стенд для испытания термочувствительных клапанов

Формула изобретения

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ, содержащий клапан с термочувствительным элементом, циркуляционные контуры нагрева и охлаждения с блоками нагрева и охлаждения, выходы которых напорными трубопроводами соединены через электрогидроклапаны с входом клапана, выходы которого сливными магистралями через электрогидроклапаны соединены с соответствующими входами контуров нагрева и охлаждения, и блок управления, к которому подключены электрогидроклапана, отличающийся тем, что он снабжен блоком концевых выключателей, связанных с термочувствительным элементом клапана и подключенных к блоку управления, а на линиях слива из клапана в контуры охлаждения и нагрева установлены дополнительные электрогидроклапаны, подключенные к блоку управления и соединяющие линии слива соответственно с контурами нагрева и охлаждения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к стендам для испытаний термочувствительных клапанов и топливно-регулирующей арматуры на ресурс и может быть использовано в автомобильной, тракторной, авиационной и машиностроительной промышленности.

Известен стенд для испытания термочувствительных клапанов [2] содержащий расходный бак с рабочей жидкостью, соединенный с насосом, в нагнетающей магистрали за насосом установлены смеситель и блоки нагрева и охлаждения, которые подключены к смесителю параллельно через регулирующие клапаны, а в каждом блоке перед смесителем установлены датчики температуры, электрически связанные с блоком регулирования и охлаждения.

Недостатками стенда являются инерционность терморегулирующей системы за счет наличия смесителя, где идет нагрев или охлаждение рабочей жидкости поэтапно выравнивание температуры в смесителе, нагрев (или охлаждение), что вызывает запаздывание на переход с одной температуры рабочей жидкости на другую и не обеспечивает заданной точности циклограммы температурных нагрузок при испытании термочувствительных клапанов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стенд для испытаний термочувствительных клапанов [1] содержащий клапан с термочувствительным элементом, циркуляционные контуры нагрева и охлаждения с блоками нагрева и охлаждения, выходы которых напорными трубопроводами соединены через электрогидроклапаны с входом клапана, выходы которого сливными магистралями через электрогидроклапаны соединены с соответствующими входами контуров нагрева и охлаждения и блок управления, к которому подключены электрогидроклапана.

Недостатками стенда являются инерционность терморегулирующей системы, так как контуры нагрева и охлаждения соединены последовательно, что приводит к недостаточной точности стабилизации температурных режимов рабочей жидкости как при стационарных, так и при переходных режимах проведения ресурсных испытаний; нерациональные затраты энергии на нагрев газа и сброс его в атмосферу в период, когда нагрев рабочей жидкости не требуется.

Кроме того, известный стенд не обеспечивает проведение испытаний термочувствительных клапанов и топливно-регулирующей арматуры по заданной циклограмме температурных нагрузок с исключением запаздываний на переход с одной температуры рабочей жидкости на другую, так как автоматический переключатель стенда может настраиваться только на контроль двух точек с постоянными предельными значениями, а также двухсекционное нагревательно-охладительное устройство, соединенное последовательно, с одним общим расходным баком не позволяет создать заданного теплового удара на испытуемый термочувствительный клапан из-за инерционности процесса нагрева или охлаждения при прокачке рабочей жидкости из общего расходного бака в теплообменнике.

Цель изобретения расширение технологических возможностей за счет обеспечения заданных температурных режимов.

Это достигается тем, что стенд для испытаний термочувствительных клапанов, содержащий клапан с термочувствительным элементом, циркуляционные контуры нагрева и охлаждения с блоками нагрева и охлаждения, выходы которых напорными трубопроводами соединены через электрогидроклапаны (ЭГК) с входом клапана, выходы которого сливными магистралями через электрогидроклапаны (ЭГК) соединены с соответствующими входами контуров нагрева и охлаждения, и блок управления, к которому подключены ЭГК, дополнительно снабжен блоком концевых выключателей, связанных с термочувствительным элементом клапана и подключенных к блоку управления, а на линиях слива из клапана в контуры охлаждения и нагрева установлены дополнительные ЭГК, подключенные к блоку управления и соединяющие линии слива соответственно с контурами нагрева и охлаждения.

Стенд отличается от прототипа наличием блока концевых выключателей, дополнительных ЭГК, а их связи с остальными элементами схемы и с блоком управления обеспечивает разделение потоков горячей и охлажденной жидкости.

На фиг. 1 показана схема для стенда испытаний термочувствительных клапанов; на фиг. 2 диаграммы изменения температуры рабочей жидкости, протекающей через полость испытуемого термочувствительного клапана, срабатывания микропереключателей от момента включения и выключения и срабатывания ЭГК.

Стенд содержит циркуляционный контур нагрева К1, состоящий из блока нагрева 1 с насосом 2, соединенный напорными магистралями через регулируемый ЭГК 3 и фильтр 4 с входом испытуемого агрегата термочувствительного клапана 5, и через ЭГК 6 с входом контура нагрева К1 (блок нагрева-1) линией 7; контур охлаждения К2, состоящий из блока охлаждения 8 с насосом 9, соединенный также напорными магистралями через регулируемый ЭГК 10 и фильтр 4 с входом термочувствительного клапана 5 и через ЭГК 11 линией 12 с входом контура охлаждения К2 блоком охлаждения 8, которые образуют технологические контуры для подготовки рабочей жидкости к испытаниям. Рабочие емкости блоков нагрева 1 и охлаждения 8 имеют большие объемы по сравнению с суммарными объемами всех элементов испытательной схемы, включая объем термочувствительного клапана 5, с целью исключения температурных потерь в контурах К1 и К2.

Контроль давления в контурах производится манометрами 13 и 14 и для контроля заданных температур установлены датчики 15 и 16.

На сливных магистралях испытуемого агрегата 5 (выходы "Т" и "Х") установлены расходомеры 17 и 18 и ЭГК 19 и ЭГК 20, выходы которых соединены линиями 21 и 22 соответственно с входами блока охлаждения 8 и блока нагрева 1.

Дополнительно на сливных магистралях клапана 5 (выходы "Т" и "Х") установлены ЭГК 23 и ЭГК 24, выходы которых соединены линиями 25,22,7 и 26,12 соответственно с блоком нагрева 1 и блоком охлаждения 8. Данное сочетание соединений сливных магистралей 25 и 26 (выход "Т" и "Х") через ЭГК 23 и ЭГК 24 с контуром нагрева К1 блоком нагрева 1 и с контуром охлаждения К2 блоком 8, обеспечивает разделение потоков горячей и холодной рабочей жидкости.

Подвижная часть термочувствительного элемента испытуемого агрегата 5 механически соединена с блоком концевых выключателей 27 (БКВ). Установка контактных групп (не показаны) микропереключателей в определенных положениях в блоке концевых выключателей 27 позволяет создавать тот или иной ход подвижной части термочувствительного элемента испытуемого агрегата 5, который в свою очередь определяется конкретными температурными воздействиями нагретой или охлажденной жидкости, протекающей последовательно через полость термочувствительного клапана 5.

Блок 27 концевых выключателей электрически связан с блоком управления 28, который (электрически) соединен с ЭГК 3, 6, 10, 11, 19, 20, 23, 24.

Стенд работает следующим образом.

Предварительно производится подготовка рабочей жидкости по температуре за счет прокачки насосом 2 (Н1) через блок нагрева 1 в контуре К1 и насосом 9 (Н2) через блок охлаждения 8 в контуре К2, при этом ЭГК 3, 10 закрыты, а ЭГК 6, 11 открыты. Нагрев и охлаждение рабочей жидкости в контурах К1 и К2 контролируется по датчикам 15, 16, давление по манометрам 13 и 14 и доводятся до заданных температур и давлений по условиям испытаний.

Так как испытательный стенд совместно с испытуемым агрегатом термочувствительным клапаном находятся в помещении с температурой окружающей среды t_окр.ср. 2510^оС, а блок управления 28 настроен в сочетании с состоянием (положением) контактных групп блока концевых выключателей 27 "разомкнуто", то в момент включения блока управления 26 ЭГК 3, 11, 20, 24 откроются, а ЭГК 6, 10, 19, 23 закроются (см. диаграмму фиг. 2), т.е. к входу испытуемого агрегата 5 подключится контур К1 с нагретой жидкостью, а выходы "Т" и "Х" испытуемого агрегата 5 через расходомеры 17, 18 и сливные магистрали 25, 22, 7 будут соединены с входом блока нагрева 1, а в контуре К2 будет продолжаться циркуляция рабочей жидкости насосом 9 (Н2) с целью поддержания заданной температуры по "минусу". При протекании нагретой жидкости через полость испытуемого агрегата термочувствительного клапана 5 подвижная часть термочувствительного элемента при своем движении замыкает контакт блока концевых выключателей 27, что вызывает через блок управления 28 открытие ЭГК 6, 10, 19, 23 и закрытие ЭГК 3, 20, 24, 11 (см. фиг. 2), т.е. к входу испытуемого агрегата 5 подключится контур К2 с охлажденной жидкостью, а выходы "Т" и "Х" испытуемого агрегата 5 через расходомеры 17 и 18 и сливные магистрали 21, 26, 12 соединяются с входом блока охлаждения 8, а в контуре К1 будет продолжаться циркуляция рабочей жидкости насосом 2 (Н1) с целью поддержания заданной температуры по "плюсу". При протекании охлажденной жидкости через полость испытуемого агрегата 5 подвижная часть термочувствительного элемента начнет двигаться назад, т.е. противоположно движению при его нагреве до момента замыкания контакта блока концевых выключателей БКВ 27, настроенного на заданный уровень охлаждения термочувствительного элемента. Замыкание данного контакта вызовет через блок управления БУ 28 открытие ЭГК 3, 20, 24, 11 и закрытие ЭГК 6, 10, 19, 23, т.е. будет повторяться процесс проливки испытуемого агрегата нагретой и затем охлажденной жидкостью и т.д. После отработки заданного количества циклов (см. фиг. 2) отключаются все ЭГК, которые отсекают слив рабочей жидкости из контуров К1, К2 для последующего демонтажа испытанного агрегата. Цикл испытаний закончен.

По сравнению с прототипом изобретение позволяет

проводить испытания термочувствительных клапанов с циклическими изменениями температуры, тогда как прототип предназначен для фактического поддержания температуры рабочей жидкости;

значительно снизить инерционные температурные перегрузки за счет обеспечения заданных температурных режимов и автоматизировать смену температурных режимов испытаний;

повысить точность обеспечения теплового режима испытаний термочувствительных клапанов и достоверность оценки ресурса испытания термочувствительных клапанов, качество и надежность за счет обеспечения более точного режима испытаний.