CN210487285U - 一种液压系统故障模拟试验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压系统故障模拟试验平台，包括泵站、液压控制回路、液压缸执行器和数据检测系统，泵站为液压控制回路提供动力，液压控制回路控制液压缸执行器动作，液压控制回路中布设有多种阀件，在各阀件以及泵站和液压缸执行器的出入口两侧布设有球阀和快拆接头，控制球阀张开度可模拟液压控制回路的堵塞情况或关闭和开启某一阀件回路，快拆接头连接各种传感器进行信号采集或连接故障注入器进行故障注入，数据检测系统收集液压控制回路中所连接的各种传感器的信号。本实用新型故障注入灵活便捷，可实现单一液压元件的故障注入和模拟，也可实现多种故障模式的组合注入，利用该平台获取大量故障数据，为故障诊断提供数据支持。

Description

一种液压系统故障模拟试验平台

技术领域

本实用新型属于航天发射场地面设备领域，尤其涉及一种液压系统故障模拟试验平台。

背景技术

航天发射场大型地面设备多采用液压系统驱动，而且这些液压系统多与发射任务的关键环节息息相关，一旦出现问题，可能影响到发射任务的实施。但是由于航天发射场地面设备只有在有发射任务时才会使用，所以属于常停短用的状态，因此液压系统故障数据缺乏，液压系统故障诊断困难。

因此，如何在不经常使用航天发射场地面设备的情况下使技术人员熟悉液压系统故障，了解液压系统各类故障模式对航天发射场地面设备运行状态的影响情况，收集故障数据，为液压系统故障诊断提供依据，成为迫切需要解决的问题。

为解决该问题，本实用新型提出一种可灵活便捷的实现故障注入、故障模拟的液压系统试验平台，通过该平台帮助技术人员、基地操作人员清楚液压系统各类故障模式对航天发射场地面设备运行状态的影响情况，帮助收集故障数据，为液压系统故障诊断提供依据，同时还能够为液压系统的故障检测理论与方法的可行性以及实际工程应用效果进行验证。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提出一种能在不经常使用航天发射场地面设备的情况下使技术人员熟悉液压系统故障，了解液压系统各类故障模式，收集液压系统故障数据的液压系统故障模拟试验平台。

为解决该问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种液压系统故障模拟试验平台，包括泵站、液压控制回路、液压缸执行器和数据检测系统，所述泵站为液压控制回路提供动力，所述液压控制回路控制液压缸执行器动作，所述液压控制回路中布设有多种阀件，在各阀件以及泵站和液压缸执行器的出入口两侧布设有球阀和快拆接头，通过控制所述球阀的张开度用于模拟液压控制回路的堵塞情况或关闭和开启某一阀件回路，通过所述快拆接头连接各种传感器进行信号采集或连接故障注入器进行故障注入，所述数据检测系统收集液压控制回路中所连接的各种所述传感器的信号并显示液压系统的运行状态。

进一步地，所述阀件包括溢流阀、换向阀、调速阀。

进一步地，所述传感器包括压力、温度和流量传感器。

进一步地，当传感器为压力或温度传感器时，通过一个快拆接头直接将压力或温度传感器连接到液压控制回路中，当传感器为流量传感器时，通过两个快拆接头将流量传感器串联接入液压控制回路中，两个快拆接头之间设有球阀，当检测流量时，关闭该球阀，使液压控制回路中的液体从流量传感器中通过。

进一步地，所述故障注入器包括节流阀和有故障的阀件。

进一步地，控制待检测的阀件出口或入口的球阀开度模拟堵塞故障。

进一步地，当故障注入器为节流阀时，通过布设在待检测的阀件两侧的快拆接头串联接入带有节流阀的回路，调节节流阀的开度模拟待检测的阀件的内泄露故障。

进一步地，当故障注入器为有故障的阀件时，通过布设在待检测的阀件两侧的快拆接头接入一个有故障的阀件回路，在两侧的快拆接头和待检测的阀件之间设有球阀，在故障注入时，通过该球阀关闭原阀件回路，使液体通过有故障的阀件实现故障注入。

进一步地，所述试验平台还包括试验操作台，所述试验操作台的上半部竖直设计，用于安装布置液压控制回路部分，所述试验操作台的下半部为水平工作平台，水平工作平台的上方主要用于安装布置数据检测系统、有故障的阀件，泵站放置在水平工作平台的下方。

与现有技术相比，本实用新型取得的有益效果是：

本实用新型一种液压系统故障模拟试验平台通过在液压系统的回路中布设多个球阀和快拆接头，通过球阀的张开度模拟液压控制回路中的堵塞情况，通过布置在液压元件出入口两侧的快拆接头接入节流阀回路，控制节流阀的开度模拟液压元件的内泄露情况，或直接通过布置在液压元件出入口两侧的快拆接头接入一个有故障的液压元件实现故障注入，在需要监测压力温度和流量的地方通过快拆接头接入传感器，在故障注入后通过数据检测系统观测液压系统的运行状态变化。本实用新型的特点是故障注入灵活便捷，可实现单一液压元件的故障注入和模拟，也可以实现多种故障模式的组合注入。为液压系统操作人员提供了解和掌握液压系统各类故障模式对设备的运行的影响的试验平台，同时利用该平台获取大量故障数据，为发射场地面设备液压系统的故障诊断提供数据支持。

附图说明

图1为液压系统故障模拟平台系统组成示意图；

图2为液压系统故障模拟平台的操作台侧视图和主视图；

图3为液压系统故障模拟平台的操作台俯视图。

具体实施方式

图1至图3示出了本实用新型的一种具体实施例，发射场地面设备液压系统基本组成主要由油箱、过滤器、散热器、液压泵、溢流阀、换向阀、调速阀、液压缸执行器等组成。本实施例所提出的液压系统故障模拟试验平台的系统组成如图1所示，主要由泵站1、液压控制回路2、液压缸执行器3三个部分组成，所述泵站1为液压控制回路2提供动力，所述液压控制回路2控制液压缸执行器3动作，所述液压控制回路2中布设有多种阀件，在各阀件以及泵站1和液压缸执行器3的出入口两侧布设有球阀和快拆接头，控制所述球阀的张开度模拟液压控制回路的堵塞情况或关闭和开启某一阀件回路，通过所述快拆接头连接各种传感器进行信号采集或连接故障注入器进行故障注入，所述数据检测系统收集液压控制回路中所连接的各种所述传感器的信号以显示液压系统的运行状态。本实施例中，液压控制回路2中的阀件包括溢流阀21、换向阀22、调速阀231和232，在各阀件出入口布设快拆接头2401～2412、球阀2501～2511，本实施例通过布置在液压元件出入口两侧的快拆接头接入故障注入器模拟液压元件的各种故障情况，液压元件指布设在液压控制回路2中的各阀件以及泵站和液压缸执行器，并在需要监测压力温度和流量的地方通过快拆接头接入传感器，在故障注入后通过数据检测系统收集各传感器的信号以观测液压系统的运行状态变化，本实施例中如数据检测系统收集温度传感器的信号并显示出温度，收集压力传感器的信号显示监测点的压力等，为一种常见的信号检测并显示的仪器设备。本实施例故障注入灵活便捷，可实现单一阀件的故障注入和模拟，也可以实现多种故障模式的组合注入。为液压系统操作人员提供了解和掌握液压系统各类故障模式对设备的运行的影响的试验平台，同时利用该平台获取大量故障数据，为发射场地面设备液压系统的故障诊断提供数据支持。

本实施例中，所述传感器包括压力、温度和流量传感器。所述压力和温度传感器通过快拆接头接入需要测试压力和温度的测试点上，为了便于对液压控制回路部分2中的各阀件出入口压力进行检测，本实施例中的压力测试点分别布置在：溢流阀21两端布置压力传感器261和263；换向阀22四个出入口处分别布置压力传感器262、263、264和265；液压缸执行器3的A口、B口处分别布置压力传感器266和267；调速阀231两端压力利用压力传感器264和266可以检测，因此不再单独设置压力传感器，同理，调速阀232两端压力利用压力传感器265和267可以检测。本实施例中，在泵站1的出油口P处设置有温度传感器271，回油口T处设置有温度传感器272，用于检测泵站1出入口液压油温度。当然，也可以根据检测需要在液压控制回路2的其他部分布设压力传感器和温度传感器，通过液压控制回路2中的快拆接头连接进回路即可。当传感器为压力或温度传感器时，通过一个快拆接头直接将压力或温度传感器连接到液压控制回路中，对于固定位置必须测量的压力和温度或流量，也可以在液压系统构建时直接设置压力和温度传感器，对于临时需要测量的信号，可以通过快拆接头接入传感器。对于流量传感器，需要通过两个快拆接头将流量传感器串联接入液压控制回路中，两个快拆接头之间设有球阀，当检测流量时，关闭该球阀，使液压控制回路中的液体从流量传感器中通过。流量传感器的接入需要通过球阀和布设在球阀两侧的两个快拆接头配合，通过两个快拆接头将流量传感器串联接入到需要测试流量的液压控制回路中，当检测流量时，关闭连接流量传感器的两个快拆接头之间的球阀，将原回路截止，使液压控制回路中的液体从流量传感器中通过。本实施例中，在泵站P出口设置快拆接头2401和2402、球阀2501，通过快拆接头2401和2402，串联接入流量传感器，测量流量时，关闭球阀2501，用于测量泵站出口流量；同理，在快拆接头2406和2404之间，设有球阀2504，通过快拆接头2406和2404串联接入流量传感器，用于测量泵站回油口流量；在液压缸执行器31的A口出设置快拆接头2410和球阀2510，球阀2510布置于快拆接头2409与2410之间，串联接入流量传感器后，用于测量液压缸执行器3的A口处流量；同理，在液压缸执行器3的B口出设置快拆接头2411和球阀2511，球阀2511布置于快拆接头2411与2412之间，用于测量液压缸执行器31的B口处流量。

本实施例中，在液压控制回路2中各阀件出入口都布置一个球阀，通过球阀的开启度来模拟堵塞故障，本实施例中球阀的具体布置方式为：在溢流阀21两端分别布置球阀2502和2505；在换向阀22四个进出口分别布置球阀2506、2507、2508和2509；调速阀231的一个口与换向阀22共用一个球阀2508，另一口处布置球阀2510；调速阀232与换向阀22共用一个球阀2509，另一口布置球阀2511。本实施例中通过球阀的开启度来模拟各阀件的堵塞故障，对溢流阀21来说，通过调节球阀2502或者2505的开度；对换向阀22来说，通过调节球阀2506、2507、2508、2509的阀门开度，可以模拟换向阀的堵塞故障，对于调速阀231来说，通过调节球阀2510或2508的阀门开启度来模拟调速阀231的堵塞故障，同理通过调节球阀2511或2509的开启度来模拟调速阀232的堵塞故障。

本实施例中，为了便于对控制回路部分2中的阀件注入故障，通过在各阀件出入口布置的快拆接头接入故障注入器，本实施例中的故障注入器有节流阀和有故障的阀件，在模拟阀件的内泄露故障时，通过布置在各阀件两侧的快拆接头接入节流阀，通过调节节流阀的开度可以模拟各阀件的内泄露故障。可以在液压控制回路2中某个阀件上接入一个节流阀模拟该阀件的内泄露情况，也可同时在多个阀件上分别接入节流阀，同时模拟多个阀件的内泄露情况。当故障注入器为有故障的阀件时，通过布设在待检测的阀件两侧的快拆接头接入一个有故障的阀件回路，在两侧的快拆接头和待检测的阀件之间设有球阀，在故障注入时，通过该球阀关闭原阀件回路，使液体通过有故障的阀件实现故障注入，本实施例中，待检测的阀件指的是布设在液压控制回路2中的各阀件。本实施例中，快插接头的具体布置方式为：在溢流阀21出入口分别布置快拆接头2403和2404，快拆接头2403布置于溢流阀21和球阀2502之间，快拆接头2404布置于球阀2505之后；通过快拆接头2403和2404可以方便的连接入一个带有节流阀的回路，通过调节节流阀的开度可以模拟溢流阀的内泄露故障，在通过快拆接头2403和2404接入一个有故障的溢流阀实现故障注入时，将位于快拆接头2403和2404之间的球阀2505关闭，使液压系统中溢流阀回路截止。同理，在换向阀22四个出入口出分别布置快拆接头2405、2406、2407、2408，通过快拆接头2405、2406、2407、2408的任意选择连接入一个带有节流阀的回路，通过调节节流阀的开度可以模拟换向阀22的内泄露故障；将球阀2506、2507、2508、2509关闭，使系统中换向阀回路截止，通过快拆接头2405、2406、2407、2408接入一个有故障的换向阀实现故障注入。对于调速阀231和232来说，调速阀231与换向阀22共用一个快拆接头2408，调速阀232与换向阀22共用一个快拆接头2407，调速阀231的另一个口布置快拆接头2409，调速阀232的另一个口布置快拆接头2412，通过快拆接头2408和2409可以方便的连接入一个带有节流阀的回路，通过调节节流阀的开度可以模拟调速阀231的内泄露故障；将球阀2510关闭，使系统中调速阀231回路截止，通过快拆接头2408和2410接入一个有故障的调速阀实现故障注入；同理，可实现调速阀232的故障注入。

本实施例中，为了更好的进行故障模拟操作，本实施例中还设有故障模拟操作台，包括竖直工作台4和水平工作台5，如图2和图3所示，操作台的总体布局如图2和图3所示，泵站1位于水平工作台5的下方，液压控制回路2安装布置于竖直工作台板4上，便于观察和操作，数据检测系统位于水平工作台5上，水平工作台板5上设置有安装螺孔51，用于数据检测系统、有故障的阀件等装置的安装固定。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种液压系统故障模拟试验平台，其特征在于：包括泵站、液压控制回路、液压缸执行器和数据检测系统，所述泵站为液压控制回路提供动力，所述液压控制回路控制液压缸执行器动作，所述液压控制回路中布设有多种阀件，在各阀件以及泵站和液压缸执行器的出入口两侧布设有球阀和快拆接头，控制所述球阀的张开度模拟液压控制回路的堵塞情况或关闭和开启某一阀件回路，通过所述快拆接头连接各种传感器进行信号采集或连接故障注入器进行故障注入，所述数据检测系统收集液压控制回路中所连接的各种所述传感器的信号以显示液压系统的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种液压系统故障模拟试验平台，其特征在于：所述阀件包括溢流阀、换向阀、调速阀。

3.根据权利要求1所述的一种液压系统故障模拟试验平台，其特征在于：所述传感器包括压力、温度和流量传感器。

4.根据权利要求3所述的一种液压系统故障模拟试验平台，其特征在于：当传感器为压力或温度传感器时，通过一个快拆接头直接将压力或温度传感器连接到液压控制回路中，当传感器为流量传感器时，通过两个快拆接头将流量传感器串联接入液压控制回路中，两个快拆接头之间设有球阀，当检测流量时，关闭该球阀，使液压控制回路中的液体从流量传感器中通过。

5.根据权利要求1所述的一种液压系统故障模拟试验平台，其特征在于：所述故障注入器包括节流阀和有故障的阀件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种液压系统故障模拟试验平台，其特征在于：控制待检测的阀件出口或入口的球阀开度模拟堵塞故障。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的一种液压系统故障模拟试验平台，其特征在于：当故障注入器为节流阀时，通过布设在待检测的阀件两侧的快拆接头串联接入带有节流阀的回路，调节节流阀的开度模拟待检测的阀件的内泄露故障。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的一种液压系统故障模拟试验平台，其特征在于：当故障注入器为有故障的阀件时，通过布设在待检测的阀件两侧的快拆接头接入一个有故障的阀件回路，在两侧的快拆接头和待检测的阀件之间设有球阀，在故障注入时，通过该球阀关闭原阀件回路，使液体通过有故障的阀件实现故障注入。

9.根据权利要求8所述的一种液压系统故障模拟试验平台，其特征在于：还包括试验操作台，所述试验操作台的上半部竖直设计，用于安装布置液压控制回路部分，所述试验操作台的下半部为水平工作平台，水平工作平台的上方主要用于安装布置数据检测系统、有故障的阀件，泵站放置在水平工作平台的下方。

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