CN212646334U - 一种水压强度加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水压强度加载装置，包括气水压力转换器和气源；所述气水压力转换器包括用以连接所述气源的气腔和用以连接待测件的水腔；所述气腔与所述水腔连通；所述气源连接有用以根据待测件的测试水压调节所述气腔的压力的压力控制器。该水压强度加载装置通过气水压力转换器将待测件的测试水压等效为通入气腔内的气压，从而通过精确控制气源向气腔输入的气压来精确控制待测件内的水压。这一方式可以有效消除脉动并大幅提高压力控制精度；与泵增压方式相比，该水压强度加载装置的系统复杂程度和成本明显降低，使用条件不受介质特性影响。

Description

一种水压强度加载装置

技术领域

本实用新型涉及压力试验领域，尤其涉及一种水压强度加载装置。

背景技术

壳体类零件一般采用水压试验的方式检测其结构强度是否满足设计要求。

目前，在水压试验的水介质增压这一环节中均采用泵作为动力源、采用调压阀门作为压力控制元件。这一方式主要存在以下问题：

如果动力源采用非容积式泵，则被测零件的升压过程稳定但能够达到的最高压力较低，往往不能满足水压试压的压力要求。

如果动力源采用容积式泵，则容积式泵会不可避免地产生压力脉动，影响被测零件的压力控制精度；此外，容积式泵和调压阀门对介质较为敏感，对于润滑性较差的介质例如水介质等，会严重影响容积式泵和调压阀门的寿命和可靠性。

综上所述，如何提供一种使用条件不受介质特性影响且压力控制精度高的水压试验装置，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水压强度加载装置，可以提高待测件的压力控制精度，对多种不同介质的增压介质普遍适用。

为实现上述目的，本实用新型提供一种水压强度加载装置，包括气水压力转换器和气源；所述气水压力转换器包括用以连接所述气源的气腔和用以连接待测件的水腔；所述气腔与所述水腔连通；所述气源连接有用以根据待测件的测试水压调节所述气腔的压力的压力控制器。

优选地，所述水腔连接有用以调节所述水腔内的储水量的进水管；所述进水管用以连接待测件。

优选地，所述气腔位于所述水腔的上方；所述气水压力转换器包括内部具有空腔的壳体；

所述壳体的上端盖连接有进气管；所述气源通过所述进气管连通所述气腔；

所述进水管设置于所述壳体的下端盖。

优选地，所述进水管远离所述水腔的一端连接有用以供水的注水口；所述水腔和所述注水口用以分别连通于待测件的待测腔体两端；第一截止阀用以设置于待测件与所述注水口之间；第二截止阀用以设置于待测件与所述水腔之间。

优选地，所述水腔还连接有溢流管；所述溢流管远离所述水腔的一端连接有用以排水的排水口；所述排水口与所述溢流管之间设有第三截止阀。

优选地，所述溢流管通过第四截止阀连通于所述进水管。

优选地，所述气源为供气压力大于待测件的最大预设水压的高压气源；所述压力控制器包括设置于所述高压气源与所述气水压力转换器之间的气体减压阀。

优选地，还包括用以连接待测件的压力传感器。

优选地，所述压力控制器包括控制单元；所述压力传感器和所述气体减压阀均电连接于所述控制单元。

优选地，所述气水压力转换器的外周设有操作台；所述控制单元安装于所述操作台。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的水压强度加载装置包括气源以及气水压力转换器。

气水压力转换器包括气腔和水腔。气腔用于连接气源，水腔用于连接待测件。气腔与水腔连通，在压力控制器的调节下，气源向气腔内通入具有与待测件的测试水压压力相等的压缩气体，水腔内的水压随气腔内的气压增大而增大，直至水腔内的水压与气腔内的气压相等。由于水腔连通于待测件，因此水腔内的水压施加于待测件，实现待测件的水压加载。

综上，气水压力转换器实现了气源通入气腔内的压缩空气与水腔内的水介质的直接接触，令水压内的水介质产生与压缩空气相等的水压，进而将水腔内的水压施加于待测件。因此，本实用新型通过精确控制气源向气腔输入的气体工质的压力来精确控制待测件内的水压。这一方式可以有效消除脉动并大幅提高压力控制精度；此外，与泵增压方式相比，该水压强度加载装置的系统复杂程度和成本明显降低，使用条件不受介质特性影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的水压强度加载装置的管路图；

图2为本实用新型实施例所提供的气水压力转换器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的水压强度加载装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的水压强度加载装置的剖视图。

其中，01-待测件、1-气水压力转换器、11-气腔、12-水腔、13-壳体、131-上端盖、132-下端盖、133-端盖密封件、14-进气管、2-气源、31-进水管、32-溢流管、4-注水口、51-第一截止阀、52-第二截止阀、53-第三截止阀、54-第四截止阀、6-排水口、7-压力传感器、8-气体减压阀、9-控制单元、10-操作台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，图1为本实用新型实施例所提供的水压强度加载装置的管路图；图2为本实用新型实施例所提供的气水压力转换器的结构示意图；图3为本实用新型实施例所提供的水压强度加载装置的结构示意图；图4为本实用新型实施例所提供的水压强度加载装置的剖视图。

本实用新型提供一种水压强度加载装置，包括气源2和气水压力转换器1。

气水压力转换器1包括气腔11和水腔12。气腔11用于连通气源2，气源2向气腔11内提供具有一定压力的气体工质。水腔12用于连通待测件01例如壳体类零件。

气腔11与水腔12连通。压力控制器令气源2向气腔11内通入具有一定压力的气体工质例如压缩空气时，水腔12的水压随气腔11内的气压增大而增大，直至水腔12内的水压等于气腔11内的气腔11，实现气水压力转换器1内部的压力平衡。也就是说，本实用新型通过调节气腔11内的气压实现调节水腔12内的水压，而水腔12与待测件01连通，因此，在水腔12的水压上升至等于气腔11的气压时，水腔12向待测件01加载的实际水压等于待测件01的测试水压。

气腔11可设置于水腔12的上方，也可位于水腔12的一侧。

压力控制器可设置人工调节的压力控制零部件，也可设置为自动调节设备，用于增大和降低气源2向气腔11通入的气体压力。例如前者可包括压力调节阀等零部件。

气源2可设置为储气压力可调的气源2。此外，还可以通过在气源2与气腔11之间设有压力调节阀，从而调节气源2通入气腔11内的气压。

综上，本实用新型所提供的水压强度加载装置利用具有气腔11和水腔12的气水压力转换器1，将需要精确控制的水腔12内的水压转变为气腔11内的气压，通过气源2精确调节气腔11内的气压，气腔11内的压缩空气与水腔12内的水介质直接接触后，使水腔12内的水介质产生与气腔11内的压缩空气压力相等的水压，进而通过水腔12向待测件01精确、稳定地提供测试水压，可以有效消除脉动并大幅提高压力控制精度。相较于现有技术而言，该水压强度加载装置的系统复杂程度和成本明显降低，且使用条件不受介质特性影响。

下面结合附图和实施方式，对本实用新型所提供的水压强度加载装置做更进一步的说明。

在上述实施例的基础上，该水压强度加载装置的水腔12还连接有用以调节水腔12的储水量的进水管31；其中，待测件01连接于进水管31。

进水管31一方面用于向水腔12内供给足量的水，另一方面用于连通至待测件01，实现水腔12内的水压加载于待测件01。进水管31远离水腔12的一端可连接用以供水的补水设备。

进一步地，本实用新型所采用的气水压力转换器1包括内部具有空腔的壳体13，气腔11位于前述内腔的上方，水腔12位于前述内腔的下方。

壳体13具有封闭的侧壁和分别连接于侧壁两端的上端盖131和下端盖132；上端盖131连接有进气管14，气源2通过进气管14向气腔11内通入气体工质；下端盖132连接有进水管31。气源2通入进气管14接入气腔11后，进气管14与上端盖131处气密封处理。同理，进水管31与下端盖132的连接处气密、水密处理。

可参考图2，图2所示的气水压力转换器1采用装配式结构，上端盖131和下端盖132分别装配于侧壁，因此，侧壁与上端盖131、下端盖132之间分别设有端盖密封件133，以实现气密和水密。

为了更好的技术效果，进水管31远离水腔12的一端连接有用以供水的注水口4，待测件01连通于进水管31和注水口4之间。换言之，待测件01的待测腔体的两侧分别与注水口4和进水管31连接。其中，第一截止阀51用以设置于待测件01与注水口4之间，第二截止阀52用以设置于待测件01与水腔12之间。

打开第一截止阀51和第二截止阀52，通过注水口4向水腔12内补水，水沿待测件01的待测腔体进入进水管31，进而进入水腔12；水腔12内的水压调节至与气腔11内的气压相等时，因水腔12与注水口4通过待测件01的待测腔体连通，因此，关闭第一截止阀51后，注水口4与待测件01截断，水腔12与待测件01连通，待测件01的水压等于水腔12内的水压，由此实现水腔12向待测件01精确、稳定地施加水压。

待水腔12内的水压等于气腔11内的气压时，关闭第一截止阀51和第二截止阀52，此时，待测件01处于保压状态。

在上述实施例的基础上，水腔12除了设置进水管31以外，还设有溢流管32。溢流管32用于排出水腔12内的水，配合进水管31实现水腔12内的水量的精确调节。

为了方便操作，溢流管32远离水腔12的一端连接有排水口6，溢流管32的中部串联有第三截止阀53。在注水口4向水腔12内补水时，第一截止阀51、第二截止阀52和第三截止阀53均处于打开状态，当水腔12内的水增加到溢流管32的设定值时，水腔12内的水通过溢流管32向外排出。因此，操作人员观察到排水口6有水流出时，可判断此时水腔12内的水已达到设定的水量，注水完毕。注水完毕后，关闭第三截止阀53和第一截止阀51，通过气源2提高气腔11内的气压，直至气腔11内的气压等于待测件01的测试水压。水腔12内的水压随气腔11内的气压增大而增大，直至满足待测件01的测试水压，从而施加于待测件01。

由于待测件01内难免存在空气，并且水介质在高压下存在一定的压缩量，因此，为了避免气腔11内的高压空气进入待测件01内部，增压过程中需要额外的水弥补空气和水介质压缩后产生的体积空间。而这一实施例中，溢流管32内积存的水可在增压过程中补充于水腔12，从而保证增压时有足够的水介质补充于待测件01内。

进一步地，溢流管32可通过第四截止阀54连通于进水管31。通过注水口4向水腔12注水过程中，第四截止阀54处于截断状态；待测件01的水压试验完毕后，打开第四截止阀54，通过溢流管32和排水口6卸除待测件01内的水。

溢流管32靠近水腔12的一端连接于水腔12内，且纵向连通于水腔12且高于水腔12的底面。当水腔12内的液位上升至溢流管32的端口高度时，水腔12内的水量达到待测件01的水压试验要求，继续通入水腔12内的水从溢流管32向外溢流。

可参考图1和图2，本实用新型所提供的进水管31和溢流管32均包括连通于水腔12的部分管道和连接于水腔12外的部分管道。其中，前一部分管道可以是设置于气水压力转换器1的管状空腔，也可以是固定安装于气水压力转换器1的刚性管道；而后一部分管道可以是于前一管道套接且水密连接的连接管。

在上述任一实施例的基础上，为了精确控制气源2通入气腔11的气体压力，气源2可通过增大和减小气压的方式调节气腔11的气体压力。本实用新型所提供的实施例中，为了方便调节，气源2可采用供气压力大于待测件01的最大测试水压的高压气源2；压力控制器包括设置于前述高压气源2与气腔11之间的气体减压阀8。气压减压阀将气源2提供的压缩气体减压至等于待测件01的测试水压，从而满足待测件01的水压试验要求。

本实用新型还包括压力传感器7。压力传感器7连接于待测件01，操作人员根据压力传感器7获取的压力反馈调节气腔11内的气压，进一步提高该水压强度加载装置的压力控制精度。

在上述实施例的基础上，本实用新型所采用的压力控制器还包括控制单元9；控制单元9分别电连接压力传感器7和气体减压阀8，用以根据压力传感器7的反馈信息自动调节气体减压阀8的减压参数，实现气腔11压力的反馈控制和自动调节。

可参照图3和图4，本实用新型可采用操作台10集成设置气水压力转换器1和控制单元9，从而方便操作人员使用和搬运。

操作台10固定于气水压力转换器1的外周，控制单元9可安装在操作台10的侧面或上表面。

控制单元9可包括显示屏、按钮或旋钮等结构。

本实用新型所提供的，可按照以下步骤进行待测件01的水压试验：

步骤一：将待测件01串联于第一截止阀51和第二截止阀52之间的进水管31；

步骤二：关闭第四截止阀54，并打开第一截止阀51、第二截止阀52和第三截止阀53，通过注水口4向待测件01和水腔12内注水，直至排水口6向外流出水；

步骤三：关闭第一截止阀51和第三介质阀53，调节气体减压阀8，令气源2内的压缩气体减压至等于待测件01的测试水压后进入气腔11内；水腔12内的水压随气腔11内的气压上升后，通过压力传感器7反馈压水至控制单元9，对水腔12内的水压进行闭环控制，直至水腔12内的水压等于待测件01的测试水压；

步骤四：关闭第二截止阀52；此时，待测件01处于保压状态，用以检测待测件01的待测腔体的强度。

步骤五：测试时间结束后，打开第四截止阀54，通过排水口6卸除待测件01的水压，结束试验。

在步骤二中，注水口4内的水首先充满待测件01，待测件01被充满后，水通过进水管31进入水腔12内，直至水腔12内的水上升至溢流管32的设定值后，多余的水通过溢流管32和排水口6向外排出。

控制单元9用于水介质增压的自动控制和截止阀通断的自动控制，因此，在设有控制单元9的水压强度加载装置中，上述步骤二至步骤五均可通过控制单元9实现自动控制。

增压过程中，第一截止阀51、第三截止阀53和第四截止阀54均处于关闭状态，第二截止阀52处于开启状态，待测件01的水压上升至与气腔11内的气压相等。此时，水压由压力传感器7进行实时检测，并将压力数值反馈至控制单元9，控制单元9根据反馈压力和待测件01的测试水压之间的偏差值进一步调节气体减压阀8，使水压进一步逼近测试水压，直至满足试验要求。当待测件01需要卸除水压时，可通过气体减压阀8将气腔11的气压降至常压，待测件01的水压相应卸除。

以上对本实用新型所提供的水压强度加载装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水压强度加载装置，其特征在于，包括气水压力转换器(1)和气源(2)；所述气水压力转换器(1)包括用以连接所述气源(2)的气腔(11)和用以连接待测件(01)的水腔(12)；所述气腔(11)与所述水腔(12)连通；所述气源(2)连接有用以根据待测件(01)的测试水压调节所述气腔(11)的压力的压力控制器。

2.根据权利要求1所述的水压强度加载装置，其特征在于，所述水腔(12)连接有用以调节所述水腔(12)内的储水量的进水管(31)；所述进水管(31)用以连接待测件(01)。

3.根据权利要求2所述的水压强度加载装置，其特征在于，所述气腔(11)位于所述水腔(12)的上方；所述气水压力转换器(1)包括内部具有空腔的壳体(13)；

所述壳体(13)的上端盖(131)连接有进气管(14)；所述气源(2)通过所述进气管(14)连通所述气腔(11)；

所述进水管(31)设置于所述壳体(13)的下端盖(132)。

4.根据权利要求2所述的水压强度加载装置，其特征在于，所述进水管(31)远离所述水腔(12)的一端连接有用以供水的注水口(4)；所述水腔(12)和所述注水口(4)用以分别连通于待测件(01)的待测腔体两端；第一截止阀(51)用以设置于待测件(01)与所述注水口(4)之间；第二截止阀(52)用以设置于待测件(01)与所述水腔(12)之间。

5.根据权利要求4所述的水压强度加载装置，其特征在于，所述水腔(12)还连接有溢流管(32)；所述溢流管(32)远离所述水腔(12)的一端连接有用以排水的排水口(6)；所述溢流管(32)设有第三截止阀(53)。

6.根据权利要求5所述的水压强度加载装置，其特征在于，所述溢流管(32)通过第四截止阀(54)连通于所述进水管(31)。

7.根据权利要求1至6任一项所述的水压强度加载装置，其特征在于，所述气源(2)为供气压力大于待测件(01)的最大测试水压的高压气源；所述压力控制器包括设置于所述高压气源与所述气水压力转换器(1)之间的气体减压阀(8)。

8.根据权利要求7所述的水压强度加载装置，其特征在于，还包括用以连接待测件(01)的压力传感器(7)。

9.根据权利要求8所述的水压强度加载装置，其特征在于，所述压力控制器还包括控制单元(9)；所述压力传感器(7)和所述气体减压阀(8)均电连接于所述控制单元(9)。

10.根据权利要求9所述的水压强度加载装置，其特征在于，所述气水压力转换器(1)的外周设有操作台(10)；所述控制单元(9)安装于所述操作台(10)。

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