一种高压脉动水锤测试平台制造技术

一种高压脉动水锤测试平台属于流体力学技术领，包括储液箱、柱塞泵、电机、单向阀、管路过滤器、蓄能器、耐震压力表、压力传感器、安全阀、流量传感器、电磁截止阀、先导式溢流阀、冷却器、回油过滤器、空气过滤器、加热器、液位计等。储液箱与柱塞泵相连，柱塞泵与管路过滤器连接，二者之间设有单向阀，同时，柱塞泵还与三相异步电动机组连接，通过三相异步电动机驱动柱塞泵2实现压力系统的定压变流量控制或定流量控制。管路过滤器8之后的管路分为三个支路。本实用新型专利技术结构简单，使用方便，能够充分的模拟真实工况下的水锤效应，通过分布在测试管路中的传感器能够准确的得到管路中压力波的动态变化，进而分析水锤效应产生和变化的机理。进而分析水锤效应产生和变化的机理。进而分析水锤效应产生和变化的机理。

【技术实现步骤摘要】
一种高压脉动水锤测试平台


[0001]本技术属于流体力学
，涉及一种高压脉动水锤测试平台。

技术介绍

[0002]水锤效应是指在压力系统中，由于泵的突然停机或阀门的突然关闭，使压力系统中流体的流速突然发生变化，由于流体流速的突变，流体的动能瞬间转变为压力能，从而造成管路中瞬时压强的增大，对管路和其他液压元件产生强烈的破坏作用。这种水锤效应所产生的瞬时压强可增大至正常工作压力的几十倍甚至上百倍，巨大的压力冲击将会导致压力系统中管路的剧烈震动，并对管路中液压元件造成强烈的破坏作用。因此，设计一套切合实际工况的高压水锤测试平台，通过该平台的测试结果对水锤机理进行分析，进而提出抑制水锤的措施，具有重大的工程意义。
[0003]现有技术中，授权公告号为CN109612668A的中国技术专利《一种水锤测试系统及测试方法》，其中公开的测试系统包括储水罐、水泵、流量调节阀、流量传感器、压力传感器、杂质颗粒加入装置、温度调节器和控制器等。在测试中，由于该套水锤系统中并未安装安全阀(实际工况中会安装)，无法测试当压力系统内瞬时压力突升至安全阀设定压力时，安全阀打开对水锤的影响，即无法模拟出真是工况的水锤效应。同时该测试系统中，沿管路方向只布置了一个压力传感器，只能测试出被测元件前端的瞬时压力变化，无法测试出压力系统中的水锤压力波在管路中游动、压力波叠加的具体状态，因此无法分析出压力系统内水锤压力波动的变化机理。同时在该测试系统中，虽然能测试水温变化对水锤的影响，但液体在经历长时间的工作往往会升温，该装置无水冷装置，无法保证模拟水锤效应的真实工况。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本技术提供一种高压脉动水锤测试平台，其能够模拟水锤真实工况的水锤测试平台；能够准确捕捉水锤压力波在管路中游动并叠加的测试方法。同时该平台设计一种对长时间工作的液体进行降温的水冷装置，能够降低长时间工作的液体温度升高对水锤测试的影响。
[0005]为了达到上述目的，本技术采用的技术方案为：
[0006]一种高压脉动水锤测试平台，其原理图如图1所示，其主要结构包括储液箱25、柱塞泵2、电机3、单向阀A7、管路过滤器8、蓄能器10、耐震压力表12、压力传感器13、安全阀14、流量传感器15、电磁通断阀16、先导式溢流阀18、冷却器19、回油过滤器20、空气过滤器21、加热器22、液位计23等。该水锤测试平台能够充分的模拟真实工况下的水锤效应，通过分布在测试管路中的传感器能够准确的得到管路中压力波的动态变化，进而分析水锤效应产生和变化的机理。
[0007]所述储液箱25通过软管A1与柱塞泵2相连，柱塞泵2通过软管B6与管路过滤器8连接，软管B6与管路过滤器8之间设有单向阀A7，同时，柱塞泵2还与三相异步电动机组连接，
通过三相异步电动机驱动柱塞泵2实现压力系统的定压变流量控制或定流量控制。所述储液箱25用于储存试验用油，完成油液的循环；柱塞泵2用于提高由储液箱25内流出的油液的压力；单向阀 A7利用控制油路，使油液不能反向流回，即防止油液在流动中产生回流，对电机等部件造成损伤；管路过滤器8用于过滤系统中的杂质，防止管路堵塞引发严重的安全事故。
[0008]所述的管路过滤器8之后的管路分为三个支路：
[0009]第一个支路与蓄能器10连通，蓄能器10安装在待测试管路26进口之前，当压力波进入蓄能器10内被蓄能器10削弱并以相反方向返回而产生叠加的压力波，即蓄能器10用于吸收真实工况下由电磁通断阀16关断所产生的压力波，并产生反射波与其他压力波叠加。该支路上设有球阀A9，用于在需要改变蓄能器容量时打开球阀A9补充氮气。
[0010]第二个支路与先导式溢流阀18连通，先导式溢流阀18的打开压力和排量均高于安全阀14 的打开压力，在水锤测试系统的正常工作状态下，先导式溢流阀18保持关闭状态，可被看作壁面使压力波经该阀门反射，当系统压力骤升时，先导式溢流阀18打开，将液压油迅速经冷却器19、回油过滤器20流回储液箱25，保证整个系统的安全。该支路上设有单向阀B11、耐震压力表12，用于监测系统的压力变化；
[0011]第三个支路与待测试管路26连通，所述的待测试管路26上设有压力传感器13、安全阀14、流量传感器15、电磁通断阀16。所述高精度的压力传感器13均布在待测试管路26上，用于测量待测试管路26上的水锤压力波的实时变化，即压力传感器可检测由水锤效应引起的压力波在待测试管路26上的瞬态特性，由此可解释水锤效应产生和发展的动态机理。所述安全阀14 用于提供上述待测试管路26中出现的过压保护，当水锤压力高于安全阀的设定压力时，安全阀自动开启对管路起到保护作用。所述流量传感器15具体安装在待测试管路26的进口和出口处，用于测量待测试管路26进出口的流量变化。所述电磁通断阀16通过控制器27控制其通断时间，由此产生不同的水锤效果。所述安全阀14的作用是保护测试管路和测试管路上的电子元件，避免测试管路上产生高压造成元件损伤，安全阀14的出口与冷却器19相连，当安全阀 14打开后，油液经冷却器19、回油过滤器20流回储液箱25。
[0012]所述的待测试管路26的出口通过管路与储液箱25连通，该管路上从出口至储液箱25依次设有调速阀17、冷却器19、回油过滤器20。所述待测试管路26出口管路上设有调速阀17，调速阀17位于电磁通断阀16之后，该调速阀17由定压差和节流阀串联而成，与控制器27相连，可实现回油的定压差控制或定流量控制。所述冷却器19设于调速阀17之后，该冷却器19为水冷装置，通过循环的冷水对长时间工作的高温油液进行降温，保证油温满足实验的要求。所述回油过滤器20设于冷却器19之后，用于过滤流回储液箱25中油液的杂质，提升回油的清洁度，防止管路阻塞。
[0013]所述的储液箱25中还安装液位计23、加热器22，液位计23用于监控储液箱25中的储油量，加热器22用于测试不同油温下的水锤效应。所述的储液箱25与空气过滤器21连通，空气过滤器21用于排除系统中由压力变化而产生的空化作用，形成气泡对整个压力系统的影响。
[0014]进一步的，所述柱塞泵2通过联轴器4与电机3连接，通过改变电机转速驱动所述柱塞泵2 以不同工作频率工作。
[0015]一种适用于高压脉动水锤测试平台所实现的水锤机理测试方法，包括以下内容：
[0016]在试验时，经上述控制器27启动上述电机3，由电机驱动柱塞泵2对油液进行增压，上述储液箱25中的油液经上述待测试管路26流回储液箱25中，形成开式循环；当系统内的油液压力达到设定压力时，上述柱塞泵2不再对油液进行增压，系统以稳定油压运行一段时间后，由控制器27驱动电磁通断阀16关闭，此时上述电磁通断阀16处的压力瞬间迅速增高，形成水锤现象；测试管路上的压力传感器13实时感知上述待测试管路26上的压力变化，待水锤压力波经上述蓄能器10完全耗散后，数据采集停止，最后由数据采集系统采集压力传感器的数据并进一步分析水锤变化机理。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压脉动水锤测试平台，其特征在于，所述的水锤测试平台能够模拟真实工况下的水锤效应，通过分布在测试管路中的传感器能够准确的得到管路中压力波的动态变化，分析水锤效应产生和变化的机理，水锤测试平台包括储液箱(25)、柱塞泵(2)、电机(3)、单向阀A(7)、管路过滤器(8)、蓄能器(10)、耐震压力表(12)、压力传感器(13)、安全阀(14)、流量传感器(15)、电磁通断阀(16)、先导式溢流阀(18)、冷却器(19)、回油过滤器(20)、空气过滤器(21)、加热器(22)、液位计(23)；所述储液箱(25)通过软管A(1)与柱塞泵(2)相连，柱塞泵(2)通过软管B(6)与管路过滤器(8)连接，软管B(6)与管路过滤器(8)之间设有单向阀A(7)，同时，柱塞泵(2)还与三相异步电动机组连接，通过三相异步电动机驱动柱塞泵(2)实现压力系统的定压变流量控制或定流量控制；所述储液箱(25)用于储存试验用油，完成1油液的循环；柱塞泵(2)用于提高由储液箱(25)内流出的油液的压力；单向阀A(7)利用控制油路，使油液不能反向流回，防止油液在流动中产生回流；管路过滤器(8)用于过滤系统中的杂质，防止管路堵塞引发严重的安全事故；所述的管路过滤器(8)之后的管路分为三个支路：第一个支路与蓄能器(10)连通，蓄能器(10)安装在待测试管路(26)进口之前，蓄能器(10)用于吸收真实工况下由电磁通断阀(16)关断所产生的压力波，并产生反射波与其他压力波叠加；该支路上设有球阀A(9)，用于在需要改变蓄能器容量时打开球阀A(9)补充氮气；第二个支路与先导式溢流阀(18)连通，先导式溢流阀(18)的打开压力和排量均高于安全阀(14)的打开压力，在水锤测试系统的正常工作状态下，先导式溢流阀(18)保持关闭状态，作为壁面使压力波经该阀门反射，当系统压力骤升时，先导式溢流阀(18)打开，将液压油迅速经冷却器(19)、回油过滤器(20)流回储液箱(25)，保证整个系统的安全；该支路上设有单向阀B(11)、耐震压力表(12)，用于监测系统的压力变化；第三个支路与待测试管路(26)连通，所述的待测试管路(26)上设有压力传感器(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋学官，李清野，宗超勇，李昆鹏，张建华，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：新型
国别省市：