[实用新型]活塞式蓄能器低温性能试验冷却循环系统

说明书

技术领域

本实用新型是关于液压机械领域中，模拟超低温油液瞬间进入作动器筒体油腔情况的活塞式蓄能器低温性能试验冷却循环系统，作动筒类低温性能试验台是依据作动筒类液压油流量/压力/伺服阀等主要技术指标、工作介质温度和试验环境温度等要求而设计的专用低温性能检测设备。其特点是操作方便，可以极大缩短油液冷却时间，精确。

背景技术

液压作动筒是飞机液压系统的关键件，由盖、外筒、活塞杆、橡胶密封圈等零件组成，组件的组装是将盖和外筒组合在一起的。液压作动筒作为一种动力执行机构，正在获得广泛的应用。液压作动筒负载特性在振动、疲劳等动强度试验领域中，由于作动的频率高、行程长、负载大等原因，液压作动筒的负载特性受油的可压缩性的影响程度及负载曲线的图形特点会有不同表现。蓄压器即活塞式蓄能器。液压测试技术要对液压系统和液压元件进行充分的测试，必然需要对大量的数据进行采集及处理，液压测试技术和信息技术紧密结合才能符合现代液压测试技术的需要。液压系统的自动化控制与液压测试密不可分，液压系统闭环反馈控制必然要求对液压系统参数进行测量和反馈，液压测试中，需要多种物理量的检测。在现有技术中，活塞式蓄能器低温性能试验冷却循环系统主要由常温液压能源、低温制冷装置以及工作状态控制单元等部分组成。在现有技术中，液压系统在低温、高压、大流量工作条件下工作会使许多问题变得比较复杂，系统的设计也需要不断的改进，以提高系统的性能和使用寿命。在设计试验台时由于系统比较大，压力也很高，还有许多问题需要仔细的考虑。目前，国内现有的模拟超低温油液瞬间进入作动器筒体油腔情况的低温试验台都是依靠产品的工作循环带动油液反复经过制冷系统，达到降低油温的目的，油液未被冷却至指定温度时产品的工作循环必须提前进行，存在着降温速度慢，系统控制复杂，模拟环境与设想不一致等问题，效率很低，对人力资源、能源及时间消耗大。

作动筒类和蓄压器类产品出厂前需要做极限温度试验，低温工作循环寿命实验。作动筒的寿命实验过程主要由静压实验、循环实验、应急实验三部分组成。作动筒一个工作循环包括作动筒伸出、伸出保压、缩回、缩回保压四个工步。按现行工艺的要求，低温工作循环需要液压油以指定的低温(一般在-55℃左右)，瞬间进入产品，进行工作循环。根据被试作动筒的工作情况和寿命试验台主要液元件的使用要求，可以将寿命试验台划分成常温往复可调液压、低温泵组、油温制冷机组、低温油箱(含溢流阀、辅助油箱等)、低温阀组、被试作动筒等各部分组成，其简要的工作原理是以常温液压源作为低温试验台的驱动源，电控制常温驱动缸作往复运动，低温液压系统控制被试作动筒作往复运。由于功率损失、运动时产生的摩擦热、系统与外界热交换等引起的试验台系统油液温度升高由复叠式制冷机组冷却。被作动筒的每个工作循环中，要求在缩回和伸出位置上保压一定时间(3至5s)，压力为21Mpa或28Mpa，而系统又工作在低温环境下，由于热胀冷缩，系统的管路长度和工作行程都会有变化，尤其试验台油路比较长，热效应会更加突出。试验台的一个关键性指标就是要保证产品在规定的温度范围内进行实验，而系统的工作压力较高，工作温度较低(-55℃)，在如此低的温度下液压油将变得十分稠，又在高压下往复运动，摩擦将十分严重，再加上由于功率损失、系统与外界热交换等引起的系统油液温度升高，使得温度问题更加突出。有关实验可以看出工作一小时后的温升至少在l0以上，为此必须通过制冷措施将每个循环的多余热量吸走，为保证实验在规定温度下完成，制冷系统的蒸发室的被冷环境温度必须低-60℃，参考已有的复叠式制冷系统的制冷能力，定此温度为-65℃，为留有比较大的余地。制冷油温机组的具体实现是将蒸发器作成具有特殊性质的中间冷却介质的容器，制冷剂汽化制冷中间介质，热交换器管路中为被冷却的液压油，它浸在容器内，中间介质通过热传递使液压油冷却。在实际使用中制冷机组的体积是有现实条件限制的，系统在设计时为了让制冷机组充分冷却液压油，又要使制冷机组内的油管长度不要太长，通常是将制冷机组中的油管设计成串联形式，这样做会增加摩擦热的产生，管路串联还会增加系统的压力损失。系统速度的调节产品实验时对速度有较高要求，因此需要对系统的速度进行调节。被试作动筒的速度控制一旦放在低温侧，低温侧就变成了一个阀控节流调速回路，溢流损失加上节流损失将会使工作介质温度急剧上升，若这两部分损失也考虑在内的话将不得不进一步增加制冷机组的制冷功率，这样是很不经济的，而且制冷功率的上升也是有限的。低温侧比例阀的元件也非常难选，且供货途径有困难。这样做可能会因内泄漏等原因而使产品控速精度受到影响。