一种使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统的制作方法

1.本实用新型涉及高压与超高压容器试验技术领域，特别是涉及一种使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统。


背景技术：

2.对于高压与超高压容器的液压压力循环试验，提供液压高压与超高压液压压力的途径有高压泵、气驱泵、增压器等多种途径。高压泵与气驱泵的流量较低，需要多泵并联，单一增压器容积有限，对容积较大的受试容器，单一增压器不能在增压器的一个动作内使受试容器达到所需要的压力，需要多个增压器动作以保证受试容器能达到所需的压力，多个大容积增压器的设置增加了设备的投入，如何设置两个较小容积的动作是解决该问题的关键。
3.申请号为“201610144330.7”，名称为“一种采用增压器的油驱水压力循环试验系统”的发明专利中，包括油箱、电机泵组、低压换向阀组、高压水泄压阀、高压传感器、压力表、高压过滤器、低压过滤器、换热器、低压传感器、水箱、水泵、两个增压器、两个高压水换向阀组、控制装置以及相应的连接管线和控制线组成；控制装置接收低压传感器和高压传感器的压力信号，并自动控制低压换向阀组、两个高压水换向阀组和高压水泄压阀，使得组建的管路系统通过两个增压器交替工作对受试容器进行油驱水加压，达到对不同容积的受试容器采用标准化的增压器进行试验的目的。其向受试容器中充水进行试验是为了适应特殊材质的受试容器，如塑料，解决油或油性介质与塑料相溶的问题。但是其增压器在使用过程中，由于活塞与增压器内壁的密封问题，很容易出现油水混合的问题，对受试容器造成不良影响，还会使得水、油受到污染。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，以解决现有技术存在的问题，可以解决由于活塞密封圈磨损导致的一体式增压器中油水混合，对受试容器和介质造成不良影响的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，包括受试容器、油箱、水箱和并列设置的两增压器，所述增压器包括分体设置的高压水腔和低压油腔，所述高压水腔和低压油腔中均设置有活塞，且两所述活塞通过活塞杆连接；所述高压水腔的无杆腔通过两条管路分别与所述受试容器、所述水箱连通，所述低压油腔的无杆腔通过低压换向阀组与所述油箱连通，两所述低压油腔的有杆腔通过管路相连通。
6.优选的，所述高压水腔的直径小于所述低压油腔的直径。
7.优选的，任一所述低压油腔的有杆腔还通过低压截止阀与所述油箱连通。
8.优选的，沿水流方向，所述高压水腔的无杆腔与所述水箱的连接管路上还依次设置有水泵和高压升压阀。
9.优选的，所述压力循环试验系统中还设置有与所述高压升压阀并联的高压溢流阀，所述高压溢流阀的两端分别与所述水泵、所述水箱连通。
10.优选的，所述低压换向阀组的进油口与所述油箱之间设置有油泵，回油口与所述油箱之间设置有换热器与低压过滤器。
11.优选的，所述高压水腔的无杆腔的端部、所述低压油腔的无杆腔的端部均设置有压力开关，所述压力开关、所述油泵、所述水泵均与控制装置电连接。
12.优选的，所述高压水腔的无杆腔与所述水箱、所述受试容器的连接管路上均设置有单向阀。
13.优选的，沿水流方向，所述高压水腔的无杆腔与所述受试容器的连接管路上还依次设置有高压传感器、压力表和高压过滤器。
14.优选的，所述高压水腔与所述受试容器的连接管路上还设置有与所述水箱连通的泄压阀。
15.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.1、本实用新型通过两增压器可以交替对受试容器进行油驱水加压，并且由于本实用新型中高压水腔与低压油腔分体设置，即便是活塞处发生磨损导致介质泄漏，也不会产生油水混合的情况，从而可以解决由于活塞密封圈磨损导致的一体式增压器中油水混合，对受试容器和介质造成不良影响的问题；
17.2、本实用新型中设置低压截止阀与两增压器中低压油腔的有杆腔进行连通，通过通断低压截止阀，并配合其他结构能够将本实用新型的加压方式在两增压器交替循环加压与同步加压两种模式之间进行切换，从而对不同压力容器的适应能力更强，加压效率也更高。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型中压力循环试验系统的结构示意图；
20.其中，1、受试容器；2、油箱；3、水箱；4、第一低压油腔；5、第一高压水腔；6、第二低压油腔；7、第二高压水腔；8、低压换向阀组；9、低压传感器；10、单向阀；11、油泵；12、低压截止阀；13、换热器；14、低压过滤器；15、水泵；16、高压升压阀；17、高压传感器；18、压力表；19、高压过滤器；20、高压溢流阀；21、泄压阀；22、第一压力开关；23、第二压力开关；24、第三压力开关；25、第四压力开关；26、控制装置。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.本实用新型的目的是提供一种使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，以解决现有技术存在的问题，可以解决由于活塞密封圈磨损导致的一体式增压器中油水混合，对受试容器和介质造成不良影响的问题。
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
24.如图1所示，本实施例提供一种使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，包括受试容器1、油箱2、水箱3和并列设置的两增压器，增压器包括分体设置的高压水腔和低压油腔，高压水腔和低压油腔中均设置有活塞，且两活塞通过活塞杆连接；高压水腔的无杆腔通过两条管路分别与受试容器1、水箱3连通，低压油腔的无杆腔通过低压换向阀组8与油箱2连通，两低压油腔的有杆腔通过管路相连通，其中低压换向阀组8还连接有低压传感器9。
25.使用时，通过两增压器可以交替对受试容器1进行油驱水加压，并且由于本实施例中高压水腔与低压油腔分体设置，即便是活塞处发生磨损导致介质泄漏，也不会产生油水混合的情况，从而可以解决由于活塞密封圈磨损导致的一体式增压器中油水混合，对受试容器1和介质造成不良影响的问题。
26.为了便于向受试容器1进行加压，本实施例中高压水腔的直径小于低压油腔的直径，高压水腔与低压油腔的长度相同。
27.本实施例中，任一低压油腔的有杆腔还通过低压截止阀12与油箱2连通，从而在油驱水加压过程中可以切换两种工作模式：第一种工作模式是控制低压截止阀12关闭，上述的两增压器进行交替加压，交替加压时，两增压器中的液压油通过有杆腔的连接管路进行转移；第二种工作模式是低压截止阀12开启，加压过程中两增压器中的活塞同时上行驱水加压，有杆腔中的液压油通过低压截止阀12流入油箱2中，适用于超高压容器，使得本实施例的试验系统适应能力更强，加压效率更高。具体加压过程后续进行详细解释。
28.进一步的，本实施例中沿水流方向，高压水腔的无杆腔与水箱3的连接管路上还依次设置有水泵15和高压升压阀16。水泵15用于向高压水腔的无杆腔进行注水。
29.压力循环试验系统中还设置有与高压升压阀16并联的高压溢流阀20，高压溢流阀20的两端分别与水泵15、水箱3连通，当水泵15向高压水腔的无杆腔中注水达到设定压力后，高压溢流阀20开启，水泵15的输出水流则自高压溢流阀20重新流入水箱3中，使得水泵15不能继续向高压水腔的无杆腔中注水。
30.进一步的，本实施例中低压换向阀组8的进油口与油箱2之间设置有油泵11，回油口与油箱2之间设置有换热器13与低压过滤器14。
31.进一步的，本实施例中高压水腔的无杆腔的端部、低压油腔的无杆腔的端部均设置有压力开关，压力开关、油泵11、水泵15均与控制装置26电连接，当活塞运动至对应腔体的端部时，会与压力开关抵接，向控制装置26发出信号。
32.高压水腔的无杆腔与水箱3、受试容器1的连接管路上均设置有单向阀10。沿水流方向，高压水腔的无杆腔与受试容器1的连接管路上还依次设置有高压传感器17、压力表18和高压过滤器19。高压水腔与受试容器1的连接管路上还设置有与水箱3连通的泄压阀21。具体的，高压传感器17、泄压阀21均与控制装置26电连接。
33.控制装置26的选择和内部程序的设定是本领域技术人员所熟知的，对其具体结构
和型号，本实施例不进行赘述。
34.具体试验过程如下：
35.为区分两增压器，将图1中靠左位置的增压器命名为第一增压器，靠右位置的增压器命名为第二增压器，第一增压器中的低压油腔为第一低压油腔4，内置第一压力开关22，高压水腔为第一高压水腔5，内置第二压力开关23，第二增压器中的低压油腔为第二低压油腔6，内置第三压力开关24，高压水腔为第二高压水腔7，内置第四压力开关25。
36.第一种加压模式，两增压器交替加压：
37.步骤1，初始状态设置：启动前，第一低压油腔4的有杆腔充满液压油，第二低压油腔6的无杆腔充满液压油，受试容器1充满水；启动水泵15使第一高压水腔5及从第一高压水腔5到受试容器1入口前的管路也充满水；第一低压油腔4与第一高压水腔5中的活塞均处于最低位置，第一压力开关22发出信号，开启高压溢流阀20，水介质通过高压溢流阀20返回水箱3；无压无负载时启动油泵11，低压换向阀组8的a-b路连通，液压油无压返回油箱2；
38.步骤2，需要对受试容器1进行升压试验时，控制装置26向低压换向阀组8发出指令使a-c、b-d连通，低压截止阀12关闭，油泵11启动，液压油进入第一低压油腔4的无杆腔，推动活塞上行，第一高压水腔5的无杆腔中的水向受试容器1施压，同时第一低压油腔4的有杆腔内的液压油被挤出，通过f口与g口之间的连接管路进入第二低压油腔6的有杆腔内；第二低压油腔6中的活塞下行，其内部的液压油通过低压换向阀组8d、b口返回油箱2，当第二低压油腔6中的活塞下行至底端时，第三压力开关24发出信号，同时第一高压水腔5中的活塞上升到终点后第二压力开关23发出信号；
39.步骤3，高压传感器17对受试容器1内的压力进行实时监测，当受试容器1的压力仍低于设定的试验压力时，控制装置26接收到第二压力开关23、第三压力开关24以及高压传感器17的信号之后，控制装置26发出指令使低压换向阀组8动作，a-d、b-c连通，液压油开始进入第二低压油腔6的无杆腔，使活塞上行，第二高压水腔7的无杆腔中的水向受试容器1施压，同时第二低压油腔6的有杆腔内的液压油被挤出，通过f口与g口之间的连接管路进入第一低压油腔4的有杆腔内，第一低压油腔4内活塞下行至第一压力开关22发出信号，第一低压油腔4内的油通过低压换向阀组8c、b口返回油箱2，同时第二高压水腔7中的第二压力开关23发出信号；
40.步骤4，受试容器1的压力仍低于设定的试验压力时，重复步骤二和步骤三；如此循环往复，直到受试容器1的压力达到设定的压力上限；
41.步骤5，受试容器1的压力达到设定的压力上限后，通过高压传感器17发出的信号，控制装置26发出指令使低压换向阀组8处于a、b口连通的状态，低压液压油通过a、b口，经过换热器13和低压过滤器14后返回油箱2，受试容器1处于保压状态；当保压时间达到后，控制装置26发出指令，打开泄压阀21，受试容器1中的高压水，通过泄压阀21返回到水箱3；完成一次压力循环试验。
42.第二中加压模式，两增压器同时加压：
43.步骤1，初始状态设置：启动前，第一低压油腔4、第二低压油腔6的有杆腔充满液压油，受试容器1充满水；启动水泵15使第一高压水腔5、第二高压水腔7及二者与受试容器1入口前的管路也充满水；第一低压油腔4与第二低压油腔6中的活塞均处于最低位置，第一压力开关22、第三压力开关24发出信号，开启高压溢流阀20，水介质通过高压溢流阀20返回水
箱3；无压无负载时启动油泵11，低压换向阀组8的a-b路连通，液压油无压返回油箱2；
44.步骤2，需要对受试容器1进行升压试验时，控制装置26向低压换向阀组8发出指令使a-c、a-d连通，低压截止阀12开启，油泵11启动，液压油进入第一低压油腔4的无杆腔和第二低压油腔6的无杆腔，推动活塞上行，第一高压水腔5的无杆腔和第二高压水腔7中的水向受试容器1施压，同时第一低压油腔4的有杆腔、第二低压油腔6的有杆腔内的液压油被挤出，通过低压截止阀12返回油箱2，当第一高压水腔5中的活塞、第二高压水腔7中的活塞上升到终点后，第二压力开关23、第四压力开关25发出信号；
45.步骤3，高压传感器17对受试容器1内的压力进行实时监测，当受试容器1的压力仍低于设定的试验压力时，控制装置26接收到第二压力开关23、第四压力开关25以及高压传感器17的信号之后，控制装置26发出指令使低压换向阀组8动作，c-b、d-b连通，开启水泵15和高压升压阀16，水泵15增压将第一高压水腔5和第二高压水腔7中活塞下行至最低端，使二者充满水，同时第一低压油腔4的无杆腔和第二低压油腔6的无杆腔中的液压油经c-b、d-b排入油箱2中，此时第一压力开关22和第三压力开关24发出信号，关闭水泵15和高压升压阀16；
46.步骤4，重复步骤二和步骤三；如此循环往复，直到受试容器1的压力达到设定的压力上限；
47.步骤5，受试容器1的压力达到设定的压力上限后，通过高压传感器17发出的信号，控制装置26发出指令使低压换向阀组8处于a、b口连通的状态，低压液压油通过a、b口，经过换热器13和低压过滤器14后返回油箱2，受试容器1处于保压状态；当保压时间达到后，控制装置26发出指令，打开泄压阀21，受试容器1中的高压水，通过泄压阀21返回到水箱3；完成一次压力循环试验。
48.根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内。
49.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，其特征在于，包括受试容器、油箱、水箱和并列设置的两增压器，所述增压器包括分体设置的高压水腔和低压油腔，所述高压水腔和低压油腔中均设置有活塞，且两所述活塞通过活塞杆连接；所述高压水腔的无杆腔通过两条管路分别与所述受试容器、所述水箱连通，所述低压油腔的无杆腔通过低压换向阀组与所述油箱连通，两所述低压油腔的有杆腔通过管路相连通。2.根据权利要求1所述的使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，其特征在于，所述高压水腔的直径小于所述低压油腔的直径。3.根据权利要求1所述的使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，其特征在于，任一所述低压油腔的有杆腔还通过低压截止阀与所述油箱连通。4.根据权利要求3所述的使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，其特征在于，沿水流方向，所述高压水腔的无杆腔与所述水箱的连接管路上还依次设置有水泵和高压升压阀。5.根据权利要求4所述的使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，其特征在于，所述压力循环试验系统中还设置有与所述高压升压阀并联的高压溢流阀，所述高压溢流阀的两端分别与所述水泵、所述水箱连通。6.根据权利要求5所述的使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，其特征在于，所述低压换向阀组的进油口与所述油箱之间设置有油泵，回油口与所述油箱之间设置有换热器与低压过滤器。7.根据权利要求6所述的使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，其特征在于，所述高压水腔的无杆腔的端部、所述低压油腔的无杆腔的端部均设置有压力开关，所述压力开关、所述油泵、所述水泵均与控制装置电连接。8.根据权利要求1-7任意一项所述的使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，其特征在于，所述高压水腔的无杆腔与所述水箱、所述受试容器的连接管路上均设置有单向阀。9.根据权利要求8所述的使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，其特征在于，沿水流方向，所述高压水腔的无杆腔与所述受试容器的连接管路上还依次设置有高压传感器、压力表和高压过滤器。10.根据权利要求9所述的使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，其特征在于，所述高压水腔与所述受试容器的连接管路上还设置有与所述水箱连通的泄压阀。

技术总结
本实用新型公开一种使用油驱水分离式增压机构的压力循环试验系统，涉及高压与超高压容器试验技术领域，包括受试容器、油箱、水箱和并列设置的两增压器，增压器包括分体设置的高压水腔和低压油腔，高压水腔和低压油腔中均设置有活塞，且两活塞通过活塞杆连接；高压水腔的无杆腔通过两条管路分别与受试容器、水箱连通，低压油腔的无杆腔通过低压换向阀组与油箱连通，两低压油腔的有杆腔通过管路相连通；由于本实用新型中高压水腔与低压油腔分体设置，即便是活塞处发生磨损导致介质泄漏，也不会产生油水混合的情况，从而可以解决由于活塞密封圈磨损导致的一体式增压器中油水混合，对受试容器和介质造成不良影响的问题。容器和介质造成不良影响的问题。容器和介质造成不良影响的问题。


技术研发人员：戴行涛 韩冰 王国华 陶思伟 刘岩 古海波 宋薛思 金鑫 赵新龙 姜振 刘鹏 纪纯明 郝伟 李强 李立峰
受保护的技术使用者：大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/8/8