一种活塞式燃料供应舱的多功能测试系统及其测试方法技术方案

本发明专利技术提供一种活塞式燃料供应舱的多功能测试系统及其测试方法，包括活塞式燃料供应舱、气介质供应机构、液体介质供应机构、气液储能机构、监视测控机构，通过各功能机构之间的协同配合，可以模拟真实燃料供应舱气体介质、气

【技术实现步骤摘要】
一种活塞式燃料供应舱的多功能测试系统及其测试方法


[0001]本专利技术涉及特种燃料供应舱及其周边配套设施
，特别是涉及一种活塞式燃料供应舱的多功能测试系统及其测试方法。

技术介绍

[0002]水下特种发动机是提高水下航行体运行速度的重要推力系统之一。作为动力系统输送与供应燃料的核心装置，活塞式燃料供应舱在长期静置和动态运行过程的密封性和变速度、变工况供应输送时的可靠性和稳定性，是保障燃料存储与可靠输送的关键技术。活塞式燃料供应舱主要包括：薄壁舱体、导管、活塞密封组件、左右端盖以及压力与流量测量、控制元件等。其中，活塞密封组件是有效保证燃料密封与运行可靠性的重要单元，其启动压差，动态运行压差、活塞倾覆特性，密封特性，气体、液体介质的动态推挤运动稳定性等均需经过严格测试后方可投入使用，对其在变速度、变工况、气态或液态介质推挤的情况下的密封性、稳定性和可靠性的相关性能测试极其重要，是关乎水下航行器燃料安全可靠供应的基础。
[0003]查志武、史小锋，钱志博等编著的《鱼雷热动力技术》一书中提及燃料供应和控制子系统的主要功用是按鱼雷启动过程，稳定工作、变深度工作、速制转换等工况的要求，将燃料供应舱中的燃料挤出，增压并进行控制和调节，以一定压力和流量输送。鱼雷燃料供应舱是一个密封的容器，在长时间存储过程中或在较高的环境温度存放，其中的燃料会蒸发，在燃料供应舱中产生一定的蒸气压，如压力过高，可能会有危险，因此一般给燃料供应舱加注燃料时，都会在燃料供应舱上部留有一定的安全气垫，气垫容积的大小对决定鱼雷启动过程中的挤压海水分配至关重要。启动过程中，大量挤压海水将燃料供应舱中的燃料挤出，并输送到燃料泵前，实现燃料供应。
[0004]刘旭豪硕士学位论文“基于质量时变的HAP燃料舱结构模态分析”中，第三章涉及了HAP燃料供应舱的结构，包括HAP舱壳体、端盖、导管以及活塞组成。以及其工作过程：海水进入HAP燃料供应舱推动活塞运动，活塞从一端移动到另一端完成HAP的挤代供应。
[0005]由于活塞式燃料供应舱的高安全可靠需求，需要具备对活塞密封组件的启动压差，动态运行压差、活塞倾覆特性，密封特性，气体、液体介质的动态推挤运动稳定性等多项性能进行测试的多功能测试系统。
[0006]中国专利技术专利CN106015137B涉及了一种多功能液压系统，该液压系统同时适用于单执行机构复杂运动和多执行机构协调运动工况，包括第一供油回路、第二供油回路、第三供油回路、调速回路、锁紧回路、减压回路、容积调速回路、流量计、冷却器、控制器和油箱；第一供油回路、第二供油回路和第三供油回路并联，共同向系统供油；流量计产生信号传递到控制器，控制器处理后产生控制信号，控制各电磁铁的吸合与断开，控制第二供油回路的变量泵和第三供油回路的调速电机，以调节流量，该方案综合了各调速方式的优点，根据工况不同加以选择；调速回路、锁紧回路、减压回路既可连接同一油缸，实现不同工作要求，灵活多变，又可连接不同油缸，加上容积调速回路中的双向变量马达，组合工作以实现复杂运
动。
[0007]中国专利技术专利CN105952713B涉及了一种液压缸试验系统及测试方法，包括：供油系统、加载系统和测控系统；供油系统包括：启动控制单元、驱动电机、比例变量泵、三位四通换向阀和液压缸；加载系统包括：电源模块、交流电机、定量马达和加载液压缸；测控系统包括控制柜和测力传感器；加载液压缸的活塞杆和液压缸的活塞杆通过连接头对顶连接。该专利技术通过比例变量泵调节双作用单级液压缸或多级液压缸的速度，采用定量马达驱动交流电机的方式来实现对液压缸的动能驱动加载液压缸转化为液压能，进而经定量马达和交流电机转化为电能，从而实现了无节流加载和能量回收，降低了能源消耗，减小了油液温升。
[0008]以上专利中并未涉及启动压差、动态运行压差、活塞倾覆特性，密封特性，气体、液体介质的动态变速推挤运动稳定性等功能的测试。对于活塞式燃料供应舱来说，气体介质、液体介质以及气
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液介质工况交杂，具有多档变速切换需求，活塞启动压差过大，将增加能耗，影响启动可靠性；动态运行压差则影响燃料推挤任务的稳定性，活塞倾覆，甚至卡滞或者活塞密封失效，则直接导致燃料供应停止，致使任务失败，以上多项功能的简单有效测试是保障其可靠稳定运行的基础。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种活塞式燃料供应舱的多功能测试系统及其测试方法，以解决上述现有技术存在的问题，可以实现两种状态介质的单独运行试验，或者气
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液介质的联合运行试验，适应性的驱动活塞密封组件往复移动，以实现对活塞式燃料供应舱的全面性能考核。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种活塞式燃料供应舱的多功能测试系统，包括活塞式燃料供应舱、气介质供应机构和液体介质供应机构，所述活塞式燃料供应舱包括轴线水平设置且两端开口的舱体、同轴设置在所述舱体内的导管，所述导管的外周壁与所述舱体的内周壁间隔设置，并形成环形容纳腔，所述环形容纳腔的两端均封堵设有端盖，所述导管上滑动设有将所述环形容纳腔分隔呈两封闭腔体的活塞密封组件，所述环形容纳腔的两端均设有两分别位于所述环形容纳腔顶部和底部的顶部接口和底部接口，所述气介质供应机构与两所述顶部接口之间均连通有供气管路，两所述供气管路上均设有用于供液体介质溢流的液体旁通管路，所述液体介质供应机构与两所述底部接口之间均连通有供液管路。
[0011]优选的，所述气介质供应机构包括高压气源、依次串联设置且连通在所述高压气源出口处的截止阀、电磁比例减压阀和第一调节阀，所述第一调节阀的出口并联两所述供气管路，各所述供气管路沿进气方向依次串联有第一两位三通电磁换向阀和第二调节阀。
[0012]优选的，所述液体旁通管路连通在所述第一两位三通电磁换向阀的旁通口处，充满所述舱体的液体介质依次沿所述顶部接口、所述第一两位三通电磁换向阀和所述液体旁通管路流出。
[0013]优选的，所述液体介质供应机构包括液体介质储箱及与其相连通的液压泵，所述液压泵的出口连通有第一三位四通电磁换向阀，所述第一三位四通电磁换向阀设有第一出口，所述第一出口依次连通有第一单向阀和第二两位三通电磁换向阀，所述第二两位三通
电磁换向阀的出口并联有两支路，各所述支路上沿液体介质流动方向依次连通有第一两位两通电磁换向阀和所述底部接口，所述液压泵出口旁路并联设有用以限定或调节其出口压力的溢流阀。
[0014]优选的，所述第一三位四通电磁换向阀还设有第二出口，所述第二出口依次连通有第二单向阀、第三单向阀和第三两位三通电磁换向阀，所述第三两位三通电磁换向阀设有两出口，所述第三两位三通电磁换向阀的一出口依次连通有第一调速阀、第二调速阀、第三调速阀和第二三位四通电磁换向阀，所述第二三位四通电磁换向阀设有两出口并分别连通两所述底部接口，所述第一调速阀进出口两端并联有第二两位两通电磁换向阀，所述第一调速阀进口和所述第二调速阀出口两端并联有第三两位两通电磁换向阀，所述第三两位三通电磁换向阀的另一出口连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活塞式燃料供应舱的多功能测试系统，其特征在于，包括活塞式燃料供应舱、气介质供应机构和液体介质供应机构，所述活塞式燃料供应舱包括轴线水平设置且两端开口的舱体、同轴设置在所述舱体内的导管，所述导管的外周壁与所述舱体的内周壁间隔设置，并形成环形容纳腔，所述环形容纳腔的两端均封堵设有端盖，所述导管上滑动设有将所述环形容纳腔分隔呈两封闭腔体的活塞密封组件，所述环形容纳腔的两端均设有两分别位于所述环形容纳腔顶部和底部的顶部接口和底部接口，所述气介质供应机构与两所述顶部接口之间均连通有供气管路，两所述供气管路上均设有用于供液体介质溢流的液体旁通管路，所述液体介质供应机构与两所述底部接口之间均连通有供液管路。2.根据权利要求1所述的活塞式燃料供应舱的多功能测试系统，其特征在于，所述气介质供应机构包括高压气源、依次串联设置且连通在所述高压气源出口处的截止阀、电磁比例减压阀和第一调节阀，所述第一调节阀的出口并联两所述供气管路，各所述供气管路沿进气方向依次串联有第一两位三通电磁换向阀和第二调节阀。3.根据权利要求2所述的活塞式燃料供应舱的多功能测试系统，其特征在于，所述液体旁通管路连通在所述第一两位三通电磁换向阀的旁通口处，充满所述舱体的液体介质依次沿所述顶部接口、所述第一两位三通电磁换向阀和所述液体旁通管路流出。4.根据权利要求3所述的活塞式燃料供应舱的多功能测试系统，其特征在于，所述液体介质供应机构包括液体介质储箱及与其相连通的液压泵，所述液压泵的出口连通有第一三位四通电磁换向阀，所述第一三位四通电磁换向阀设有第一出口，所述第一出口依次连通有第一单向阀和第二两位三通电磁换向阀，所述第二两位三通电磁换向阀的出口并联有两支路，各所述支路上沿液体介质流动方向依次连通有第一两位两通电磁换向阀和所述底部接口，所述液压泵出口旁路并联设有用以限定或调节其出口压力的溢流阀。5.根据权利要求4所述的活塞式燃料供应舱的多功能测试系统，其特征在于，所述第一三位四通电磁换向阀还设有第二出口，所述第二出口依次连通有第二单向阀、第三单向阀和第三两位三通电磁换向阀，所述第三两位三通电磁换向阀设有两出口，所述第三两位三通电磁换向阀的一出口依次连通有第一调速阀、第二调速阀、第三调速阀和第二三位四通电磁换向阀，所述第二三位四通电磁换向阀设有两出口并分别连通两所述底部接口，所述第一调速阀进出口两端并联有第二两位两通电磁换向阀，所述第一调速阀进口和所述第二调速阀出口两端并联有第三两位两通电磁换向阀，所述第三两位三通电磁换向阀的另一出口连通有比例调速阀，且所述比例调速阀并联于第三调速阀的出口端，所述第二两位三通电磁换向阀和所述第二三位四通电磁换向阀均设有回油口，两所述回油口均连通有比例溢流阀，所述比例溢流阀与所述液体介质储箱相连通。6.根据权利要求5所述的活塞式燃料供应舱的多功能测试系统，其特征在于，还包括气液储能机构，所述气液储能机构包括气液储能罐、第一闸阀和第二闸阀，所述气液储能罐的顶部高位处设置第一闸阀，第一闸阀连接至所述电磁比例减压阀和所述第一调节阀之间；所述气液储能罐的底部低位处设置第二闸阀，第二闸阀连接至第二单向阀和第三单向阀之间，所述气液储能罐连通有安全阀组件。7.根据权利要求6所述的活塞式燃料供应舱的多功能测试系统，其特征在于，还包括监视测控机构，所述监视测控机构包括两分别用于检测各所述封闭腔体内压力的第一压力变送器，各所述第一压力变送器分别设置在两所述顶部接口处，所述比例溢流阀的进口处设
有用以监测回流背压的第二压力变送器，所述气液储能罐的顶部设有用以监测其内部压力的第三压力变送器。8.根据权利要求7所述的活塞式燃料供应舱的多功能测试系统，其特征在于，所述监视测控机构还包括设置在所述气液储能罐上用以监测其中液面高度的电子液位计，两所述底部接口分别设有两用于计量液体介质流量的流量计。9.根据权利要求8所述的活塞式燃料供应舱的多功能测试系统，其特征在于，所述监视测控机构还包括两组分别安装在两所述端盖上的监测单元，每组所述监测单元均包括视频监视阵列和姿态传感阵列，所述视频监视阵列包括若干组用于检测所述封闭腔体内部状态及所述活塞密封组件运动状况的高清摄像头，各所述高清摄像头沿所述端盖周向均匀分布，所述姿态传感阵列包括若干组用于检测所述活塞密...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文广，冯要飞，王宏刚，马晓励，高贵，马小录，王金清，张俊彦，伊进宝，杨生荣，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七〇五研究所兰州中科凯路润滑与防护技术有限公司，
类型：发明
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