專利名稱：32MPa液壓疲勞試驗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及液壓疲勞試驗系統(tǒng)，更具體是說是壓力容器和壓力管道32MPa液壓疲勞 試驗系統(tǒng)。
技術(shù)背景
壓力容器和壓力管道作為煉油、化工、核電、冶金、軍工等行業(yè)的特種設(shè)備，在使用過程 中，往往存在壓力疲勞工況。為了獲得壓力容器和管道相對準(zhǔn)確的疲勞壽命，除采用理論計算 方法獲得外，往往還通過實物疲勞試驗來進行驗證。但是，目前所使用的液壓疲勞試壓系統(tǒng)往 往是針對于某一類特定產(chǎn)品的如氣瓶，應(yīng)用范圍較窄，系統(tǒng)占用空間大，操作維護不便
實用新型內(nèi)容
本實用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種具有通用性的32MPa液 壓疲勞試驗系統(tǒng)，以滿足大部分的壓力容器和管道的壓力疲勞工況，根據(jù)不同的試驗要求設(shè) 置相應(yīng)的試驗程序。
本實用新型32MPa液壓疲勞試驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點是系統(tǒng)設(shè)置包括
液壓控制系統(tǒng)，以主油泵電機組為動力源，由主供油管路、依序串聯(lián)設(shè)置在主供油管路 巾的高壓過濾器、供油單向閥、三位四通換向闊、連接在三位四通換向閥與試件支路之間的 輸油管路，以及設(shè)有截止閥的試件支路構(gòu)成試件供油回路；以帶內(nèi)壓的試件為壓力源，由輸 油管路、三位四通換向閥、卸壓管路至油箱構(gòu)成試件卸壓回路；
液壓油冷卻系統(tǒng)，以冷卻泵電機組為動力源，對對主油泵電機組以及油箱設(shè)置水冷卻器；
數(shù)據(jù)采集處理控制系統(tǒng)，以設(shè)置在油箱中的溫度傳感器，設(shè)置在試件支路中的電接點壓 力表，以及設(shè)置在輸油通道中的壓力傳感器為信號檢測器件。
本實用新型的結(jié)構(gòu)特點也在于-
在以主油泵電機組為動力源的主供油管路中采用高壓柱塞泵。 在高壓過濾器上設(shè)置壓差發(fā)訊器。
在主供油管路和卸壓管路中分別設(shè)置供油回路溢流閥和和卸壓回路溢流閥。 本實用新型通過主油泵電機組對試驗容器(或管道)加壓，達到上限壓力后，控制系統(tǒng) 操縱三位四通換向閥換向，對試驗容器(或管道)進行保壓，保壓設(shè)定的時間之后，通過三 位四通換向閥換向卸壓；卸壓達到下限壓力時，再保持一定吋間，循環(huán)這一升壓、保壓、降 壓、保壓的過程，直至達到設(shè)定的循環(huán)次數(shù)或試驗容器開裂，實現(xiàn)32MPa液壓疲勞試驗的自 動控制過程。
與已有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在
1、 本實用新型具有通用性，能滿足大部分壓力容器和管道的壓力疲勞工況，可以根據(jù) 不同的試驗要求設(shè)置相應(yīng)的試驗程序。
2、 本實用新型系統(tǒng)設(shè)置具有模塊化形式，各模塊可以采用集成化安裝在框架式基座上， 并將框架式基座設(shè)置為油盤，用于收集泄漏的污油，從而使操作環(huán)境得到極大的改善，同時 節(jié)約了安裝空間。
3、 本實用新型通過設(shè)置多條試件支路，可以實現(xiàn)同時對多個試件進行疲勞試驗，工作 效率高，應(yīng)用范圍廣泛。
4、 本實用新型系統(tǒng)設(shè)置簡單、性能穩(wěn)定，通過數(shù)據(jù)采集控制可以使系統(tǒng)功能更加完善， 提高自動控制水平高，單機可實現(xiàn)試驗壓力、疲勞頻率等試驗參數(shù)調(diào)節(jié)與控制單元操作。
5、 本實用新型中的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)通過采用可編程控制器(PLC)作為主控制元件， 并且預(yù)留一定的擴展功能，可以方便地擴展系統(tǒng)控制功能，增加系統(tǒng)靈活性。


圖1為本實用新型系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
圖中標(biāo)號1油箱、2空氣濾清器、3冷卻油泵電機組、4水冷卻器、5主油泵電機組、6 高壓過濾器、7壓差發(fā)訊器、8供油回路壓力表、9供油回路溢流閥、IO供油單向閥、11三位 四通換向閥、12卸壓回路溢流閥、13計算機、14控制柜、15壓力傳感器、16電接點壓力表、
17截止閥、18溫度傳感器、i主供油管路、n卸壓管路、m輸油管路、IV試件支路。
以下通過具體實施方式
，結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明
具體實施方式
參見圖1，本實施例系統(tǒng)設(shè)置包括液壓控制系統(tǒng)、液壓油冷卻系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。
液壓控制系統(tǒng)，以主油泵電機組5為動力源，由主供油管路I 、依序串聯(lián)設(shè)置在主供油 管路I中的高壓過濾器6、供油單向閥IO、三位四通換向閥ll、連接在三位四通換向閥ll
與試件支路iv之間的輸油管路ni，以及設(shè)有截止閥17的試件支路iv構(gòu)成試件供油回路；以 帶內(nèi)壓的試件為壓力源，由輸油管路m、三位四通換向閥ii、卸壓管路n至油箱i構(gòu)成試
件卸壓回路；
液壓油冷卻系統(tǒng)，以冷卻泵電機組3為動力源，針對主油泵電機組5設(shè)置水冷卻器4; 數(shù)據(jù)采集處理控制系統(tǒng)，以設(shè)置在油箱1中的溫度傳感器18，設(shè)置在試件支路IV中的
電接點壓力表i6，以及設(shè)置在輸油管路ni中的壓力傳感器i5為信號檢測器件，溫度傳感器
18采用熱電偶?？刂品绞桨?，當(dāng)液壓系統(tǒng)油溫達到設(shè)定上限值時，溫度傳感器18發(fā)出訊 號，由控制系統(tǒng)自動開啟冷卻泵電機組3，通過水冷卻器4對油箱1內(nèi)液壓油進行冷卻，當(dāng) 油溫下降到所設(shè)定油溫下限后，冷卻泵電機組3自動關(guān)閉。
具體實施中相應(yīng)的設(shè)置也包括
在以主油泵電機組5為動力源的主供油管路I中采用高壓柱塞泵。
在高壓過濾器6上設(shè)置壓差發(fā)訊器7，當(dāng)高壓過濾器6濾芯堵塞造成進出口壓力差超出 設(shè)定值時，壓差發(fā)訊器7能夠自動發(fā)訊號，提醒操作者及時更換濾芯，以防止濾芯破損造成 污染雜質(zhì)進入系統(tǒng)主壓力油管內(nèi)形成更大的損壞。
在主供油管路i和卸壓管路n中分別設(shè)置供油回路溢流閥9和和卸壓回路溢流閥12。
試驗時首先根據(jù)試件試驗要求，設(shè)定電接點壓力表16上下限指針分別設(shè)定試驗上下限 壓力，打開截止閥17，啟動主油泵電機組5，參照供油回路壓力表8調(diào)節(jié)供油回路溢流閥9 和卸壓回路溢流閥12，以供油回路溢流閥9設(shè)定系統(tǒng)工作壓力即試驗壓力上限，卸壓回路 溢流閥12用于設(shè)定卸壓壓力即試驗下限壓力。并由三位四通換向閥11切換管路連通主供油 管路I與輸油管路III以及試件支路IV對試件進行升壓，當(dāng)試件壓力達到設(shè)定壓力值時，以試
件內(nèi)壓力為壓力源，由三位四通換向閥ii自動切換管路，連通卸壓管路n與輸油管路in以
及試件支路IV實現(xiàn)卸壓，當(dāng)試驗壓力下降到設(shè)定壓力下限后又再次切換管路進行升壓，完成
升壓一保壓一降壓一保壓的壓力循環(huán)過程。每循環(huán)一次試驗次數(shù)計數(shù)加一，直至達到設(shè)定的
循環(huán)次數(shù)或試驗容器開裂，實現(xiàn)32MPa液壓疲勞試驗的自動控制過程。
試驗壓力值由壓力傳感器15采集后送到控制柜14進行處理，并在計算機13上實時顯 示試驗壓力曲線。試驗次數(shù)由電接點壓力表16發(fā)訊，由控制柜14中的PLC進行計數(shù)，每循 環(huán)一次試驗次數(shù)計數(shù)加一，當(dāng)試驗次數(shù)達到設(shè)定次數(shù)后時，系統(tǒng)自動停機。
數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)采用可編程控制器PLC為主控制元件?？梢杂行p少系統(tǒng)中電線電纜 的接頭數(shù)量，增加系統(tǒng)可靠性；尤其是在使用PLC后，更改控制功能時僅需要更改控制程序 即可，而不需要更改系統(tǒng)的硬件和接線，具體實施需要在系統(tǒng)的設(shè)計和施工階段預(yù)留擴展功 能，從而增加系統(tǒng)的靈活性和擴展性，便于以后的升級改造。
數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)有兩個功能，其一是控制系統(tǒng)內(nèi)部件的運轉(zhuǎn)和動作，包括主油泵電機 組的啟停，三位四通換向閥的換向，壓力的調(diào)節(jié)，超壓的保護和報警等功能；其二是試驗數(shù) 據(jù)的采集記錄和曲線顯示，包括時間、壓力、循環(huán)次數(shù)、壓力-時間曲線等。
系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)最高壓力32MPa、最大流量100L/min、最大循環(huán)頻率15次/min 。
權(quán)利要求1、32MPa液壓疲勞試驗系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)設(shè)置包括液壓控制系統(tǒng)，以主油泵電機組(5)為動力源，由主供油管路(I)、依序串聯(lián)設(shè)置在主供油管路(I)中的高壓過濾器(6)、供油單向閥(10)、三位四通換向閥(11)、連接在三位四通換向閥(11)與試件支路(IV)之間的輸油管路(III)，以及設(shè)有截止閥(17)的試件支路(IV)構(gòu)成試件供油回路；以帶內(nèi)壓的試件為壓力源，由輸油管路(III)、三位四通換向閥(11)、卸壓管路(II)至油箱(1)構(gòu)成試件卸壓回路；液壓油冷卻系統(tǒng)，以冷卻泵電機組(3)為動力源，針對主油泵電機組(5)以及油箱(1)設(shè)置水冷卻器(4)；數(shù)據(jù)采集處理控制系統(tǒng)，分別以設(shè)置在油箱(1)中的溫度傳感器(18)，設(shè)置在試件支路(IV)中的電接點壓力表(16)，以及設(shè)置在輸油通道(III)中的壓力傳感器(15)為信號檢測器件。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的32MPa液壓疲勞試驗系統(tǒng)，其特征是在以主油泵電機組(5) 為動力源的主供油管路(I )中采用高壓柱塞泵。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的32MPa液壓疲勞試驗系統(tǒng)，其特征是在高壓過濾器(6)上設(shè) 置壓差發(fā)訊器(7)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的32MPa液壓疲勞試驗系統(tǒng)，其特征是在所述主供油管路(I ) 和卸壓管路(II)中分別設(shè)置供油回路溢流閥(9)和卸壓回路溢流閥(12)。
專利摘要32MPa液壓疲勞試驗系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)設(shè)置包括液壓控制系統(tǒng)、液壓油冷卻系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，以主油泵電機組為動力源，由主供油管路、依序串聯(lián)設(shè)置在主供油管路中的高壓過濾器、供油單向閥、三位四通換向閥、連接在三位四通換向閥與試件支路之間的輸油管路，以及設(shè)有截止閥的試件支路構(gòu)成試件供油回路；以帶內(nèi)壓的試件為壓力源，由輸油管路、三位四通換向閥、卸壓管路至液壓油箱構(gòu)成試件卸壓回路。本實用新型最高試驗壓力可達到32MPa壓力級，系統(tǒng)功能完善，單機可實現(xiàn)試驗壓力、疲勞頻率等試驗參數(shù)調(diào)節(jié)與控制單元操作；其結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、工作可靠。
文檔編號G01N3/10GK201069425SQ20072004124
公開日2008年6月4日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者姚佐權(quán), 崔坤理, 鵬 徐, 楊小林, 秦宗川, 陳學(xué)東 申請人:合肥通用機械研究院