[實用新型]一種用于靜力試驗的水壓加載系統

有效

• 申請號: 201520553532.8
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN204855244U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 黃鵬;楊曉慧;周嘉陵;尹夢薇;張霽;郭小帆;李姣姣
• 申請（專利權）人: 西安航天動力測控技術研究所
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/12;G05D16/20
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本實用新型涉及水壓加載試驗技術領域，具體為一種用于靜力試驗的水壓加載系統。

背景技術

固體火箭發動機殼體等耐壓產品在進行強度靜力試驗時，需要進行水壓記載試驗，試驗要求對壓力容器進行逐級水壓加載，觀察壓力容器是否發生失穩，并在需要的情況下對壓力容器進行水壓爆破，研究壓力容器在不同水壓載荷下的應力情況，確定壓力容器是否因一定的內壓或外壓而發生失穩或破壞。

目前在試驗中采用工頻50Hz電壓控制水泵電機，水泵進水速度恒定使得水壓無法控制，保載時需要用手搖泵動態補壓和逐級加載，控制精度較差而且費時費力。另外水泵電機進水時水流為“股進”方式，因此導致了進水管處的壓力值產生波動，以往試驗在壓力容器出水處安裝壓力表，使壓力采集值趨于平穩，但給壓力容器的選擇增加了局限性，也破壞了水壓加載系統的完整性。而且某些產品的水壓試驗保載過程要求壓力誤差控制在±％1范圍內，所以控制要求較為嚴格；加載過程中載荷過大時加水泵電機易出現故障停機，影響正常試驗，合理選擇電機、設定加載范圍也是需求之一。此外試驗過程中需要動態采集壓力數據，繪制加載曲線，因此操作人員使用上位機進行遠程控制也很必要。

發明內容

要解決的技術問題

本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。為此，本實用新型的一個目的在于提供一種用于靜力試驗的水壓加載系統，采用變頻加載方法，通過PLC模擬量輸出控制變頻器輸出頻率，進而調節變頻電機轉速，以達到控制進水速度，調節水壓的目的。

技術方案

在本實用新型的一個方面，本實用新型提出一種用于靜力試驗的水壓加載系統，其特征在于：包括控制器、變頻器、變頻電機、柱塞泵以及出水口調節閥；要求的加載壓力信號以及需測試的壓力容器的壓力反饋信號輸入控制器，控制器輸出控制信號至變頻器，變頻器輸出信號給變頻電機，變頻電機帶動柱塞泵給需測試的壓力容器注水加壓；變頻器通過改變變頻電機的轉速進而改變柱塞泵輸出水的流量，使壓力容器的壓力在誤差允許的范圍跟隨給定壓力變化；出水口調節閥受控制器控制，用于在需測試的壓力容器壓力下降階段起調壓的作用。

根據本實用新型的實施例，該用于靜力試驗的水壓加載系統在變頻電機進線處加入變頻器，通過控制器輸出模擬量電壓來設定變頻值，使進水速度可控，擺脫了用手搖泵動態補壓的方法。而且將傳統的水泵電機更換為變頻電機，電機轉速更為均勻，水流“股進”情況得到緩解；又在進水管路中加入三通道柱塞裝置，不僅提高了加載上限，防止進水回流，也使進水流速更為均勻，使在進水管處安裝壓力表的方式成為可能。另外，控制器根據要求的加載壓力信號以及需測試的壓力容器的壓力反饋信號，自動調節模擬量AO輸出，進而控制進水速度，使誤差穩定在了±％1的范圍，較好的滿足了精度要求，克服了對保載時間較長且壓力控制精度較高的試驗，用手搖泵動態補壓方式無法達到精度要求的問題。針對電機因載荷過大而故障停機的問題，采用與變頻裝置配套的變頻電機，并根據電機功率設定了變頻輸出范圍，有效解決了故障停機的問題。此外針對試驗過程中需要動態采集壓力數據的要求，由于壓力檢測儀表沒有數據緩存區，所以采用控制器與儀表通訊，并建立上位機組態畫面，實現了儀表壓力數據的實時采集和壓力加載過程的自動控制。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1：水壓加載系統結構組成圖；

圖2：水壓加載系統控制原理圖；

圖3：實施例中實際壓力控制曲線。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

固體火箭發動機殼體等耐壓產品在進行強度靜力試驗時，需要進行水壓記載試驗，試驗要求對壓力容器進行逐級水壓加載，觀察壓力容器是否發生失穩，并在需要的情況下對壓力容器進行水壓爆破，研究壓力容器在不同水壓載荷下的應力情況，確定壓力容器是否因一定的內壓或外壓而發生失穩或破壞。