传感器A6安装在测压点A4上，与计算机1相连形成A通道，所述压力传感器B7安装在测压点B5上，与计算机1相连形成B通道。

所述双路充放气控制系统包括气控阀A8、气控阀B9、充气管路A10、充气管路B11、放气管路A12、放气管路B13、充放气嘴A14、充放气嘴B15，所述充放气嘴A14、充放气嘴B15设置在所述试验件3上，所述气控阀A8和气控阀B9分别与计算机1连接；所述空压机2依次通过充气管路A10、气控阀A8分别连接到试验件3上的充放气嘴A14和放气管路A12上，形成充放气控制回路A；所述空压机2依次通过充气管路B11、气控阀B9分别连接到试验件3上的充放气嘴B15和放气管路B13上，形成充放气控制回路B。利用双路充放气控制系统，实现双路同时充放气，提升了单位时间内的气体量，提高了充放气速率。针对半封闭结构充压试验时漏气难题，双路充气加大单位时间内的充气量，保障了试验件腔内的气体持续增加，便于维持压力加载的实施。

所述真空系统包括真空罐16、真空度控制仪17和真空泵18，所述真空罐16依次与真空度控制仪17和真空泵18连接，所述真空泵18和真空度控制仪17用于确保真空罐16在整个试验过程中实时保持一定的真空度。所述放气管路A12和放气管路B13与真空罐16连接，真空罐16通过放气管路连接到气控阀的放气口，利用“压力差”原理，形成了自然放气向“主动吸气”的模式转换，进一步提升了放气效率，解决了长时间、高频率的快速放气问题。

优选地，所述测压点A4和测压点B5为分散布置，因气体在试验件3内部流动具有不定向性和非均匀性的特征，通过分散布置，可采集到不同状态下的气体压力，进一步提高了测压的准确度。

优选地，所述充放气嘴A14和充放气嘴B15为分散布置，所述测压点A4和测压点B5远离充放气嘴A14和充放气嘴B15。通过测压点、充放气嘴的分散布置，并且测压点“远离”充放气嘴，避免了因瞬时充放气产生的紊乱气流，使得充放气嘴附近范围内压力的不稳定，进而带来较大的测量误差，即不仅提高了压力测量精确度，而且减小了充气过程中气体流动的紊乱度。

与现有技术相比，本实用新型获得的有益效果是：

本实用新型提供的一种大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，采用主动吸气模式，通过真空泵使得真空罐处于真空状态，然后将真空罐通过放气管路连接到气控阀的放气口，最后利用“压力差”原理，形成了自然放气向“主动吸气”模式转换，进一步提升了放气效率，解决了长时间、高频率的快速放气问题。

本实用新型提供的一种大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，利用双路充放气控制，并结合主动吸气模式的应用，进一步提高了充放气速率，同时增大了充气量，可以应对大容积半封闭腔体充压微漏气的情况，即充气量远大于泄气量，便于维持压力加载的实施。

本实用新型提供的一种大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，采用测压与充放气嘴的优化布置，通过将2个测压点分散布置，并且“远离”充放气嘴，避免了因瞬时充放气产生的紊乱气流，使得充放气嘴附近范围内压力的不稳定，进而带来较大的测量误差，即减小了充气过程中气体流动的紊乱度；测压点的分散布置，因气体在试验件内部流动具有不定向性和非均匀性的特征，通过分散采集，即选取试验件两个边角布置测量点，可采集到不同状态下的气体压力，进一步提高了测压的准确度。

本实用新型提供的一种大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，采用双效控制模式，即采用双通道压力测量系统和双路充放气控制相结合的模式，通过两个传感器连接到两个数据采集通道的方法，通过对比数据提高了数据测量的准确性，尤其有效的防止传感器或数据采集通道故障或失效所带来的试验失败风险；同时，由两个气控阀和两路充放气回路相结合，不仅提高了充放气效率，而且防止气控阀失效所带来的试验中止。双效控制模式不仅使得压力测量的精确度和充放气控制有效性等大大加强，而且避免了在试验过程中因压力传感器或气控阀的失效或故障，导致试验装置失去控制的现象的发生，大大降低了试验危险系数，提高安全性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

附图标记：1、计算机；2、空压机；3、试验件；4、测压点A；5、测压点B；6、压力传感器A；7、压力传感器B；8、气控阀A；9、气控阀B；10、充气管路A；11、充气管路B；12、放气管路A；13、放气管路B；14、充放气嘴A；15、充放气嘴B；16、真空罐；17、真空度控制仪；18、真空泵。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例进行详细说明。

参见附图1，一种大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，包括计算机1、空压机2、双通道测量系统、双路充放气控制系统和真空系统。所述计算机1通过双通道测量系统与试验件3连接，所述双路充放气控制系统前端与空压机2相连，后端与真空系统相连，所述空压机2通过双路充放气控制系统对试验件3进行充放气。

所述双通道测量系统包括设置在试验件3上的测压点A4和测压点B5，压力传感器A6、压力传感器B7，所述压力传感器A6安装在测压点A4上，与计算机1相连形成A通道，所述压力传感器B7安装在测压点B5上，与计算机1相连形成B通道。

所述双路充放气控制系统包括气控阀A8、气控阀B9、充气管路A10、充气管路B11、放气管路A12、放气管路B13、充放气嘴A14、充放气嘴B15，所述充放气嘴A14、充放气嘴B15设置在所述试验件3上，所述气控阀A8和气控阀B9分别与计算机1连接；所述空压机2依次通过充气管路A10、气控阀A8分别连接到试验件3上的充放气嘴A14和放气管路A12上，形成充放气控制回路A；所述空压机2依次通过充气管路B11、气控阀B9分别连接到试验件3上的充放气嘴B15和放气管路B13上，形成充放气控制回路B。利用双路充放气控制系统，实现双路同时充放气，提升了单位时间内的气体量，提高了充放气速率。针对半封闭结构充压试验时漏气难题，双路充气加大单位时间内的充气量，保障了试验件3腔内的气体持续增加，便于维持压力加载的实施。

所述真空系统包括真空罐16、真空度控制仪17和真空泵18，所述真空罐16依次与真空度控制仪17和真空泵18连接，所述真空泵18和真空度控制仪17用于确保真空罐16在整个试验过程中实时保持一定的真空度。所述放气管路A12和放气管路B13与真空罐16连接，真空罐16通过放气管路连接到气控阀的放气口，利用“压力差”原理，形成了自然放气向“主动吸气”的模式转换，进一步提升了放气效率，解决了长时间、高频率的快速放气问题。

优选地，所述测压点A4和测压点B5为分散布置，因气体在试验件3内部流动具有不定向性和非均匀性的特征，通过分散布置，可采集到不同状态下的气体压力，进一步提高了测压的准确度。

优选地，所述充放气嘴A14和充放气嘴B15为分散布置，所述测压点A4和测压点B5远离充放气嘴A14和充放气嘴B15。通过测压点、充放气嘴的分散布置，并且测压点“远离”充放气嘴，避免了因瞬时充放气产生的紊乱气流，使得充放气嘴附近范围内压力的不稳定，进而带来较大的测量误差，即不仅提高了压力测量精确度，而且减小了充气过程中气体流动的紊乱度。

启动空压机2，计算机1发出充气指令给气控阀A8和气控阀B9，气控阀A8和气控阀B9接到指令后随即同步打开充气阀口，使得空压机2输出的气体同时经由两个充气回路：充气管路A10-气控阀A8-充放气嘴A14和充气管路B11-气控阀B9-充放气嘴B15，对试验件3进行充气。充气过程中，分散安置于两个角落的测压点A4和测压点B5分别通过压力传感器A6和压力传感器B7，将采集到的压力数据同步反馈给计算机1，计算机1立即进行反馈压力数据与指令数据对比分析与处理。当两个通道的压力测量数据均达到指令数据值大小时，计算机1发出放气指令给气控阀A8和气控阀B9。气控阀A8和气控阀B9接到指令后切换至放气阀口，试验件3内腔的气体分别同步通过两个放气回路：充放气嘴A14-气控阀A8-放气管路A12和充放气嘴B15-气控阀B9-放气管路B13，将气体排放至真空罐16。当试验件3内的压力达到预设压力下限时，系统工作模式重新切换至充气模式，以此步骤反复循环工作，对试验件3不停地进行充压疲劳试验。

真空度控制仪17实时监测真空罐16内的真空度，当真空罐16内的真空度达到真空度控制仪17所设阈值的上限时，真空泵18启动工作，对真空罐16抽真空，直至真空罐16内的真空度达到所设阈值的下限时，真空泵18停止工作。以此类推，循环工作。

本实用新型提供的一种大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，提高了充放气效率，同时，结合主动吸气模式，进一步提升了放气效率和频率，可以应对大容积半封闭腔体充压漏气的情况，便于维持压力加载的实施；测压与充放气的优化布置，提高了压力测量的精确度，同时，减小了充气过程中气体流动的紊乱度；双效控制模式的应用，不仅使得压力测量的精确度和充放气控制有效性等大大加强，而且避免了在试验过程中因压力传感器或气控阀的失效或故障，导致试验系统失去控制的现象发生，大大降低试验危险系数。

以上列举的仅是本实用新型的具体实施例之一。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多类似的改形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型所要保护的范围。

Claims (3)

1.大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，其特征在于：包括计算机（1）、空压机（2）、双通道测量系统、双路充放气控制系统和真空系统，其特征在于：所述计算机（1）通过双通道测量系统与试验件（3）连接，所述双路充放气控制系统前端与空压机（2）相连，后端与真空系统相连；所述双通道测量系统包括设置在试验件（3）上的测压点A（4）和测压点B（5），压力传感器A（6）、压力传感器B（7），所述压力传感器A（6）安装在测压点A（4）上，与计算机（1）相连形成A通道，所述压力传感器B（7）安装在测压点B（5）上，与计算机（1）相连形成B通道；所述双路充放气控制系统包括气控阀A（8）、气控阀B（9）、充气管路A（10）、充气管路B（11）、放气管路A（12）、放气管路B（13）、充放气嘴A（14）、充放气嘴B（15），所述充放气嘴A（14）、充放气嘴B（15）设置在所述试验件（3）上，所述气控阀A（8）和气控阀B（9）分别与计算机（1）连接；所述空压机（2）依次通过充气管路A（10）、气控阀A（8）分别连接到试验件（3）上的充放气嘴A（14）和放气管路A（12）上，形成充放气控制回路A；所述空压机（2）依次通过充气管路B（11）、气控阀B（9）分别连接到试验件（3）上的充放气嘴B（15）和放气管路B（13）上，形成充放气控制回路B；所述真空系统包括真空罐（16）、真空度控制仪（17）和真空泵（18），所述真空罐（16）依次与真空度控制仪（17）和真空泵（18）连接；所述放气管路A（12）和放气管路B（13）与真空罐（16）连接。

2.如权利要求1所述的大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，其特征在于：所述测压点A（4）和测压点B（5）为分散布置。

3.如权利要求1所述的大容积腔体或半封闭腔体的充压疲劳试验装置，其特征在于：所述充放气嘴A（14）和充放气嘴B（15）为分散布置。