用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台论文和设计-王刚

全文摘要

本实用新型公开了一种用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台，燃油供油回路的进油口与保温油箱的出油口连接，燃油供油回路的出油口与燃油回油回路的进油口连接，燃油回油回路的出油口与保温油箱的进油口连接，循环系统回路的进油口与燃油供油回路中的试件舱的底部和保温油箱相通连接，循环系统回路的出油口与保温油箱的进油口连接，被测部件置于燃油供油回路中的试件舱内的试件供油软管与试件回油软管之间。本实用新型通过设计相互连接的油箱系统、燃油供油回路、燃油回油回路和循环系统回路，对燃油的流向进行全面处理和控制，能够向被测部件提供压力可控的持续的交变循环压力源，具有效率高、安全性高、使用寿命长的优点。

主设计要求

1.一种用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台，其特征在于：包括用于向被测部件提供燃油压力的燃油压力回路、用于燃油加热或散热的循环系统回路和用于存储燃油的油箱系统，所述油箱系统包括保温油箱，所述燃油压力回路包括燃油供油回路和燃油回油回路，所述燃油供油回路的进油口与所述保温油箱的出油口连接，所述燃油供油回路的出油口与所述燃油回油回路的进油口连接，所述燃油回油回路的出油口与所述保温油箱的进油口连接，所述循环系统回路的进油口与所述燃油供油回路中的试件舱的底部和所述保温油箱相通连接，所述循环系统回路的出油口与所述保温油箱的进油口连接，所述被测部件置于所述燃油供油回路中的试件舱内的试件供油软管与试件回油软管之间。

设计方案

2.根据权利要求1所述的用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台，其特征在于：所述燃油供油回路包括变量柱塞泵，所述变量柱塞泵的泵体通过弹性联轴器、钟型罩与防爆电机连接，所述变量柱塞泵的吸油口通过吸油软管、吸油球阀与所述保温油箱的出油口连接，所述变量柱塞泵的供油口通过供油软管连接单向阀后依次连接第一高压过滤器、比例减压阀、伺服比例阀、第二高压过滤器、所述试件舱、所述试件供油软管、所述试件回油软管，所述第一高压过滤器和所述比例减压阀之间并联连接有用于卸压的高压球阀、用于调压的比例溢流阀、通过测压接头和测压软管连接的第一压力变送器，所述比例减压阀与所述伺服比例阀之间设置有第二压力变送器，所述第二高压过滤器与所述试件舱之间设置有第三压力变送器和第一温度传感器，所述试件回油软管的出油口为所述燃油供油回路的出油口；所述第一压力变送器的信号输出端、所述第二压力变送器的信号输出端、所述第三压力变送器的信号输出端、所述第一温度传感器的信号输出端分别与控制器的信号输入端对应连接，所述变量柱塞泵的控制输入端、所述比例减压阀的控制输入端、所述伺服比例阀的控制输入端、所述比例溢流阀的控制输入端分别与所述控制器的控制输出端对应连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台，其特征在于：所述燃油回油回路包括相互连接的第三高压过滤器、比例流量阀，所述第三高压过滤器与所述燃油供油回路的出油口连接，所述比例流量阀的出油口分别与所述燃油供油回路的泄油出口和所述保温油箱的进油口连接，所述比例流量阀的控制输入端与控制器的控制输出端对应连接。

4.根据权利要求1或2所述的用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台，其特征在于：所述循环系统回路包括齿轮泵组，所述齿轮泵组的出油口依次连接加热器、回油过滤器、回油球阀、风冷散热器，所述风冷散热器的出油口与所述保温油箱的进油口连接，所述齿轮泵组的进油口与三通电动阀的出油口连接，所述三通电动阀的进油口分两路且一路通过吸油开关与所述保温油箱相通连接、另一路通过集油油箱与所述燃油供油回路的试件舱的底部相通连接，所述加热器的控制输入端、所述风冷散热器的控制输入端、所述三通电动阀的控制输入端分别与控制器的控制输出端对应连接。

5.根据权利要求1或2所述的用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台，其特征在于：所述油箱系统还包括吸油过滤器、注油滤清器、第二温度传感器、磁翻板液位计、放油开关，所述吸油过滤器的进油口与所述保温油箱的出油口连接，所述吸油过滤器的出油口与所述燃油供油回路的进油口连接，所述注油滤清器、所述第二温度传感器、所述磁翻板液位计和所述放油开关分别安装在所述保温油箱上，所述第二温度传感器的信号输出端、所述磁翻板液位计的信号输出端分别与控制器的信号输入端对应连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验台，尤其涉及一种用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台。

背景技术

在对飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验进行耐压疲劳可靠性试验时，能否向被测产品部件提供较高压力的稳定循环交变压力源，成为试验成败的关键，但是，由于试验台使用的介质易燃易爆，而且压力较高，交变频率较快，所以目前市场上均没有高压力高频率的压力交变试验台，而且现有试验台的自动化程度不高，不利于长时间的压力交变试验。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高压力高频率的用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台，包括用于向被测部件提供燃油压力的燃油压力回路、用于燃油加热或散热的循环系统回路和用于存储燃油的油箱系统，所述油箱系统包括保温油箱，所述燃油压力回路包括燃油供油回路和燃油回油回路，所述燃油供油回路的进油口与所述保温油箱的出油口连接，所述燃油供油回路的出油口与所述燃油回油回路的进油口连接，所述燃油回油回路的出油口与所述保温油箱的进油口连接，所述循环系统回路的进油口与所述燃油供油回路中的试件舱的底部和所述保温油箱相通连接，所述循环系统回路的出油口与所述保温油箱的进油口连接，所述被测部件置于所述燃油供油回路中的试件舱内的试件供油软管与试件回油软管之间。

作为优选，所述燃油供油回路包括变量柱塞泵，所述变量柱塞泵的泵体通过弹性联轴器、钟型罩与防爆电机连接，所述变量柱塞泵的吸油口通过吸油软管、吸油球阀与所述保温油箱的出油口连接，所述变量柱塞泵的供油口通过供油软管连接单向阀后依次连接第一高压过滤器、比例减压阀、伺服比例阀、第二高压过滤器、所述试件舱、所述试件供油软管、所述试件回油软管，所述第一高压过滤器和所述比例减压阀之间并联连接有用于卸压的高压球阀、用于调压的比例溢流阀、通过测压接头和测压软管连接的第一压力变送器，所述比例减压阀与所述伺服比例阀之间设置有第二压力变送器，所述第二高压过滤器与所述试件舱之间设置有第三压力变送器和第一温度传感器，所述试件回油软管的出油口为所述燃油供油回路的出油口；所述第一压力变送器的信号输出端、所述第二压力变送器的信号输出端、所述第三压力变送器的信号输出端、所述第一温度传感器的信号输出端分别与控制器的信号输入端对应连接，所述变量柱塞泵的控制输入端、所述比例减压阀的控制输入端、所述伺服比例阀的控制输入端、所述比例溢流阀的控制输入端分别与所述控制器的控制输出端对应连接。

作为优选，所述燃油回油回路包括相互连接的第三高压过滤器、比例流量阀，所述第三高压过滤器与所述燃油供油回路的出油口连接，所述比例流量阀的出油口分别与所述燃油供油回路的泄油出口和所述保温油箱的进油口连接，所述比例流量阀的控制输入端与控制器的控制输出端对应连接。

作为优选，所述循环系统回路包括齿轮泵组，所述齿轮泵组的出油口依次连接加热器、回油过滤器、回油球阀、风冷散热器，所述风冷散热器的出油口与所述保温油箱的进油口连接，所述齿轮泵组的进油口与三通电动阀的出油口连接，所述三通电动阀的进油口分两路且一路通过吸油开关与所述保温油箱相通连接、另一路通过集油油箱与所述燃油供油回路的试件舱的底部相通连接，所述加热器的控制输入端、所述风冷散热器的控制输入端、所述三通电动阀的控制输入端分别与控制器的控制输出端对应连接。

作为优选，所述油箱系统还包括吸油过滤器、注油滤清器、第二温度传感器、磁翻板液位计、放油开关，所述吸油过滤器的进油口与所述保温油箱的出油口连接，所述吸油过滤器的出油口与所述燃油供油回路的进油口连接，所述注油滤清器、所述第二温度传感器、所述磁翻板液位计和所述放油开关分别安装在所述保温油箱上，所述第二温度传感器的信号输出端、所述磁翻板液位计的信号输出端分别与控制器的信号输入端对应连接。

上述控制器优选PLC并外接计算机。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过设计相互连接的油箱系统、燃油供油回路、燃油回油回路和循环系统回路，对燃油的流向进行全面处理和控制，能够向被测部件提供压力可控的持续的交变循环压力源，具有效率高、安全性高、使用寿命长的优点；通过控制器集中控制各部件，具有更高的自动化程度，利于长时间的压力交变试验。

附图说明

图1是本实用新型所述用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的控制过程的压力-时间波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台包括用于向被测部件提供燃油压力的燃油压力回路100、用于燃油加热或散热的循环系统回路200、用于存储燃油的油箱系统300和用于实现自动化控制的控制系统(图中未示，但便于理解)，各部分具体结构和相互连接关系如下：

所述控制系统包括可编程控制器即PLC，所述PLC外接计算机。

油箱系统300包括保温油箱1、吸油过滤器7、注油滤清器26、第二温度传感器27、磁翻板液位计28、放油开关39，吸油过滤器7的进油口与保温油箱1的出油口连接，注油滤清器26、第二温度传感器27、磁翻板液位计28和放油开关39分别安装在保温油箱1上，第二温度传感器27的信号输出端、磁翻板液位计28的信号输出端分别与所述PLC的信号输入端对应连接。

燃油压力回路100包括燃油供油回路101和燃油回油回路102，燃油供油回路101包括变量柱塞泵10，变量柱塞泵10的泵体通过弹性联轴器11、钟型罩12与防爆电机13连接，变量柱塞泵10的吸油口通过吸油软管9、吸油球阀8与吸油过滤器7的出油口连接，变量柱塞泵10的供油口通过供油软管14连接单向阀15后依次连接第一高压过滤器16、比例减压阀17、伺服比例阀19、第二高压过滤器20、试件舱23、试件供油软管24、试件回油软管25，第一高压过滤器16和比例减压阀17之间并联连接有用于卸压的高压球阀6、用于调压的比例溢流阀2、通过测压接头3和测压软管4连接的第一压力变送器5，比例减压阀17与伺服比例阀19之间设置有第二压力变送器18，第二高压过滤器20与试件舱23之间设置有第三压力变送器21和第一温度传感器22，试件回油软管25的出油口为燃油供油回路101的出油口，被测部件置于燃油供油回路101中的试件舱23内的试件供油软管24与试件回油软管25之间；第一压力变送器5的信号输出端、第二压力变送器18的信号输出端、第三压力变送器21的信号输出端、第一温度传感器22的信号输出端分别与所述PLC的信号输入端对应连接，变量柱塞泵10的控制输入端、比例减压阀17的控制输入端、伺服比例阀19的控制输入端、比例溢流阀2的控制输入端分别与所述PLC的控制输出端对应连接。

燃油回油回路102包括相互连接的第三高压过滤器30、比例流量阀29，第三高压过滤器30与试件回油软管25的出油口连接，比例流量阀29的出油口分别与燃油供油回路101的泄油出口和保温油箱1的进油口连接，比例流量阀29的控制输入端与所述PLC的控制输出端对应连接。

循环系统回路200包括齿轮泵组33，齿轮泵组33的出油口依次连接加热器34、回油过滤器35、回油球阀36、风冷散热器37，风冷散热器37的出油口与保温油箱1的进油口连接，齿轮泵组33的进油口与三通电动阀32的出油口连接，三通电动阀32的进油口分两路且一路通过吸油开关38与保温油箱1相通连接、另一路通过集油油箱31与燃油供油回路101的试件舱23的底部相通连接，加热器34的控制输入端、风冷散热器37的控制输入端、三通电动阀32的控制输入端分别与所述PLC的控制输出端对应连接。

下面结合本实用新型所述用于飞机特定燃油产品部件的高压筛选试验台的优选工作方法进行具体说明，但下述方法只是为了便于更好地理解本实用新型的工作原理和技术效果而采用的优选方法，不是唯一方法，更不是本实用新型的保护对象。

实施例：

如图1和图2所示，燃油压力回路100的工作方式如下：

(1)试验台循环压力变化范围0MPa～15MPa～0MPa，循环频率最快120次\/min，以及压力峰值可调要求，方案采用了变量柱塞泵10，最大输出压力为21MPa，变量柱塞泵10由防爆电机13驱动。系统压力通过比例溢流阀2调节初始系统总压力P1(由第一压力变送器5采集)，再由比例减压阀17进行精确系统压和调节作为伺服比例阀19的入口压力P2(由第二压力变送器18采集)；伺服比例阀19输出A口作为被试产品的入口压力P3由第三压力变送器21检测。

(2)计算机界面上设定循环试验的起始压力和结束压力后，计算机软件后台分五步完成试验压力的建立：第一步排气：所述PLC控制比例流量阀29、比例减压阀17、伺服比例阀19完全开启、比例溢流阀2部分关闭进行试件排气，排气结束后自动恢复系统中各阀的初始状态；第二步系统建压：控制比例流量阀29开启一定开度在循环试验过程中进行油液交换，控制比例溢流阀2输出系统总压力；第三步试件调压：控制比例减压阀17输出伺服比例阀19的前端压力；第四步试件压力采集收集：控制伺服比例阀19输出循环压力起始压力和结束压力，第三压力变送器21检测采集该压力值以供计算机界面交变曲线显示，由此形成闭环控制，以保证输出压力在设定值(±0.1MPa)的精度范围内。

(3)第三压力传感器21实时检测伺服比例阀19的输出压力，当达到用户试验压力值+0.5MPa，工控系统发出报警信号，提示超压报警。

(4)根据不同被试产品需要，其产品进行压力循环试验的波形是可设置的。因此，方案中计算机控制系统通过调节比例溢流阀2和比例减压阀17完成脉冲峰值压力控制，通过伺服比例阀19的通道切换工作完成脉冲波形输出。伺服比例阀19是通\/断阀，切换阀在P－A通和A－T通之间进行切换。

如图1和图2所示，试验中要求压力分段设置，在一个周期内分为四个时段，即时段t1、时段t2、时段t3、时段t4，四个时段的压力可分别设置，具体流程如下：

(5)时段t1建压阶段，伺服比例阀19切换到P－A口接通，此时A－T口通道处于关闭状态，高压液体通过阀体P、A口连通，高压液体在t1时段流入被试产品建压，在t1时间内，被试产品内部按结束压力建压，t1时段结束点对应的压力值为设定的结束压力。

(6)时段t2保压阶段，保持设定结束压力的时间为t2，t2时间内伺服比例阀19的P－A口持续接通，在被试产品内部保持循环压力值不变。

(7)时段t3泄压阶段，控制伺服比例阀19的A－T口接通时(此时P－A口处于关闭状态)，被试件内部的高压液体通过A－T通道流入保温油箱1，实现泄压。从控制A－T口接通到压力降至0MPa的时间为t3。t3时间内，被试产品内部的压力被释放。

(8)时段t4保持阶段，在t4阶段的压力值为操作人员在软件界面设定的结束压力值；

(9)t1、t2、t3、t4总时间为一个周期，当进行下一个周期试验时重复时段t1～t4的步骤。

(10)t1、t2、t3、t4各自的时间长短可以任意设置，软件界面自动累加循环周期。

(11)起始压力和结束压力分别可设置，可实现0～15MPa内的任意的压力循环试验。

如图1和图2所示，循环系统回路200的工作方式如下：

(1)为了实现(常温+5℃～70℃)的油温控制要求，设置了一套温度控制系统。当需要的试验温度高于常温时，齿轮泵组33工作，将油箱系统300中的油液抽出分别流经吸油开关38、三通电动阀32到达齿轮泵组33的吸油口，然后经齿轮泵组32泵出依次经过加热器34、回油过滤器35、回油球阀36、风冷散热器37再回到油箱系统300中，最终使整个保温油箱的1油温升至所需的值，循环管路加热系统中齿轮泵组33的持续运行使油液循环流动，确保加热器34加热工作时保温油箱1内的油液不碳化，且油液温度均匀。风冷散热器37的风扇的运行可以使油箱系统300中的油液长时维持在常温状态。

(2)交变试验所需的供油温度控制系统由第一温度传感器22检测的温度值控制。为了防止保温油箱1中油温超过80℃，设置超温保护的第二温度传感器27检测的温度值，超过安全值80℃后关断加热器34，维持油泵的运行以防油液碳化。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

设计图

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