RU2266440C1 - Bench for hydraulic testing of vessels - Google Patents
Bench for hydraulic testing of vessels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266440C1 RU2266440C1 RU2004115778/06A RU2004115778A RU2266440C1 RU 2266440 C1 RU2266440 C1 RU 2266440C1 RU 2004115778/06 A RU2004115778/06 A RU 2004115778/06A RU 2004115778 A RU2004115778 A RU 2004115778A RU 2266440 C1 RU2266440 C1 RU 2266440C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- hydraulic
- controller
- pump
- channel
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидравлических систем, а именно к гидравлическим испытательным стендам, и может найти применение при испытаниях на циклическую долговечность всевозможных гидравлических и пневматических емкостей, в частности баллонов высокого давления для сжатого природного газа.The invention relates to the field of hydraulic systems, namely to hydraulic test benches, and can find application in tests for cyclic durability of various hydraulic and pneumatic containers, in particular high-pressure cylinders for compressed natural gas.
Известен стенд для гидравлических испытаний таких емкостей, как пневмогидравлические аккумуляторы, содержащий основной насос, рабочие каналы которого соединены с двумя гидролиниями для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, вспомогательный насос, один из рабочих каналов которого соединен с гидробаком, а второй рабочий канал - с каналом гидравлического устройства, каждый из двух других каналов которого соединен с соответствующей из упомянутых гидролиний, и напорный клапан для ограничения максимального давления [1]. В качестве гидравлического устройства в данном стенде используется четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель с электрогидравлическим управлением, напорный канал которого соединен с общей напорной гидролинией основного и вспомогательного насосов, сливной канал - со всасывающей гидролинией основного насоса, а исполнительные каналы - с гидролиниями для подсоединения подлежащих испытанию емкостей. В состав стенда входит также клапан разности давлений, входной и выходной каналы которого соединены соответственно с напорным и всасывающим каналами основного насоса. Данный клапан настроен на незначительный перепад давления. Основной и вспомогательный насосы выполнены нерегулируемыми.A well-known stand for hydraulic testing of such containers as pneumohydraulic accumulators, comprising a main pump, the working channels of which are connected to two hydraulic lines for connecting the tanks to be tested, an auxiliary pump, one of the working channels of which is connected to the hydraulic tank, and the second working channel to the channel of the hydraulic device , each of the two other channels of which is connected to the corresponding of the mentioned hydraulic lines, and a pressure valve to limit the maximum pressure [1]. As a hydraulic device, this stand uses a four-line three-position hydrodistributor with electro-hydraulic control, the pressure channel of which is connected to the common pressure line of the main and auxiliary pumps, the drain channel - with the suction hydraulic line of the main pump, and the executive channels - with hydraulic lines for connecting the tanks to be tested. The stand also includes a pressure differential valve, the inlet and outlet channels of which are connected respectively to the pressure and suction channels of the main pump. This valve is configured for a slight pressure drop. The main and auxiliary pumps are made unregulated.
Известный стенд обеспечивает возможность одновременного испытания двух идентичных групп пневмогидравлических аккумуляторов, газовые полости которых соединены между собой. В силу последнего обстоятельства при перекачивании рабочей жидкости из жидкостных полостей аккумуляторов одной группы в жидкостные полости аккумуляторов другой группы и наоборот давление газа в газовых полостях аккумуляторов, а, следовательно, и в их жидкостных полостях остается практически постоянным, и основной насос работает при незначительном перепаде давления в его напорном и всасывающем каналах.The well-known stand provides the ability to simultaneously test two identical groups of pneumohydraulic accumulators, the gas cavities of which are interconnected. Due to the latter circumstance, when pumping the working fluid from the liquid cavities of the batteries of one group into the liquid cavities of the batteries of the other group and vice versa, the gas pressure in the gas cavities of the batteries, and, consequently, in their liquid cavities remains almost constant, and the main pump operates at a slight pressure drop in its pressure and suction channels.
Недостатком рассматриваемого стенда являются повышенные потери энергии, обусловленные тем, что на завершающем этапе каждого рабочего цикла рабочая жидкость, подаваемая основным и вспомогательным насосами, сливается через предохранительный клапан в гидробак при рабочем давлении испытания аккумуляторов.The disadvantage of this stand is the increased energy loss due to the fact that at the final stage of each working cycle, the working fluid supplied by the main and auxiliary pumps is drained through the safety valve into the hydraulic tank at the operating pressure of the battery test.
Другим, более существенным недостатком известного стенда являются его ограниченные функциональные возможности.Another, more significant drawback of the known stand is its limited functionality.
Дело в том, что полномасштабные испытания большинства емкостей, в том числе и пневмогидравлических аккумуляторов, предполагают имитацию их многократной зарядки и разрядки.The fact is that full-scale tests of most capacities, including pneumatic-hydraulic accumulators, imply an imitation of their repeated charging and discharging.
Так, например, согласно ГОСТ Р 51753-2001 "Баллоны высокого давления для сжатого природного газа, используемого в качестве моторного топлива на автомобильных транспортных средствах. Общие технические условия" предусмотрено проведение гидравлических испытаний указанных баллонов на циклическую долговечность. В процессе этих испытаний давление внутри подлежащего испытанию баллона должно изменяться в пределах от не более 0,1·Р до не менее 1,3·Р (где Р - рабочее давление баллона) с частотой не более десяти циклов в минуту. Баллон должен выдерживать без разрушения не менее 1000·Т циклов (где Т - расчетный срок службы баллона в годах). При проведении испытаний баллонов на циклическую долговечность при экстремальных температурах имеется режим, при котором баллон нагружают гидравлическим давлением от не более 0,1·Р до рабочего давления с частотой не более трех циклов в минуту.So, for example, according to GOST R 51753-2001 "High-pressure cylinders for compressed natural gas used as motor fuel in automobile vehicles. General specifications", hydraulic cylinders are tested for cyclic durability. During these tests, the pressure inside the cylinder to be tested should vary from not more than 0.1 · P to not less than 1.3 · P (where P is the working pressure of the cylinder) with a frequency of not more than ten cycles per minute. The cylinder must withstand without breaking at least 1000 · T cycles (where T is the estimated cylinder life in years). When testing cylinders for cyclic durability at extreme temperatures, there is a mode in which the cylinder is loaded with hydraulic pressure from not more than 0.1 · P to the working pressure with a frequency of not more than three cycles per minute.
В процессе испытаний целесообразно иметь возможность изменять давление в функции времени по различным законам. Так, например, для обеспечения наибольшей пропускной способности стенда для испытания баллонов высокого давления для сжатого природного газа на циклическую долговечность и, тем самым, повышения производительности испытаний, а также снижения вероятности необоснованной браковки баллонов по результатам этих испытаний указанные испытания необходимо проводить с максимально допустимой частотой при гармоническом (синусоидальном) законе изменения давления в пределах от максимально допустимого минимального значения до минимально допустимого максимального значения.In the process of testing, it is advisable to be able to change the pressure as a function of time according to various laws. So, for example, in order to ensure the maximum throughput of the test bench for testing high-pressure cylinders for compressed natural gas for cyclic durability and, thereby, increase test productivity and reduce the likelihood of unreasonable rejection of cylinders according to the results of these tests, these tests must be carried out with the maximum permissible frequency with a harmonic (sinusoidal) law, pressure changes ranging from the maximum allowable minimum value to the minimum allowable th maximum value.
Рассматриваемый стенд не пригоден для проведения подобных испытаний даже при перенастройке входящего в его состав клапана разности давлений на перепад, равный разности максимального и минимального давлений, которые необходимо обеспечить в процессе испытаний. Во-первых, в его составе нет устройств, позволяющих обеспечивать тот или иной закон изменения давления в подлежащих испытанию емкостях. Во-вторых, после повышения давления до требуемого максимального значения в одной группе емкостей (в которые жидкость на текущем этапе работы стенда подавалась) и, соответственно, понижения давления до требуемого минимального значения в другой группе емкостей (из которых жидкость на текущем этапе работы стенда забиралась) и переключения гидрораспределителя перепад давления на гидромашине, используемой в качестве основного насоса, скачком изменяется на обратный по знаку (что отрицательно сказывается на долговечности гидромашины) и данная гидромашина начинает работать в режиме гидромотора, поэтому она должна быть мотор-насосом (использование гидромашины, которая может работать только в режиме насоса, недопустимо).The stand under consideration is not suitable for carrying out such tests even when reconfiguring the differential pressure valve included in its composition, which is equal to the difference between the maximum and minimum pressures that must be provided during the test. Firstly, there are no devices in its composition that can provide one or another law of pressure change in the containers to be tested. Secondly, after increasing the pressure to the required maximum value in one group of containers (into which liquid was supplied at the current stage of the stand) and, accordingly, lowering the pressure to the required minimum value in another group of containers (from which the liquid was taken at the current stage of operation ) and switching the directional control valve, the pressure drop across the hydraulic machine used as the main pump abruptly changes to the opposite sign (which negatively affects the durability of the hydraulic machine) and the data I hydraulic machine starts to work in motor mode, so it should be a motor-pump (use of hydraulic machines, which can only operate as a pump, is unacceptable).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является принятый в качестве прототипа стенд для гидравлических испытаний емкостей (а именно пневмогидравлических аккумуляторов) на циклическую долговечность, содержащий основной насос, рабочие каналы которого соединены с двумя гидролиниями для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, вспомогательный насос, один из рабочих каналов которого соединен с гидробаком, а второй рабочий канал - с каналом гидравлического устройства, каждый из двух других каналов которого соединен с соответствующей из упомянутых гидролиний, а также датчики, напорный клапан для ограничения максимального давления и контроллер [2]. Гидравлическое устройство, входящее в состав данного стенда, выполнено в виде совокупности обратного клапана и четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя с электроуправлением, электрический вход которого соединен с соответствующим выходом контроллера. При этом второй рабочий канал вспомогательного насоса посредством обратного клапана соединен с напорным каналом гидрораспределителя. Напорный канал основного насоса также соединен посредством соответствующего обратного клапана с напорным каналом указанного гидрораспределителя. Сливной канал гидрораспределителя соединен со всасывающей гидролинией основного насоса, а исполнительные каналы - с гидролиниями для подсоединения подлежащих испытанию емкостей.Closest to the claimed technical solution is a stand adopted as a prototype for hydraulic testing of containers (namely pneumohydraulic accumulators) for cyclic durability, containing a main pump, the working channels of which are connected to two hydraulic lines for connecting the tanks to be tested, an auxiliary pump, one of the working channels which is connected to the hydraulic tank, and the second working channel to the channel of the hydraulic device, each of the other two channels of which is connected to of the mentioned hydraulic lines, as well as sensors, a pressure valve for limiting the maximum pressure and a controller [2]. The hydraulic device, which is part of this stand, is made in the form of a combination of a check valve and a four-line three-position directional control valve with electric control, the electrical input of which is connected to the corresponding output of the controller. The second working channel of the auxiliary pump is connected via a non-return valve to the pressure channel of the control valve. The pressure channel of the main pump is also connected via a corresponding check valve to the pressure channel of the valve. The drain channel of the control valve is connected to the suction hydraulic line of the main pump, and the executive channels are connected to hydraulic lines for connecting the tanks to be tested.
Основной и вспомогательный насосы выполнены нерегулируемыми. Каждый из этих насосов снабжен приводящим электродвигателем и пускателем, при этом входы пускателей подключены к соответствующим выходам контроллера. Датчики выполнены в виде сигнализаторов осушения и заполнения подлежащих испытанию емкостей (пневмогидравлических аккумуляторов) и их выходы соединены с соответствующими входами контроллера.The main and auxiliary pumps are made unregulated. Each of these pumps is equipped with a driving motor and a starter, while the inputs of the starters are connected to the corresponding outputs of the controller. The sensors are made in the form of indicators for draining and filling the tanks to be tested (pneumohydraulic accumulators) and their outputs are connected to the corresponding inputs of the controller.
Рассматриваемый стенд обеспечивает возможность одновременного испытания двух идентичных групп пневмогидравлических аккумуляторов, газовые полости которых соединены между собой. В силу последнего обстоятельства при перекачивании рабочей жидкости из жидкостных полостей аккумуляторов одной группы в жидкостные полости аккумуляторов другой группы и наоборот давление газа в газовых полостях аккумуляторов, а следовательно, и в их жидкостных полостях остается практически постоянным, и основной насос работает при незначительном перепаде давления в его напорном и всасывающем каналах.The stand under consideration provides the possibility of simultaneous testing of two identical groups of pneumohydraulic accumulators whose gas cavities are interconnected. Due to the latter circumstance, when pumping a working fluid from the liquid cavities of accumulators of one group into the liquid cavities of accumulators of another group and vice versa, the gas pressure in the gas cavities of the accumulators and, consequently, in their liquid cavities remains almost constant, and the main pump operates with a slight pressure drop in its pressure and suction channels.
Данный стенд обеспечивает снижение потребления энергии при проведении испытаний по сравнению с известным аналогом, благодаря обеспечению периодической работы вспомогательного насоса и исключению слива рабочей жидкости через предохранительный клапан при штатных режимах эксплуатации. Однако этот результат достигается за счет того, что приводящие электродвигатели основного и вспомогательного насосов, а соответственно и сами насосы, в процессе испытаний постоянно работают в режиме непрерывных пусков и остановов, что отрицательно сказывается на долговечности как электродвигателей, так и насосов (особенно, если учесть, что включение приводящего электродвигателя вспомогательного насоса происходит под нагрузкой) и является одним из недостатков известного стенда.This stand provides a reduction in energy consumption during testing in comparison with the well-known counterpart, due to the periodic operation of the auxiliary pump and the elimination of the discharge of the working fluid through the safety valve during normal operation. However, this result is achieved due to the fact that the driving motors of the main and auxiliary pumps, and, accordingly, the pumps themselves, constantly operate in the mode of continuous starts and stops during testing, which negatively affects the durability of both electric motors and pumps (especially if we take into account that the inclusion of the drive motor of the auxiliary pump occurs under load) and is one of the disadvantages of the known stand.
При проведении на данном стенде испытаний емкостей на циклическую долговечность после повышения давления до требуемого максимального значения в одной группе емкостей (в которые жидкость на текущем этапе работы стенда подавалась) и, соответственно, понижения давления до требуемого минимального значения в другой группе емкостей (из которых жидкость на текущем этапе работы стенда забиралась) и переключения гидрораспределителя перепад давления на гидромашине, используемой в качестве основного насоса, скачком изменяется на обратный по знаку, что отрицательно сказывается на долговечности гидромашины (которая при этом начинает работать в режиме гидромотора и поэтому должна быть мотор-насосом) и также является недостатком известного технического решения.When carrying out tests of containers for cyclic durability at this stand, after increasing the pressure to the required maximum value in one group of containers (into which liquid was supplied at the current stage of the bench operation) and, accordingly, lowering the pressure to the required minimum value in another group of containers (of which liquid at the current stage of operation, the stand was climbed) and switching the directional control valve, the differential pressure on the hydraulic machine used as the main pump jumps to the opposite value which negatively affects the durability of the hydraulic machine (which at the same time starts to work in the hydraulic motor mode and therefore should be a motor pump) and is also a disadvantage of the known technical solution.
Конструкция известного стенда не исключает возможность понижения давления во всасывающей гидролинии основного насоса и в соединенных с ней в процессе испытаний жидкостных полостях подлежащих испытанию емкостей до уровня упругости насыщенного пара рабочей жидкости с последующим развитием кавитационных процессов, что снижает долговечность стенда и может стать причиной преждевременного выхода из строя испытуемых емкостей.The design of the well-known test bench does not exclude the possibility of lowering the pressure in the suction hydraulic line of the main pump and in the fluid cavities connected to it during the testing process to the level of elasticity of the saturated steam of the working fluid with the subsequent development of cavitation processes, which reduces the durability of the test bench and can cause premature exit building test containers.
Рассматриваемый стенд не обеспечивает возможность изменения давления в подлежащих испытанию емкостях по тому или иному наперед заданному закону, что весьма существенно, например, при гидравлических испытаниях на циклическую долговечность газовых баллонов высокого давления.The stand under consideration does not provide the possibility of changing the pressure in the containers to be tested according to one or another predetermined law, which is very important, for example, during hydraulic tests for the cyclic durability of high-pressure gas cylinders.
Таким образом, известный стенд обладает ограниченными функциональными возможностями и недостаточной долговечностью.Thus, the well-known stand has limited functionality and insufficient durability.
Технической задачей, решаемой изобретением, является расширение функциональных возможностей стенда для гидравлических испытаний емкостей на циклическую долговечность путем обеспечения возможности изменения давления в подлежащих испытанию емкостях по требуемому закону, а также повышение долговечности стенда.The technical problem solved by the invention is to expand the functionality of the bench for hydraulic testing of containers for cyclic durability by providing the ability to change the pressure in the tanks to be tested according to the required law, as well as increasing the durability of the bench.
Другой технической задачей изобретения является снижение энергии, потребляемой при работе стенда.Another technical objective of the invention is to reduce the energy consumed during operation of the stand.
Для решения поставленной задачи в известном стенде для гидравлических испытаний емкостей на циклическую долговечность, содержащем основной насос, рабочие каналы которого соединены с двумя гидролиниями для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, вспомогательный насос, один из рабочих каналов которого соединен с гидробаком, а второй рабочий канал - с каналом гидравлического устройства, каждый из двух других каналов которого соединен с соответствующей из упомянутых гидролиний, а также датчики, напорный клапан для ограничения максимального давления и контроллер, согласно изобретению основной насос выполнен в виде реверсивного мотор-насоса с пропорциональным электрическим управлением, электрический вход узла управления которого соединен с соответствующим выходом контроллера, каждый из рабочих каналов основного насоса соединен с соответствующей из двух гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, при этом данное соединение выполнено напрямую, в указанных гидролиниях установлены датчики давления, выходы которых соединены с соответствующими входами контроллера, и, кроме того, стенд снабжен задатчиком закона изменения давления, выход которого соединен с соответствующим входом контроллера, и дополнительными напорными клапанами.To solve this problem, in the well-known stand for hydraulic testing of tanks for cyclic durability, containing the main pump, the working channels of which are connected to two hydraulic lines for connecting the tanks to be tested, an auxiliary pump, one of the working channels of which is connected to the hydraulic tank, and the second working channel to a hydraulic device channel, each of the two other channels of which is connected to the corresponding of the mentioned hydraulic lines, as well as sensors, a pressure valve to limit the max pressure and controller, according to the invention, the main pump is made in the form of a reversible motor pump with proportional electric control, the electrical input of the control unit of which is connected to the corresponding output of the controller, each of the working channels of the main pump is connected to the corresponding of two hydraulic lines for connecting the tanks to be tested, this connection is made directly, pressure gauges are installed in the indicated hydraulic lines, the outputs of which are connected to the corresponding inputs controller, and, in addition, the stand is equipped with a master of the law of pressure change, the output of which is connected to the corresponding input of the controller, and additional pressure valves.
В частных случаях исполнения стенд имеет следующие отличительные признаки.In special cases of execution, the stand has the following distinctive features.
Согласно изобретению стенд снабжен напорным клапаном, соединенным своим напорным каналом со вторым каналом вспомогательного насоса, являющимся в данном случае напорным, а сливным каналом - с гидробаком.According to the invention, the stand is equipped with a pressure valve connected by its pressure channel to the second channel of the auxiliary pump, which in this case is a pressure channel, and the drain channel is connected to a hydraulic tank.
Согласно изобретению напорный клапан выполнен с пропорциональным электрическим управлением, при этом электрический вход данного клапана соединен с соответствующим выходом контроллера, а ко второму каналу вспомогательного насоса присоединен датчик давления, выход которого соединен с соответствующим входом контроллера.According to the invention, the pressure valve is made with proportional electrical control, while the electrical input of this valve is connected to the corresponding output of the controller, and a pressure sensor is connected to the second channel of the auxiliary pump, the output of which is connected to the corresponding input of the controller.
Согласно изобретению стенд снабжен напорным клапаном, напорный канал которого посредством соответствующего обратного клапана соединен с каждой из гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, а сливной канал - с гидробаком.According to the invention, the stand is equipped with a pressure valve, the pressure channel of which is connected to each of the hydraulic lines by means of a corresponding non-return valve to connect the containers to be tested, and the drain channel to the hydraulic tank.
Согласно изобретению стенд снабжен двумя напорными клапанами, напорный канал каждого из которых соединен с соответствующей из гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, а сливной канал - с гидробаком.According to the invention, the stand is equipped with two pressure valves, the pressure channel of each of which is connected to the corresponding of the hydraulic lines for connecting the containers to be tested, and the drain channel to the hydraulic tank.
Согласно изобретению каждый напорный клапан выполнен с пропорциональным электрическим управлением, при этом электрический вход клапана соединен с соответствующим выходом контроллера.According to the invention, each pressure valve is made with proportional electrical control, while the electrical input of the valve is connected to the corresponding output of the controller.
Согласно изобретению гидравлическое устройство выполнено в виде двух обратных клапанов, полости которых, расположенные со стороны седел, соединены между собой и со вторым каналом вспомогательного насоса, являющимся в данном случае напорным.According to the invention, the hydraulic device is made in the form of two check valves, the cavities of which, located on the side of the seats, are interconnected and with the second channel of the auxiliary pump, which is pressure in this case.
Согласно изобретению вспомогательный насос выполнен в виде реверсивного мотор-насоса с пропорциональным электрическим управлением, электрический вход узла управления которого соединен с соответствующим выходом контроллера, при этом гидравлическое устройство выполнено в виде гидрораспределителя с электроуправлением, электрический вход которого соединен с соответствующим выходом контроллера.According to the invention, the auxiliary pump is made in the form of a reversible motor pump with proportional electrical control, the electrical input of the control unit of which is connected to the corresponding output of the controller, while the hydraulic device is made in the form of a directional valve with electrical control, the electrical input of which is connected to the corresponding output of the controller.
Согласно изобретению на валу приводящего электродвигателя основного насоса установлен маховик.According to the invention, a flywheel is mounted on the shaft of the drive motor of the main pump.
Согласно изобретению привод основного и вспомогательного насосов выполнен от одного приводящего электродвигателя.According to the invention, the drive of the main and auxiliary pumps is made from one driving motor.
Выполнение основного насоса в виде реверсивного мотор-насоса с пропорциональным электрическим управлением, электрический вход узла управления которого соединен с соответствующим выходом контроллера, и соединение каждого из рабочих каналов основного насоса с соответствующей из двух гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей напрямую, а также установка в указанных гидролиниях датчиков давления, выходы которых соединены с соответствующими входами контроллера, и снабжение стенда задатчиком закона изменения давления, выход которого соединен с соответствующим входом контроллера, и дополнительными напорными клапанами обеспечивает возможность изменения давления в подлежащих испытанию емкостях по требуемому закону (при соответствующем выборе параметров устройств, входящих в состав стенда), что расширяет функциональные возможности стенда (в частности, делает возможным проведение исследований влияния закона изменения давления на циклическую долговечность подлежащих испытанию емкостей при фиксированном диапазоне изменения давления).The implementation of the main pump in the form of a reversible motor pump with proportional electrical control, the electrical input of the control unit of which is connected to the corresponding output of the controller, and the connection of each of the working channels of the main pump with the corresponding of the two hydraulic lines for connecting directly the tanks to be tested, as well as installation in the indicated hydraulic lines of pressure sensors, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the controller, and supplying the stand with a generator of the law of pressure change, the output of which is connected to the corresponding input of the controller, and additional pressure valves provides the ability to change the pressure in the tanks to be tested according to the required law (with the appropriate choice of parameters of the devices included in the stand), which expands the functionality of the stand (in particular, makes it possible to conduct studies of the effect the law of pressure change on the cyclic durability of the containers to be tested for a fixed range of pressure changes).
При работе стенда на выходе контроллера, с которым соединен электрический вход узла управления основного насоса, выполненного в виде реверсивного мотор-насоса с пропорциональным электрическим управлением, на основании текущих значений сигналов с задатчика закона изменения давления и датчиков давления формируется управляющий электрический сигнал, обеспечивающий изменение рабочего объема и соответственно подачи основного насоса из условия обеспечения требуемого закона изменения давления в подлежащих испытанию емкостях. Гарантированное обеспечение как верхней, так и нижней границ диапазона изменения давления осуществляется с помощью напорных клапанов.When the stand is operating at the output of the controller, to which the electrical input of the control unit of the main pump is connected, made in the form of a reversible motor pump with proportional electrical control, a control electric signal is generated based on the current values of the signals from the pressure law generator and pressure sensors, which ensures a change in the working volume and, accordingly, the supply of the main pump from the condition of ensuring the required law of pressure change in the tanks to be tested. Guaranteed provision of both the upper and lower boundaries of the pressure range is carried out using pressure valves.
Соединение напрямую каждого из рабочих каналов основного насоса с соответствующей из двух гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей исключает скачкообразное изменение перепада давления на основном насосе (характерное для аналога и прототипа) после повышения давления до требуемого максимального значения в одной группе емкостей (в которые жидкость на текущем этапе работы стенда подавалась) и, соответственно, понижения давления до требуемого минимального значения в другой группе емкостей (из которых жидкость на текущем этапе работы стенда забиралась), что благоприятно сказывается на долговечности стенда. Кроме того, благодаря указанному соединению снижаются гидравлические потери давления при работе стенда и, соответственно, энергия, потребляемая в процессе эксплуатации стенда.The direct connection of each of the working channels of the main pump with the corresponding of the two hydraulic lines for connecting the tanks to be tested eliminates the sudden change in pressure drop on the main pump (typical for the analogue and prototype) after increasing the pressure to the required maximum value in one group of tanks (in which the liquid on the current the stage of operation of the stand was supplied) and, accordingly, lowering the pressure to the required minimum value in another group of containers (of which liquid is on the current m stage of the stand climbed), which favorably affects the durability of the stand. In addition, thanks to the specified connection, the hydraulic pressure loss during operation of the stand and, accordingly, the energy consumed during operation of the stand are reduced.
В процессе работы стенда подача и давление основного насоса изменяются в соответствии с необходимостью обеспечения заданного закона изменения давления в подлежащих испытанию емкостях. При отсутствии необходимости в подаче данного насоса и, соответственно, ее обнулении потребляемая насосом мощность становится незначительной. В связи с этим отпадает необходимость в выключении и последующем включении приводящего электродвигателя основного насоса (что имело место при работе прототипа). Данное обстоятельство также обеспечивает повышение долговечности стенда.During operation of the stand, the supply and pressure of the main pump are changed in accordance with the need to ensure the specified law of pressure change in the tanks to be tested. If there is no need to supply this pump and, accordingly, to zero it, the power consumed by the pump becomes insignificant. In this regard, there is no need to turn off and then turn on the driving motor of the main pump (which took place during the operation of the prototype). This circumstance also provides increased durability of the stand.
Снабжение стенда напорным клапаном, соединенным своим напорным каналом со вторым каналом вспомогательного насоса, являющимся в данном случае напорным, а сливным каналом - с гидробаком, служит для поддержания во втором канале вспомогательного насоса давления, не меньшего требуемого при проведении испытаний минимального значения давления, и исключения тем самым возможности понижения давления в подлежащих испытанию емкостях (на этапе уменьшения в них давления) ниже требуемой при проведении испытаний минимальной величины.The supply of the stand with a pressure valve connected by its pressure channel to the second channel of the auxiliary pump, which is pressure in this case, and the drain channel to the hydraulic tank, serves to maintain a pressure in the second channel of the auxiliary pump that is not less than the minimum pressure value required during testing, and exceptions thereby, the possibility of lowering the pressure in the containers to be tested (at the stage of reducing the pressure in them) is lower than the minimum value required during testing.
Выполнение напорного клапана, соединенного своим напорным каналом со вторым каналом вспомогательного насоса, с пропорциональным электрическим управлением, соединение электрического входа данного клапана с соответствующим выходом контроллера и присоединение ко второму каналу вспомогательного насоса датчика давления, выход которого соединен с соответствующим входом контроллера, служит для обеспечения автоматического изменения давления настройки данного клапана при смене диапазона или закона изменения давления, а также в определенных пределах позволяет повысить точность обеспечения заданного закона изменения давления в испытываемых емкостях при использовании в составе стенда нерегулируемого вспомогательного насоса: при отклонении от требуемого значения в меньшую сторону текущего давления в той из гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, которая не является в данный момент времени определяющей для изменения рабочего объема (и, соответственно, подачи) основного насоса, при условии, что давление в этой гидролинии имеет в данный момент времени меньшую величину, чем во второй гидролинии, за счет автоматической перенастройки рассматриваемого клапана и подачи в данную гидролинию жидкости от вспомогательного насоса указанная погрешность может быть устранена.The implementation of the pressure valve, connected by its pressure channel to the second channel of the auxiliary pump, is proportionally electrically controlled, the electrical input of this valve is connected to the corresponding output of the controller, and the pressure sensor, the output of which is connected to the corresponding input of the controller, is connected to the second channel of the auxiliary pump to ensure automatic changes in pressure settings of this valve when changing the range or law of pressure change, as well as in certain within the limits allows to increase the accuracy of ensuring the specified law of pressure change in the tested tanks when using an unregulated auxiliary pump as part of the test bench: when deviating from the required value to a lower side of the current pressure in one of the hydraulic lines for connecting the tanks to be tested, which is not currently determining to change the working volume (and, accordingly, the supply) of the main pump, provided that the pressure in this hydraulic line is at a given time a smaller value than in the second hydraulic line, due to the automatic reconfiguration of the valve in question and the supply of liquid to the given hydraulic line from the auxiliary pump, this error can be eliminated.
Снабжение стенда напорным клапаном, напорный канал которого посредством соответствующего обратного клапана соединен с каждой из гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, а сливной канал - с гидробаком, необходимо для гарантированного исключения повышения давления в подлежащих испытанию емкостях сверх требуемого при проведении испытаний максимального значения давления, на которое и настраивается данный клапан. Использование для ограничения максимального давления в двух гидролиниях одного напорного клапана и двух обратных клапанов представляет собой наиболее дешевый вариант решения данной задачи.The supply of the stand with a pressure valve, the pressure channel of which is connected to each of the hydraulic lines through the corresponding non-return valve to connect the tanks to be tested, and the drain channel to the hydraulic tank, is necessary to ensure that pressure in the tanks to be tested is not higher than the maximum pressure required for testing which this valve is configured. The use of one pressure valve and two non-return valves to limit the maximum pressure in two hydraulic lines is the cheapest solution to this problem.
Снабжение стенда двумя напорными клапанами, напорный канал каждого из которых соединен с соответствующей из гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, а сливной канал - с гидробаком, представляет собой другой вариант решения той же задачи ограничения максимального давления в двух гидролиниях. Этот вариант является более дорогим по сравнению с предыдущим, но расширяет функциональные возможности стенда, поскольку позволяет независимо устанавливать значение максимального давления для каждой из гидролиний.The supply of the stand with two pressure valves, the pressure channel of each of which is connected to the corresponding of the hydraulic lines for connecting the tanks to be tested, and the drain channel to the hydraulic tank, is another option for solving the same problem of limiting the maximum pressure in two hydraulic lines. This option is more expensive than the previous one, but expands the functionality of the stand, because it allows you to independently set the maximum pressure value for each of the hydraulic lines.
Выполнение каждого напорного клапана с пропорциональным электрическим управлением и соединение электрического входа клапана с соответствующим выходом контроллера служит для обеспечения автоматического изменения давления настройки данного клапана при смене диапазона или закона изменения давления. Кроме того, в случае применения двух напорных клапанов для ограничения величины максимального давления в гидролиниях, предназначенных для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, позволяет в определенных пределах повысить точность обеспечения заданного закона изменения давления в испытываемых емкостях при использовании в составе стенда нерегулируемого вспомогательного насоса: при отклонении от требуемого значения в большую сторону текущего давления в той из гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, которая не является в данный момент времени определяющей для изменения рабочего объема (и, соответственно, подачи) основного насоса, за счет автоматической перенастройки рассматриваемого клапана и слива через него жидкости из указанной гидролинии в бак возникшая погрешность может быть устранена.The execution of each pressure valve with proportional electrical control and the connection of the electrical input of the valve with the corresponding output of the controller serves to automatically change the pressure setting of this valve when changing the range or law of pressure. In addition, in the case of using two pressure valves to limit the maximum pressure in hydraulic lines designed to connect the tanks to be tested, it allows, within certain limits, to increase the accuracy of the specified law of pressure changes in the tested tanks when using an unregulated auxiliary pump in the test bench: when deviating from the required value upward of the current pressure in one of the hydraulic lines for connecting the tanks to be tested, which it is not currently determining the change in the working volume (and, accordingly, the supply) of the main pump, due to the automatic reconfiguration of the valve in question and the discharge through it of liquid from the specified hydraulic line into the tank, the error that has arisen can be eliminated.
Выполнение гидравлического устройства в виде двух обратных клапанов, полости которых, расположенные со стороны седел, соединены между собой и со вторым каналом вспомогательного насоса, являющимся в данном случае напорным, служит для автоматического исключения понижения давления в любой из гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей (с точностью до величины потерь давления в обратном клапане) ниже величины давления во втором канале вспомогательного насоса, определяемом давлением настройки напорного клапана, который подключен к этому каналу.The implementation of the hydraulic device in the form of two check valves, the cavities of which are located on the side of the seats, are interconnected and with the second channel of the auxiliary pump, which is pressure in this case, serves to automatically eliminate pressure reduction in any of the hydraulic lines for connecting the tanks to be tested (with up to the pressure loss in the check valve) is lower than the pressure in the second channel of the auxiliary pump, determined by the pressure of the pressure valve, which The key to this channel.
Выполнение вспомогательного насоса в виде реверсивного мотор-насоса с пропорциональным электрическим управлением, электрический вход узла управления которого соединен с соответствующим выходом контроллера, и выполнение гидравлического устройства в виде гидрораспределителя с электроуправлением, электрический вход которого соединен с соответствующим выходом контроллера, предназначено для повышения точности поддержания заданного закона изменения давления в той из гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, которая не является в данный момент времени определяющей для изменения рабочего объема (и, соответственно, подачи) основного насоса.The implementation of the auxiliary pump in the form of a reversible motor pump with proportional electrical control, the electrical input of the control unit of which is connected to the corresponding output of the controller, and the implementation of the hydraulic device in the form of a directional valve with electrical control, the electrical input of which is connected to the corresponding output of the controller, is intended to increase the accuracy of maintaining a given the law of pressure change in one of the hydraulic lines for connecting the tanks to be tested, which I am not currently determining for changing the working volume (and, accordingly, the supply) of the main pump.
С помощью гидрораспределителя второй канал вспомогательного насоса по сигналу с контроллера соединяется с той из гидролиний для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, которая не является в данный момент времени определяющей для изменения рабочего объема (и, соответственно, подачи) основного насоса, а рабочий объем вспомогательного насоса изменяется пропорционально рассогласованию между потребным и текущим значениями давления в указанной гидролинии. Если в этой гидролинии давление оказывается ниже того значения, которое необходимо в текущий момент времени, то вспомогательный насос подкачивает в нее жидкость из гидробака (при этом он работает в режиме насоса), если же давление в рассматриваемой гидролинии оказывается выше требуемого значения, то насос реверсируется и жидкость из гидролинии начинает сливаться через него в гидробак (при этом насос работает в режиме гидромотора).By means of a control valve, the second channel of the auxiliary pump, by a signal from the controller, is connected to that of the hydraulic lines for connecting the tanks to be tested, which is not currently determining the change in the working volume (and, accordingly, supply) of the main pump, and the working volume of the auxiliary pump changes in proportion to the mismatch between the required and the current pressure values in the specified hydraulic line. If the pressure in this hydraulic line is lower than the value that is necessary at the current moment of time, then the auxiliary pump pumps liquid into it from the hydraulic tank (while it is operating in pump mode), if the pressure in the hydraulic line in question is higher than the required value, then the pump reverses and the liquid from the hydraulic line begins to merge through it into the hydraulic tank (while the pump is operating in the hydraulic motor mode).
Установка на валу приводящего электродвигателя основного насоса маховика предназначена для снижения энергии, потребляемой при работе стенда.The installation of the main flywheel pump on the shaft of the drive motor is designed to reduce the energy consumed during operation of the stand.
В те интервалы времени, в течение которых давление в гидролинии для подсоединения подлежащих испытанию емкостей, в которую поступает жидкость от основного насоса, меньше, чем давление в гидролинии, из которой жидкость поступает в основной насос, основной насос работает в режиме гидромотора. При этом он заставляет работать свой приводящий электродвигатель в режиме генератора, однако часть накопленной ранее в испытуемых емкостях (при повышении в них давления) потенциальной энергии не возвращается в энергосистему, а преобразуется в электродвигателе в тепловую энергию и рассеивается в окружающую среду. Использование маховика позволяет при работе основного насоса в режиме гидромотора аккумулировать энергию непосредственно на валу основного насоса и его приводящего электродвигателя и исключить дополнительные потери энергии в электродвигателе. При этом нагрузка на валу электродвигателя за цикл работы стенда выравнивается, вследствие чего становится возможным уменьшение установочной мощности электродвигателя.At those time intervals during which the pressure in the hydraulic line for connecting the tanks to be tested, into which the liquid from the main pump is supplied, is less than the pressure in the hydraulic line from which the liquid enters the main pump, the main pump operates in the hydraulic motor mode. At the same time, he forces his drive motor to work in generator mode, but part of the potential energy accumulated earlier in the test tanks (with an increase in pressure) does not return to the power system, but is converted into thermal energy in the electric motor and dissipated into the environment. Using the flywheel allows, when the main pump is operating in the hydraulic motor mode, to accumulate energy directly on the shaft of the main pump and its driving motor and to eliminate additional energy losses in the electric motor. In this case, the load on the motor shaft during the cycle of operation of the stand is leveled, as a result of which it becomes possible to reduce the installation capacity of the electric motor.
Выполнение привода основного и вспомогательного насосов от одного приводящего электродвигателя также направлено на снижение энергии, потребляемой при работе стенда, так как позволяет более рационально использовать накопленную в испытуемых емкостях потенциальную энергию при работе основного насоса в режиме гидромотора (часть этой энергии непосредственно используется для привода вспомогательного насоса).The drive of the main and auxiliary pumps from one driving motor is also aimed at reducing the energy consumed during operation of the bench, as it allows more rational use of the potential energy accumulated in the test tanks when the main pump is operating in the hydraulic motor mode (part of this energy is directly used to drive the auxiliary pump )
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображена принципиальная схема стенда для гидравлических испытаний емкостей на циклическую долговечность, в которой вспомогательный насос выполнен нерегулируемым, а гидравлическое устройство выполнено в виде двух обратных клапанов.Figure 1 shows a schematic diagram of a bench for hydraulic testing of containers for cyclic durability, in which the auxiliary pump is made unregulated, and the hydraulic device is made in the form of two check valves.
На фиг.2 изображена принципиальная схема стенда для гидравлических испытаний емкостей на циклическую долговечность, в которой вспомогательный насос выполнен в виде реверсивного мотор-насоса с пропорциональным электрическим управлением, а гидравлическое устройство выполнено в виде гидрораспределителя с электроуправлением.Figure 2 shows a schematic diagram of a bench for hydraulic testing of containers for cyclic durability, in which the auxiliary pump is made in the form of a reversible motor pump with proportional electrical control, and the hydraulic device is made in the form of an electro-control valve.
Стенд для гидравлических испытаний емкостей на циклическую долговечность содержит основной насос 1, выполненный в виде реверсивного мотор-насоса с пропорциональным электрическим управлением, один из рабочих каналов 2 которого соединен напрямую с гидролинией 3 для подсоединения подлежащих испытанию емкостей 4 (на схеме условно показана одна емкость 4), а другой канал 5 соединен напрямую с гидролинией 6 для подсоединения подлежащих испытанию емкостей 7 (на схеме условно показана одна емкость 7), вспомогательный насос 8, один рабочий канал 9 которого соединен с гидробаком 10, а второй рабочий канал 11 - с каналом 12 гидравлического устройства 13, два других канала 14, 15 которого соединены с гидролиниями соответственно 3, 6, а также датчики 16, 17 давления, установленные в гидролиниях соответственно 3, 6, контроллер 18 и задатчик 19 закона изменения давления, электрический выход которого соединен с входом 20 контроллера 18. Электрический вход узла управления основного насоса 1 соединен с выходом 21 контроллера 18, а выходы датчиков 16, 17 давления соединены со входами соответственно 22, 23 контроллера 18.The stand for hydraulic testing of containers for cyclic durability contains the
Емкости 4 и 7 идентичны друг другу.
Вспомогательный насос 8 в одном из вариантов исполнения стенда выполнен нерегулируемым, как показано на фиг.1. Стенд в данном варианте исполнения снабжен напорным клапаном 24, соединенным своим напорным каналом со вторым каналом 11 вспомогательного насоса 8, являющимся в данном случае напорным, а сливным каналом - с гидробаком 10. В преимущественном варианте исполнения напорный клапан 24 выполнен с пропорциональным электрическим управлением, при этом электрический вход клапана 24 соединен с выходом 25 контроллера 18, а ко второму каналу 11 вспомогательного насоса 8 присоединен датчик давления 26, выход которого соединен с входом 27 контроллера 18. При работе стенда по умолчанию давление настройки напорного клапана 24 равно минимальному значению давления, требуемому при проведении испытаний емкостей 4, 7.The
Для ограничения величины максимального давления в гидролиниях 3, 6 стенд снабжен напорным клапаном 28, напорный канал которого посредством обратных клапанов 29, 30 соединен с гидролиниями соответственно 3, 6, а сливной канал - с гидробаком 10 (см. фиг.1).To limit the maximum pressure in the
В другом варианте исполнения стенд снабжен двумя напорными клапанами 31, 32, при этом напорный канал клапана 31 соединен с гидролиний 3, напорный канал клапана 32 соединен с гидролиний 6, а сливные каналы обоих клапанов соединены с гидробаком 10 (см. фиг.2). В преимущественном варианте исполнения напорные клапаны 31, 32 выполнены с пропорциональным электрическим управлением, при этом электрический вход клапана 31 соединен с выходом 33, а электрический вход клапана 32 - с выходом 34 контроллера 18. При работе стенда по умолчанию давление настройки напорных клапанов 28, 31, 32 равно максимальному значению давления, требуемому при проведении испытаний емкостей 4, 7.In another embodiment, the stand is equipped with two
В одном из вариантов исполнения, когда вспомогательный насос 8 выполнен нерегулируемым (см. фиг.1), гидравлическое устройство 13 выполнено в виде двух обратных клапанов 35, 36, полости которых, расположенные со стороны седел, соединены между собой и с каналом 12 (а в результате и со вторым каналом 11 вспомогательного насоса 8, являющимся в данном случае напорным), а пружинные полости соединены с каналами соответственно 14, 15 (то есть, в конечном итоге, с гидролиниями соответственно 3, 6).In one embodiment, when the
В другом варианте исполнения стенда вспомогательный насос 8 выполнен в виде реверсивного мотор-насоса с пропорциональным электрическим управлением, электрический вход узла управления которого соединен с выходом 37 контроллера 18, при этом гидравлическое устройство 13 выполнено в виде двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя 38 с электроуправлением и пружинным возвратом золотника (возможны и другие варианты исполнения данного гидрораспределителя), электрический вход которого соединен с выходом 39 контроллера 18 (см. фиг.2). При нулевом управляющем сигнале на электрическом входе гидрораспределителя 38 золотник гидрораспределителя под действием пружины занимает положение, при котором канал 12 гидравлического устройства 13 соединен с каналом 15 этого устройства, а канал 14 заперт. При рабочем (ненулевом) управляющем сигнале на электрическом входе гидрораспределителя 38 его золотник занимает положение, при котором канал 12 гидравлического устройства 13 соединен с каналом 14 этого устройства, а канал 15 заперт.In another embodiment, the stand
В любом из вариантов исполнения стенда на валу приводящего электродвигателя 40 основного насоса 1 может быть установлен маховик 41 (см. фиг.2).In any of the bench versions, a
Согласно одному из вариантов исполнения стенда привод основного и вспомогательного насосов 1, 8 выполнен от одного приводящего электродвигателя 40 (см. фиг.2).According to one embodiment of the test bench, the drive of the main and
Для выпуска воздуха из подлежащих испытанию емкостей 4, 7 стенд снабжен воздухоспускными устройствами 42, 43, установленными в гидролиниях соответственно 3, 6 в непосредственной близости к местам присоединения к этим гидролиниям емкостей 4, 7.To release air from the containers to be tested 4, 7, the stand is equipped with air-venting
Предлагаемый стенд для гидравлических испытаний емкостей на циклическую долговечность работает следующим образом.The proposed stand for hydraulic testing of containers for cyclic durability works as follows.
После присоединения к гидролиниям 3, 6 подлежащих испытанию емкостей соответственно 4, 7 и выпуска воздуха из гидросистемы стенда через воздухоспускные устройства 42, 43 (требуемое для выпуска воздуха давление в гидросистеме стенда создается с помощью вспомогательного насоса 8) производится повышение давления в одной из емкостей 4, 7 до максимального значения давления, предусмотренного при проведении испытаний, а в другой из емкостей - до минимального значения давления, предусмотренного при проведении испытаний. Данный процесс осуществляется автоматически под управления контроллера 18 при работе стенда в режиме подготовки к испытаниям на циклическую долговечность.After connecting the
Далее для определенности примем, что до максимального значения давление необходимо повысить в емкости 4, а до минимального значения - в емкости 7.Further, for definiteness, we assume that the pressure must be increased in the tank 4 to the maximum value, and in the
Если вспомогательный насос 8 выполнен в виде реверсивного мотор-насоса с пропорциональным электрическим управлением, то на электрический вход узла управления данного насоса 8 подается управляющий сигнал, обеспечивающий перемещение регулирующего органа последнего в положение, при котором напорным является его второй рабочий канал 11 и обеспечивается максимально возможное значение подачи. В рассматриваемом случае управляющий сигнал на электрический вход гидрораспределителя 38 не подается. При любом исполнении вспомогательного насоса 8 на электрический вход узла управления основного насоса 1 подается управляющий сигнал, обеспечивающий перемещение регулирующего насоса 1 в положение, при котором напорным является его рабочий канал 2 и обеспечивается подача, несколько меньшая подачи вспомогательного насоса 8.If the
После включения приводящих электродвигателей основного и вспомогательного насосов 1, 8 рабочая жидкость из гидробака 10 подается вспомогательным насосом 8 в гидролинию 6 и присоединенную к ней емкость 7 и одновременно в значительной степени перекачивается основным насосом 1 из гидролинии 6 в гидролинию 3 и присоединенную к ней емкость 4. В результате давление в гидролиниях 3, 6 и емкостях 4, 7 увеличивается, но с разной скоростью: в гидролинии 3 и емкости 4 давление растет быстрее, поскольку в них рабочая жидкость поступает при существенно большем расходе. Контроль за текущими значениями давлений осуществляется с помощью датчиков давления 16, 17.After turning on the driving motors of the main and
Максимальное значение давления в гидролинии 3 ограничивается в зависимости от исполнения стенда с помощью одного из напорных клапанов 28 или 31, настроенных на максимальное значение давления, требуемое при проведении испытаний емкостей 4, 7.The maximum pressure value in the
При использовании нерегулируемого вспомогательного насоса 8 максимальное значение давления в его втором рабочем канале 11, являющемся напорным, ограничивается с помощью напорного клапана 24, настроенных на минимальное значение давления, требуемое при проведении испытаний емкостей 4, 7. В связи с этим, в рассматриваемом случае в гидролинии 6 и емкости 7 давление не может превысить указанную величину. При использовании в качестве вспомогательного насоса 8 реверсивного мотор-насоса с пропорциональным электрическим управлением после достижения в гидролинии 6 давления, равного минимальному значению, предусмотренному при проведении испытаний, рабочий объем и, соответственно, подача вспомогательного насоса под управлением контроллера 18 изменяются таким образом, чтобы давление в гидролинии 6 поддерживалось на указанном уровне.When using an unregulated
После достижения в гидролинии 3 давления, равного максимальному значению, предусмотренному при проведении испытаний, рабочий объем и, соответственно, подача основного насоса 1 под управлением контроллера 18 изменяются таким образом, чтобы давление в гидролинии 3 поддерживалось на указанном уровне.After reaching a pressure in
Когда давление в гидролинии 3 достигнет максимального значения, предусмотренного при проведении испытаний, а в гидролинии 6 - минимального значения, предусмотренного при проведении испытаний, стенд готов к началу испытаний на циклическую долговечность. Данные испытания осуществляются автоматически под управления контроллера 18 при работе стенда в режиме испытаний на циклическую долговечность.When the pressure in the
При этом с выхода задатчика 19 закона изменения давления на вход 20 контроллера 18 постоянно поступает сигнал, определяющий требуемый характер изменения давления в подлежащих испытаниям емкостях 4, 7. В связи с тем, что емкости 4, 7 посредством гидролиний 3, 6 соединены с разными рабочими каналами 2, 5 основного насоса 1, то изменение давления в них происходит со сдвигом по фазе, а именно: когда в гидролинии 6 и емкости 7 давление увеличивается, то в гидролинии 3 и емкости 4 оно уменьшается и наоборот.At the same time, from the output of the
Фактический характер изменения давления в гидролинии 3 контролируется с помощью датчика 16 давления, сигнал с выхода которого поступает на вход 22 контроллера 18, а в гидролинии 6 - с помощью датчика 17 давления, сигнал с выхода которого поступает на вход 23 контроллера 18.The actual nature of the pressure change in the
Возможно несколько вариантов управления основным насосом 1, то есть изменения его рабочего объема и соответственно подачи: из условия обеспечения заданного закона изменения давления только в гидролинии 3, из условия обеспечения заданного закона изменения давления только в гидролинии 6, из условия обеспечения заданного закона изменения давления в той из гидролиний 3, 6, в которой на текущем отрезке времени давление должно увеличиваться или поддерживаться максимальным, из условия обеспечения заданного закона изменения давления в той из гидролиний 3, 6, в которой на текущем отрезке времени давление должно уменьшаться или поддерживаться минимальным и т.д.Several control options for the
Примем для определенности, что при положительном сигнале, подаваемом на электрический вход узла управления основного насоса 1, его рабочий канал 2 является напорным, а рабочий канал 5 - всасывающим, и, соответственно, при отрицательном сигнале - наоборот.For definiteness, we assume that with a positive signal supplied to the electrical input of the control unit of the
Если определяющим при управлении основным насосом 1 является обеспечение заданного закона изменения в гидролинии 3, то на электрический вход узла управления основного насоса 1 с выхода 21 контроллера 18 подается управляющий электрический сигнал, величина которого равна сумме двух слагаемых, первое из которых пропорционально потребной в текущий момент времени скорости изменения давления в гидролинии 3, а второе пропорционально разности между текущими потребным и фактическим значениями давления в гидролинии 3.If the determining factor when controlling the
Если же определяющим для управления основным насосом 1 является обеспечение заданного закона изменения в гидролинии 6, то на электрический вход узла управления основного насоса 1 с выхода 21 контроллера 18 подается управляющий электрический сигнал, величина которого равна сумме двух слагаемых, первое из которых пропорционально взятой со знаком минус потребной в текущий момент времени скорости изменения давления в гидролинии 6, а второе пропорционально взятой со знаком минус разности между текущими потребным и фактическим значениями давления в гидролинии 6.If the determining factor for controlling the
В соответствии с вышесказанным при обеспечении заданного закона изменения в гидролинии 3 на этапе увеличения и поддержания постоянного давления в данной гидролинии подача в нее рабочей жидкости основным насосом 1 увеличивается (здесь и далее по сравнению с расходом рабочей жидкости, необходимым при отсутствии погрешностей в обеспечении заданного закона изменения давления), если фактическое текущее значение давления в гидролинии 3 меньше требуемого значения, и уменьшается, если фактическое текущее значение давления в гидролинии 3 больше требуемого значения, а на этапе уменьшения и поддержания постоянного давления в данной гидролинии текущий расход рабочей жидкости, выкачиваемой из нее основным насосом 1, уменьшается, если фактическое текущее значение давления в гидролинии 3 меньше требуемого значения, и увеличивается, если фактическое текущее значение давления в гидролинии 3 больше требуемого значения.In accordance with the foregoing, while ensuring the given law, changes in the
Аналогичным образом, при обеспечении заданного закона изменения в гидролинии 6 на этапе увеличения и поддержания постоянного давления в данной гидролинии подача в нее рабочей жидкости основным насосом 1 увеличивается, если фактическое текущее значение давления в гидролинии 6 меньше требуемого значения, и уменьшается, если фактическое текущее значение давления в гидролинии 6 больше требуемого значения, а на этапе уменьшения и поддержания постоянного давления в данной гидролинии текущий расход рабочей жидкости, выкачиваемой из нее основным насосом 1, уменьшается, если фактическое текущее значение давления в гидролинии 6 меньше требуемого значения, и увеличивается, если фактическое текущее значение давления в гидролинии 6 больше требуемого значения.Similarly, while ensuring the given law of change in
В результате, в той из гидролиний 3, 6, изменение давления в которой является определяющим для управления основным насосом 1 (далее для краткости эта линия условно называется определяющей), с высокой точностью обеспечивается воспроизведение заданного закона изменения давления, устанавливаемого задатчиком 19.As a result, in one of the
В идеальном случае (при абсолютной идентичности гидролиний 3, 6, емкостей 4,7, отсутствии утечек) скорости изменения давления в гидролиниях 3 и 6 должны отличаться только знаком и, соответственно, давления в них при любом заданном симметричном законе изменения давления должны изменяться одинаково (только со сдвигом по фазе).In the ideal case (with absolute identity of
Фактически же из-за утечек рабочей жидкости, различного содержания нерастворенного воздуха в емкостях 4, 7 и присоединенных к ним гидролиниях 3, 6, а также различия геометрических размеров емкостей 4, 7 в пределах допусков на изготовление и т.п. в той из гидролиний 3, 6, которая не является в данный момент времени определяющей для изменения рабочего объема (и, соответственно, подачи) основного насоса 1 (далее эта линия для краткости условно называется неопределяющей), изменение давления происходит с отклонениями от заданного закона.In fact, due to leaks of the working fluid, different contents of undissolved air in
При этом в наиболее простом варианте исполнения стенда, когда вспомогательный насос 8 выполнен нерегулируемым, а напорный клапан 24 выполнен с ручной регулировкой, указанные отклонения от заданного закона изменения давления корректируются в конце этапов повышения и понижения давления. Так, если при повышении давления в определяющей из гидролиний 3, 6 давление в неопределяющей из этих гидролиний понизится до уровня минимального значения раньше, чем давление в определяющей гидролинии достигнет максимального значения, то давление в неопределяющей гидролинии поддерживается на уровне минимального значения за счет поступления в нее через гидравлическое устройство 13 рабочей жидкости от вспомогательного насоса 8 при давлении настройки напорного клапана 24. Если же при повышении давления в определяющей из гидролиний 3, 6 давление в ней достигнет максимального значения раньше, чем давление в неопределяющей гидролинии понизится до уровня минимального значения, то далее управление основным насосом 1 производится из условия понижения давления в бывшей неопределяющей гидролинии по заданному закону вплоть до достижения требуемого минимального значения (то есть функции гидролиний временно меняются), при этом в бывшей определяющей гидролинии, в которую продолжает подаваться жидкость основным насосом 1, давление поддерживается на уровне требуемого максимального значения с помощью соответствующего из напорных клапанов 28, 31 или 32. Если при понижении давления в определяющей из гидролиний 3, 6 давление в неопределяющей из этих гидролиний повысится до уровня максимального значения раньше, чем давление в определяющей гидролинии достигнет минимального значения, то давление в неопределяющей гидролинии, в которую продолжает подаваться жидкость основным насосом 1, поддерживается на уровне требуемого максимального значения с помощью соответствующего из напорных клапанов 28, 31 или 32. Если же при понижении давления в определяющей из гидролиний 3, 6 давление в ней достигнет минимального значения раньше, чем давление в неопределяющей гидролинии повысится до уровня максимального значения, то далее управление основным насосом 1 производится из условия повышения давления в бывшей неопределяющей гидролинии по заданному закону вплоть до достижения требуемого максимального значения (то есть функции гидролиний временно меняются), при этом в бывшей определяющей гидролинии, из которой продолжает выкачиваться жидкость основным насосом 1, давление поддерживается на уровне минимального значения за счет поступления в нее через гидравлическое устройство 13 рабочей жидкости от вспомогательного насоса 8 при давлении настройки напорного клапана 24.Moreover, in the simplest embodiment of the stand, when the
Если напорный клапан 24 выполнен с пропорциональным электрическим управлением, то в те моменты времени, когда фактическое значение давления в неопределяющей из гидролиний 3, 6, меньше, чем в определяющей, и меньше, чем текущее требуемое значение давления в неопределяющей гидролинии, с выхода 25 контроллера 18 на электрический вход клапана 24 поступает управляющий сигнал, обеспечивающий перенастройку клапана 24 на давление, равное или большее, чем текущее требуемое значение давления в неопределяющей гидролинии. Вследствие этого в неопределяющую гидролинию поступает рабочая жидкость от вспомогательного насоса 8 и возникшая погрешность в законе изменения давления устраняется.If the pressure valve 24 is made with proportional electrical control, then at those times when the actual pressure in the non-determining of the
Если напорные клапаны 31, 32 выполнены с пропорциональным электрическим управлением, то в те моменты времени, когда фактическое значение давления в неопределяющей из гидролиний 3, 6, больше, чем текущее требуемое значение давления в этой гидролинии, на электрический вход того из клапанов 32, 32, который подключен к неопределяющей гидролинии, с соответствующего из выходов 33, 34 контроллера 18 поступает управляющий сигнал, обеспечивающий перенастройку указанного напорного клапана на давление, равное или меньшее, чем текущее требуемое значение давления в неопределяющей гидролинии. Вследствие этого рабочая жидкость из неопределяющей гидролинии через подключенный к ней напорный клапан частично сливается в гидробак 10 и возникшая погрешность в законе изменения давления устраняется.If the
При выполнении вспомогательного насоса 8 в виде реверсивного мотор-насоса с пропорциональным электрическим управлением (см. рис.2) его второй рабочий канал 11 посредством гидравлического устройства 13, выполненного в указанном случае в виде гидрораспределителя 38 с электроуправлением, всегда соединяется с неопределяющей из гидролиний 3, 6, благодаря подаче соответствующего управляющего сигнала (рабочего или нулевого) на электрический вход гидрораспределителя 38 с выхода 39 контроллера 18.When the
Примем для определенности, что при положительном сигнале, подаваемом на электрический вход узла управления вспомогательного насоса 8, его рабочий канал 11 является напорным, а рабочий канал 9 - всасывающим, и, соответственно, при отрицательном сигнале - наоборот.For definiteness, we assume that with a positive signal supplied to the electrical input of the control unit of the
При этом на электрический вход узла управления вспомогательного насоса 8 с выхода 37 контроллера 18 подается управляющий электрический сигнал, величина которого пропорциональна разности между текущими потребным и фактическим значениями давления в неопределяющей из гидролиний 3, 6. Поэтому, когда фактическое давление в неопределяющей гидролинии меньше требуемого значения, вспомогательный насос подает в нее рабочую жидкость из гидробака 10, работая в режиме насоса, а когда фактическое давление в неопределяющей гидролинии больше требуемого значения, вспомогательный насос забирает из нее рабочую жидкость в гидробак 10, работая в режиме гидромотора. В результате, и в той из гидролиний 3, 6, изменение давления в которой не является определяющим для управления основным насосом 1, с высокой точностью обеспечивается воспроизведение заданного закона изменения давления, устанавливаемого задатчиком 19.In this case, a control electric signal is supplied to the electrical input of the control unit of the
При отсутствии расхождения между текущими фактическим и требуемым значениями давления в неопределяющей гидролинии вспомогательный регулируемый насос-мотор 8 работает с нулевой подачей, что предопределяет низкую величину потребляемой им мощности.In the absence of a discrepancy between the current actual and required pressure values in the non-determining hydraulic line, the auxiliary adjustable pump-
Благодаря тому, что каждый из рабочих каналов 2, 5 основного насоса 1 постоянно соединен с соответствующей из испытываемых емкостей 4, 7, процесс испытаний не сопровождается резкими изменениями знака перепада давления на насосе 1 (что положительно сказывается на его долговечности), и потенциальная энергия, накопленная ранее в той из емкостей 4, 7, в которой на предыдущем этапе испытаний давление повышалось, используется на следующем этапе испытаний, когда давление в этой емкости понижается, для повышения давления в другой емкости. Установка на валу приводящего электродвигателя 40 основного насоса 1 маховика 41 позволяет при работе основного насоса 1 в режиме гидромотора аккумулировать избыточную энергию непосредственно на валу основного насоса и его приводящего электродвигателя, исключить дополнительные потери энергии в электродвигателе, и в итоге снизить энергию, потребляемую при работе стенда.Due to the fact that each of the working
Выполнение привода основного 1 и вспомогательного 8 насосов от одного приводящего электродвигателя 40 также позволяет более рационально использовать накопленную в испытуемых емкостях 4, 7 потенциальную энергию при работе основного насоса 1 в режиме гидромотора, поскольку часть этой энергии непосредственно используется для привода вспомогательного насоса 8. Благодаря этому энергия, потребляемая при работе стенда, дополнительно снижается.The execution of the drive of the main 1 and auxiliary 8 pumps from one driving
Таким образом, как следует из вышеизложенного, реализация предлагаемого технического решения обеспечивает возможность изменения давления в емкостях, подлежащих гидравлическому испытанию на циклическую долговечность, по требуемому закону, благодаря чему расширяются функциональные возможности стенда, а также повышает долговечность стенда и приводит к снижению затрат энергии при работе стенда.Thus, as follows from the foregoing, the implementation of the proposed technical solution provides the ability to change the pressure in the tanks subject to hydraulic testing for cyclic durability, according to the required law, thereby expanding the functionality of the stand, and also increases the durability of the stand and reduces energy costs during operation stand.
Источники информацииSources of information
1. Стенд для испытания пневмогидравлических аккумуляторов. Авторское свидетельство СССР №709847, МКИ F 15 В 19/00. Заявлено 17.04.1978. Опубликовано 15.01.1980.1. Test bench for pneumatic-hydraulic accumulators. USSR copyright certificate No. 709847, MKI F 15
2. Стенд для испытания пневмогидравлических аккумуляторов. Авторское свидетельство СССР №1550236, МКИ F 15 В 19/00. Заявлено 21.06.1988. Опубликовано 15.03.1990.2. Test bench for pneumatic-hydraulic accumulators. USSR copyright certificate No. 1550236, MKI F 15
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004115778/06A RU2266440C1 (en) | 2004-05-24 | 2004-05-24 | Bench for hydraulic testing of vessels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004115778/06A RU2266440C1 (en) | 2004-05-24 | 2004-05-24 | Bench for hydraulic testing of vessels |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2266440C1 true RU2266440C1 (en) | 2005-12-20 |
Family
ID=35869722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004115778/06A RU2266440C1 (en) | 2004-05-24 | 2004-05-24 | Bench for hydraulic testing of vessels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2266440C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480635C1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Bench for hydraulic tests of large volume and high pressure tanks for fatigue life |
| RU2529298C2 (en) * | 2009-06-22 | 2014-09-27 | Либхерр-Верк Ненцинг Гмбх | Hydraulic system and method of hydraulic fluid feed to hydraulic system |
| RU2572296C1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Маштест" | Stand for hydraulic test of container for fatigue life at low temperatures |
| RU2696814C1 (en) * | 2017-07-11 | 2019-08-06 | Сергей Петрович Семенищев | Test bench for cylinders with hydraulic pressure |
| RU2701478C1 (en) * | 2018-06-26 | 2019-09-26 | Сергей Петрович Семенищев | Method of testing article by internal pressure |
| RU2703109C2 (en) * | 2014-12-09 | 2019-10-16 | Гидролайн Ой | Device and method of monitoring for determination of technical state of device with hydraulic or pneumatic drive |
-
2004
- 2004-05-24 RU RU2004115778/06A patent/RU2266440C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529298C2 (en) * | 2009-06-22 | 2014-09-27 | Либхерр-Верк Ненцинг Гмбх | Hydraulic system and method of hydraulic fluid feed to hydraulic system |
| RU2480635C1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Bench for hydraulic tests of large volume and high pressure tanks for fatigue life |
| RU2572296C1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Маштест" | Stand for hydraulic test of container for fatigue life at low temperatures |
| RU2703109C2 (en) * | 2014-12-09 | 2019-10-16 | Гидролайн Ой | Device and method of monitoring for determination of technical state of device with hydraulic or pneumatic drive |
| US11428248B2 (en) | 2014-12-09 | 2022-08-30 | Hydroline Oy | Monitoring device and method for determining operating health of pressure medium operated device |
| RU2696814C1 (en) * | 2017-07-11 | 2019-08-06 | Сергей Петрович Семенищев | Test bench for cylinders with hydraulic pressure |
| RU2701478C1 (en) * | 2018-06-26 | 2019-09-26 | Сергей Петрович Семенищев | Method of testing article by internal pressure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2416742C1 (en) | Test bench for hydraulic tests of tanks of large volume and high pressure for cyclic durability | |
| AU2002234874B2 (en) | Pump trouble diagnosing device for hydraulic drive device and display device of the diagnosing device | |
| US9835483B2 (en) | Material testing machine | |
| RU2266440C1 (en) | Bench for hydraulic testing of vessels | |
| US10808734B2 (en) | Apparatus for controlling a hydraulic machine | |
| JP2009515100A (en) | hydraulic unit | |
| CN107339272B (en) | A kind of steering engine hydraulic control system | |
| CN107921898A (en) | The method being monitored for the pressure in the equipment to pneumatically adjusting the seat in the vehicles | |
| CN105351293A (en) | Energy recovery system for passive volume synchronous system | |
| EP2514880A2 (en) | Hydraulic system for construction machinery | |
| CN108286540A (en) | A kind of hydraulic system of multifunction hydraulic workbench peculiar to vessel | |
| US5323703A (en) | Installation for supplying pressurized gas to pressure-medium actuated systems of a printing machine | |
| CN209838844U (en) | Closed hydraulic system and engineering machinery comprising same | |
| RU2480635C1 (en) | Bench for hydraulic tests of large volume and high pressure tanks for fatigue life | |
| RU2398198C1 (en) | Electrohydraulic vibration test bed | |
| RU155144U1 (en) | HYDRAULIC STAND SYSTEM FOR DYNAMIC TESTS OF HYDRAULIC SYSTEMS | |
| CN103389686B (en) | Method for controlling pump truck and pump truck | |
| SU1163058A1 (en) | Stand for dynamic tests of hydraulic system hoses | |
| JP4149831B2 (en) | Multi-component mixing device | |
| CN114033767A (en) | Control method of brake unloading liquid-filling valve bank | |
| CN113002504A (en) | Hydraulic retarder control device and control method based on switch type electromagnetic valve | |
| JP4411739B2 (en) | Diesel generator fuel supply system | |
| KR20120091658A (en) | System for main air compressing in vessel and the controlling method thereof | |
| CN215547218U (en) | Constant-pressure liquid supply system of high-pressure piston pump for machine tool | |
| CN211398105U (en) | Normal-pressure hydraulic system for hydraulic test platform |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100525 |