一種氣氣中冷器壓力交變試驗系統的製作方法

2023-06-13 16:26:26 1

專利名稱：一種氣氣中冷器壓力交變試驗系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣氣中冷器壓カ交變試驗系統，尤其是涉及ー種可以模擬換熱設備在實際エ況條件下進行的抗疲勞強度的氣氣中冷器壓カ交變試驗系統。
背景技術：
內燃機氣氣中冷器是高檔轎車或大型機車內必不可少的部件，其性能好壞，直接影響到內燃機是否運行正常、耗能大小、尾氣排放等多種指標，而氣氣中冷器的壓カ交變試驗，則是保證氣氣中冷器質量的必要設備，國內目前還未有単位能夠滿足當其項目指標中提出的技術性能曲線圖形，以鋸齒形居多，無法達到產品要求的試驗性能指標。因此，需要一種能夠滿足實際エ況條件下進行的抗疲勞強度的氣氣中冷器壓カ交變試驗系統。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供ー種結構設計新穎實用，便於操作和維護，安全性能較高，試驗臺的人機互動界面友好，操作簡單；壓カ控制和控溫精度高；外觀美觀、簡潔、大方的氣氣中冷器壓カ交變試驗系統。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種氣氣中冷器壓カ交變試驗系統，其特徵在於，包括氣循環系統和計算機測控系統，所述的氣循環系統由氣源I經進ロ手動調壓閥2和三聯件3進入氣動角座閥a4後分兩路，經電動調壓閥5和氣動角座閥b7或者手動調壓閥11和氣動角座閥cl3進入氣動角座閥dl5，再通過加熱器a21和加熱器b23加熱進入氣動角座閥e24，流入到試件27，最後通過氣動角座閥f28排出大氣；所述的計算機測控系統包括エ控機、數據採集模塊、溫度傳感器、壓カ傳感器、觸控螢幕、可編程控制器，計算機測控系統在設定的時間間隔內採集氣循環系統I至3個循環的數據，在顯示屏上顯示氣循環系統實時運行時溫度、壓力、設定值、實時運行曲線、波形和報警信號，並在主控制界面上對其進行調整值，以測定試件27的耐疲勞強度。所述的氣循環系統包括試運行模式和正常運行模式，試運行模式吋，電動調壓閥5和氣動調壓閥b7均處於關閉狀態，手動調壓閥11和氣動角座閥cl3處於開啟狀態；正常運行模式吋，電動調壓閥5和氣動調壓閥b7均處於開啟狀態，手動調壓閥11和氣動角座閥cl3處於關閉狀態，正常運行吋，由試件27兩側的氣動角座閥e24和氣動角座閥f28的交替動作實現多種波形的壓カ交變循環，以測定試件27的耐疲勞強度。所述的三聯件3濾去氣源I中的水汽和油霧，三聯件3兩端連接差壓傳感器10。所述的電動調壓閥5後設有壓力傳感器a6，所述的手動調壓閥11後設有壓カ傳感器bl2，所述的氣動角座閥dl5前設有壓力傳感器cl4，所述的氣動角座閥e24和試件27之間依次設有壓力傳感器e25、壓カ傳感器f26和壓カ傳感器dl9。所述的加熱器a21後設有測溫鉬電阻g22，所述的加熱器b23後設有測溫鉬電阻cl6，所述的氣動角座閥e24和試件27之間依次測溫鉬電阻dl7和測溫鉬電阻el8，所述的氣動角座閥f28前設有測溫鉬電阻f20，所述的試件27的箱體上設有測溫鉬電阻a和測溫鉬電阻b。所述的計算機測控系統的數據採集模塊分別採集測溫鉬電阻a、測溫鉬電阻b探測的箱體溫度，測溫鉬電阻g22探測的加熱器a21後的溫度，探測的加熱器b23後設置的測溫鉬電阻cl6、測溫鉬電阻dl7和測溫鉬電阻el8的探測溫度以及測溫鉬電阻f20探測的排
氣溫度;並採集壓カ傳感器a6探測的氣動角座閥b7前壓力、壓カ傳感器bl2探測的氣動角座閥cl3前壓力、壓カ傳感器cl4探測的氣動角座閥dl5前壓力，壓カ傳感器e25、壓カ傳感器f26和壓カ傳感器dl9探測的試件27前壓カ；
將數據採集模塊採集的數據輸入エ控機，由可編程控制器進行實時控制和調節，並通過帶有可編程控制器的計算機檢測系統，實時取得各被測參量的試驗數據和最終計算結果，由計算機進行處理並輸出結果。所述的計算機測控系統自動關閉氣動角座閥24和氣動角座閥28，進行試件洩露檢驗，此時試件27內的壓カ會下降，如無洩露，則自動進入正常運行模式，如此完成ー個壓カ循環周期，周而復始，當設定的循環次數完成後，試驗結束。所述的試件27前設置高壓報警29，加熱器a21前設置低壓報警30，使試驗順利進行，並設有安全閥，防止壓カ或者溫度過高。與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明結構設計新穎實用，便於操作和維護，實施過程中在硬體和軟體兩個方面設置報警和保護，安全性能較高；試驗臺的人機互動界面友好，操作簡單；壓カ控制和控溫精度高；外觀美觀、簡潔、大方，是ー種安全可靠的檢測設備。本發明採用手自動可切換的控制方式，即在電腦或PLC損壞的情況下，利用系統配置的儀表也可對產品進行試驗；在自動狀態，採用控制與採集分離的理念，PLC負責系統エ況點的設定和控制，而計算機則負責數據的採集；在手動狀態，則完全由儀表來進行控制和技術，其中，在控制交變部分，則專門設計了無觸點的電子轉換方式，増加使用壽命；在自動狀態，完全不需人為幹預，可實現無人操作，一旦試驗完成，設備將根據程序自動關閉系統和切斷電源；同時可獲得壓カ範圍在O 350kPa內不同類型波，如正弦波、上梯形波、雙梯形波和鋸齒波。


圖I為本發明的結構示意圖。其中1-氣源、2-進ロ手動調壓閥、3-三聯件、4-氣動角座閥a、5_電動調壓閥、6_壓カ傳感器a、7_氣動角座閥b、測溫鉬電阻a(圖未示)、測溫鉬電阻b (圖未示)、10-カロ熱器a、11-手動調壓閥、12-壓カ傳感器b、13-氣動角座閥C、14-壓カ傳感器C、15-氣動角座閥d、16-測溫鉬電阻C、17-測溫鉬電阻d、18-測溫鉬電阻e、19-壓カ傳感器d、20_測溫鉬電阻f、21-加熱器a、22-測溫鉬電阻g、23-加熱器b、24-氣動角座閥e、25_壓カ傳感器e、26-壓カ傳感器f、27_試件、28-氣動角座閥f、29_高壓報警、30-低壓報警。
具體實施方式
以下結合

對本發明的結構和工作原理做進ー步的詳細描述，但本實施例並不用於限制本發明，凡是採用本發明的相似結構及其相似變化，均應列入本發明的保護範圍。實施例本發明是要提供一種能夠滿足實際エ況條件下進行的抗疲勞強度的氣氣中冷器壓カ交變試驗系統。試驗臺設有手動和自動運行兩種模式，試驗臺可以提供如下試驗エ況試驗介質空氣(除去油、水、雜質);試驗介質溫度常溫 300°C ； 試驗介質壓カ0· 5 3. 5bar ；最大試驗次數100萬次；試驗波形正弦波、上梯形波、雙梯形波和鋸齒波；試件容積小於20L。本發明的技術方案是氣氣中冷器壓カ交變試驗系統由氣循環系統和計算機測控系統構成，同時設有手動和自動運行兩種模式。如圖I所示(I)、氣循環系統所述的氣循環系統由氣源I經進ロ手動調壓閥2和三聯件3進入氣動角座閥a4後分兩路，經電動調壓閥5和氣動角座閥b7或者手動調壓閥11和氣動角座閥cl3進入氣動角座閥dl5，再通過加熱器a21和加熱器b23加熱進入氣動角座閥e24，流入到試件27，最後通過氣動角座閥f28排出大氣；所述的氣循環系統包括試運行模式和正常運行模式，試運行模式吋，電動調壓閥5和氣動調壓閥b7均處於關閉狀態，手動調壓閥11和氣動角座閥cl3處於開啟狀態；正常運行模式吋，電動調壓閥5和氣動調壓閥b7均處於開啟狀態，手動調壓閥11和氣動角座閥cl3處於關閉狀態，正常運行吋，由試件27兩側的氣動角座閥e24和氣動角座閥f28的交替動作實現多種波形的壓カ交變循環，以測定試件27的耐疲勞強度。氣動角座閥a4前設有三聯件3主要是為了濾去氣源I中的水分、油霧等。其中，加熱器a21後設有測溫鉬電阻g22，所述的加熱器b23後設有測溫鉬電阻cl6，根據溫度設定來調節加熱器功率。試件前設有高壓報警29，而加熱器前設有低壓報警30。為了觀察試驗過程中氣氣中冷器是否洩漏，根據單次循環次數的設定和保壓時間的設定，系統會自動關閉氣動角座閥24和氣動角座閥28，進行試件洩露檢驗，此時試件內的壓カ會下降，如果下降至規定的壓カ誤差範圍時，就可認為氣氣中冷器存在洩漏。必須指出，此方法只能對洩漏量大的氣氣中冷器檢漏有效，但對於微漏或者在保壓時間內未達到一定的洩漏量，則較難判斷。(2)、計算機測控系統所述的計算機測控系統包括エ控機、CFP-1804數據採集模塊、溫度傳感器(即測溫鉬電阻a、測溫鉬電阻b、測溫鉬電阻cl6、測溫鉬電阻dl7、測溫鉬電阻el8、測溫鉬電阻f20、測溫鉬電阻g22)、壓カ傳感器(即壓カ傳感器a6、壓カ傳感器bl2、壓カ傳感器cl4、壓力傳感器dl9、壓カ傳感器e25、壓カ傳感器f26)、觸控螢幕、可編程控制器PLC、LABVIEW軟體等組成；
CFP-1804數據採集模塊在設定的時間間隔內採集I至3個循環的數據(採集點可用以時間為基準，也可按循環為基準(設定多少循環)。在顯示屏上顯示有實時運行時溫度、壓力、設定值、實時運行曲線、波形和報警信號。在主控制界面上，對所有設定值可進行調整，如循環次數、交變頻率及壓カ(在設計範圍內)、數據存儲文件名和文件夾等均可根據用戶要求進行調整。該系統的試驗介質空氣(除去油、水、雜質)；試驗介質溫度常溫 300°C;試驗介質壓カ0. 5 3. 5bar ;最大試驗次數100萬次；試驗波形正弦波、上梯形波、雙梯形波和鋸齒波；試件容積小於20し本發明的工作流程為打開計算機測控系統，運行程序，觀察被測數據，如溫度和壓カ等數據是否正常，如一切正常，則輸入試驗相關參數，如溫度、交變壓力、交變次數等，設置完成後，點擊控制板面上的啟動按鈕，此時，系統運行設備由可編程控制器控制，且按預先設置的參數進行試驗運行。首先進入試運行模式，據單次循環次數的設定和保壓時間的設定，系統會自動關閉 氣動角座閥24和氣動角座閥28，進行試件洩露檢驗，此時試件內的壓カ會下降，如無洩露，則經過X min後自動進入正常運行模式。如此完成ー個壓カ循環周期，周而復始，當設定的循環次數完成後，試驗結束。具體工作流程壓縮空氣氣源I通過進ロ手動調壓閥2調壓進入三聯件3後，濾去空氣中的水分等，經過氣動角座閥a4調壓後分為兩路，分別為試運行模式(低壓迴路)和正常運行模式(高壓迴路)。試運行模式(低壓迴路)下，經手動調壓閥11調壓進入氣動角座閥cl3後，經過氣動角座閥dl5進入到加熱器a21和加熱器b23，再經過氣動角座閥e24,隨後流過試件27，最後通過氣動角座閥f28由連接管路排至大氣環境；此時，電動調壓閥5和氣動調壓閥b7均處於關閉狀態。而正常運行模式(高壓迴路)經電動調壓閥5調壓進入氣動角座閥b7後，經過氣動角座閥dl5進入到加熱器a21和加熱器b23，再經過氣動角座閥e24，隨後流過試件27，最後通過氣動角座閥f28由連接管路排至大氣環境；此時，手動調壓閥11和氣動調壓閥cl3均處於關閉狀態。正常運行吋，由試件27兩側的氣動角座閥e24和氣動角座閥f28的交替動作實現多種波形的壓カ交變循環，如此完成ー個壓カ循環周期，周而復始，當設定的循環次數完成後，試驗結束。值得指出，試驗系統通過交變時間來確定壓カ交變性能曲線的形狀；圖I中設有高壓報警29和低壓報警30，來確保試驗的順利進行；並設有安全閥，防止壓カ或者溫度過高。此外，由計算機分別測得測溫鉬電阻a、測溫鉬電阻b探測的箱體溫度，測溫鉬電阻g22探測的加熱器a21後的溫度，測溫鉬電阻cl6探測的加熱器b23的溫度，測溫鉬電阻dl7和測溫鉬電阻el8的探測溫度以及測溫鉬電阻f20探測的排氣溫度；並採集壓カ傳感器a6探測的氣動角座閥b7前壓力、壓カ傳感器bl2探測的氣動角座閥cl3前壓力、壓カ傳感器cl4探測的氣動角座閥dl5前壓力，壓カ傳感器e25、壓カ傳感器f26和壓カ傳感器dl9探測的試件27前壓力，由計算機進行處理並輸出結果。本試驗臺工作時，所有的運動部件和設備，均通過計算機發出指令，由可編程控制器進行實時控制和調節(如流量、水側、油側的溫度、壓カ等)，並通過由LabVIEW編程的帶有可編程控制器的計算機檢測系統，實時取得各被測參量的試驗數據和最終計算結果。
權利要求
1.一種氣氣中冷器壓カ交變試驗系統，其特徵在於，包括氣循環系統和計算機測控系統， 所述的氣循環系統由氣源(I)經進ロ手動調壓閥(2)和三聯件(3)進入氣動角座閥a(4)後分兩路，經電動調壓閥(5)和氣動角座閥b(7)或者手動調壓閥(11)和氣動角座閥c (13)進入氣動角座閥d(15)，再通過加熱器a(21)和加熱器b(23)加熱進入氣動角座閥e (24)，流入到試件(27)，最後通過氣動角座閥f(28)排出大氣； 所述的計算機測控系統包括エ控機、數據採集模塊、溫度傳感器、壓カ傳感器、觸控螢幕、可編程控制器，計算機測控系統在設定的時間間隔內採集氣循環系統I至3個循環的數據，在顯示屏上顯示氣循環系統實時運行時溫度、壓力、設定值、實時運行曲線、波形和報警信號，並在主控制界面上對其進行調整值，以測定試件(27)的耐疲勞強度。
2.根據權利要求I所述的ー種氣氣中冷器壓カ交變試驗系統，其特徵在於，所述的氣循環系統包括試運行模式和正常運行模式，試運行模式時，電動調壓閥(5)和氣動調壓閥b(7)均處於關閉狀態，手動調壓閥(11)和氣動角座閥c(13)處於開啟狀態；正常運行模式時，電動調壓閥(5)和氣動調壓閥b(7)均處於開啟狀態，手動調壓閥(11)和氣動角座閥c(13)處於關閉狀態，正常運行吋，由試件(27)兩側的氣動角座閥e(24)和氣動角座閥f(28)的交替動作實現多種波形的壓カ交變循環，以測定試件(27)的耐疲勞強度。
3.根據權利要求I所述的ー種氣氣中冷器壓カ交變試驗系統，其特徵在於，所述的三聯件(3)濾去氣源(I)中的水汽和油霧，三聯件(3)兩端連接差壓傳感器(10)。
4.根據權利要求I所述的ー種氣氣中冷器壓カ交變試驗系統，其特徵在於，所述的電動調壓閥(5)後設有壓力傳感器a ￠)，所述的手動調壓閥(11)後設有壓力傳感器b (12)，所述的氣動角座閥d(15)前設有壓力傳感器c (14)，所述的氣動角座閥e (24)和試件(27)之間依次設有壓力傳感器e (25)、壓カ傳感器f (26)和壓カ傳感器d (19)。
5.根據權利要求I所述的ー種氣氣中冷器壓カ交變試驗系統，其特徵在於，所述的加熱器a (21)後設有測溫鉬電阻g (22)，所述的加熱器b (23)後設有測溫鉬電阻c (16)，所述的氣動角座閥e(24)和試件(27)之間依次測溫鉬電阻d(17)和測溫鉬電阻e (18)，所述的氣動角座閥f (28)前設有測溫鉬電阻f (20)，所述的試件(27)的箱體上設有測溫鉬電阻a和測溫鉬電阻b。
6.根據權利要求4或5所述的ー種氣氣中冷器壓カ交變試驗系統，其特徵在於，所述的計算機測控系統的數據採集模塊分別採集測溫鉬電阻a、測溫鉬電阻b探測的箱體溫度，測溫鉬電阻g(22)探測的加熱器a(21)後的溫度，探測加熱器b (23)後設置的測溫鉬電阻c(16)、測溫鉬電阻d(17)和測溫鉬電阻e(18)的探測溫度以及測溫鉬電阻f (20)探測的排氣溫度; 並採集壓カ傳感器a(6)探測的氣動角座閥b(7)前壓力、壓カ傳感器b(12)探測的氣動角座閥c(13)前壓力、壓カ傳感器c(14)探測的氣動角座閥d(15)前壓力，壓カ傳感器e (25)、壓カ傳感器f (26)和壓カ傳感器d(19)探測的試件(27)前壓カ； 將數據採集模塊採集的數據輸入エ控機，由可編程控制器進行實時控制和調節，並通過帶有可編程控制器的計算機檢測系統，實時取得各被測參量的試驗數據和最終計算結果，由計算機進行處理並輸出結果。
7.根據權利要求I所述的ー種氣氣中冷器壓カ交變試驗系統，其特徵在於，所述的計算機測控系統自動關閉氣動角座閥(24)和氣動角座閥(28)，進行試件洩露檢驗，此時試件(27)內的壓カ會下降，如無洩露，則自動進入正常運行模式，如此完成ー個壓カ循環周期，周而復始，當設定的循環次數完成後，試驗結束。
8.根據權利要求I所述的ー種氣氣中冷器壓カ交變試驗系統，其特徵在於，所述的試件(27)前設置高壓報警(29)，加熱器a (21)前設置低壓報警(30)，使試驗順利進行，並設有安全閥，防止壓カ或者溫度過高。
全文摘要
本發明涉及一種氣氣中冷器壓力交變試驗系統，包括氣循環系統和計算機測控系統，所述的氣循環系統由試運行模式和正常運行模式組成；氣循環系統通過計算機測控系統控制，測定試件的耐疲勞強度。與現有技術相比，本發明具結構設計新穎實用，便於操作和維護，安全性能較高，試驗臺的人機互動界面友好，操作簡單；壓力控制和控溫精度高；外觀美觀、簡潔、大方等優點。
文檔編號G01N3/12GK102645374SQ201110042139
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月22日 優先權日2011年2月22日
發明者周玉珍, 方黔秋, 黃一鶚 申請人:上海德朗汽車零部件製造有限公司