本实用新型涉及超高压加压设备领域，具体涉及一种脉动循环加压系统。
背景技术：
在油气资源开发、海洋工程及航空航天等领域的新产品、新材料及新技术的研发过程中，需要对新研发的仪器设备进行耐压性能、疲劳寿命及可靠性等模拟测试，以确保新研发的仪器设备在实际生产过程中的各种恶劣工况下能稳定工作。目前国内外普遍采用的做法是在地面上建立超高压(超过100MPa)试验装置，在模拟的超高压环境中对新研发的仪器设备进行静压测试，经静压测试合格即认为仪器设备合格，绝大部分仪器设备并未进行更接近实际工况的模拟压力波动的疲劳寿命及可靠性等测试。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种脉动循环加压系统，涉及超高压加压设备领域。本实用新型提供一种原理简单、结构紧凑、安全可靠的能在超高压条件下实现脉动循环加压的系统，模拟高压环境下压力波动的工况，广泛应用于新仪器设备耐压性能、疲劳寿命及可靠性测试，将大量的不可确定因素提前暴露，极大的提高仪器设备的稳定性、可靠性及竞争实力。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种脉动循环加压系统，其特征在于，包括：
压力容器，其用于为被测试器件提供压力环境；
增压器，所述增压器包括缸筒和活塞，所述活塞将所述缸筒内空间分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体，且第一腔体的截面积大于第三腔体的截面积，所述增压器的第三腔体与所述压力容器连接；
电磁换向阀，其设有A口、B口、P口以及T口，所述A口和B口分别与所述第一腔体和第二腔体连接；
第一液压动力装置，其与所述电磁换向阀的P口连接，所述第一液压动力装置用于驱动增压器的活塞；
第二液压动力装置，其与所述增压器的第三腔体连接，所述第二液压动力装置用于为所述第三腔体和压力容器提供静态压力。
在上述技术方案的基础上，所述增压器的第一腔体与第三腔体的截面积之比为16:1。
在上述技术方案的基础上，所述增压器上设有检测活塞位移的位移检测装置。
在上述技术方案的基础上，所述位移检测装置用于控制电磁换向阀。
在上述技术方案的基础上，所述第一液压动力装置设有用于增压的第一气动液体增压泵，所述第二液压动力装置设有用于增压的第二气动液体增压泵。
在上述技术方案的基础上，所述的脉动循环加压系统还包括辅助气源装置，其分别连接第一气动液体增压泵和第二气动液体增压泵，所述辅助气源装置用于控制第一气动液体增压泵和第二气动液体增压泵的增压速率。
在上述技术方案的基础上，所述辅助气源装置设有过滤冷干装置。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
(1)本实用新型中的脉动循环加压系统提供一种原理简单、结构紧凑、安全可靠的液压系统，其能在超高压条件下实现脉动循环加压，模拟实际高压环境下压力波动的工况，可以广泛应用于新仪器设备耐压性能、疲劳寿命及可靠性测试。
(2)本实用新型中的脉动循环加压系统对增压器的活塞位移进行闭环控制，可以精确调节超高压容器里介质的压力。
(3)本实用新型中的脉动循环加压系统自动化程度高，脉动循环加压重复性好，可以长时间持续脉动循环加压。
附图说明
图1为本实用新型实施例脉动循环加压系统的原理图；
图2为本实用新型实施例脉动循环加压系统，在一种工况下压力容器输出的压力曲线图；
图中：1-压力容器，2-增压器，201-缸筒，202-活塞，203-第一腔体，204-第二腔体，205-第三腔体，3-电磁换向阀，4-第一液压动力装置，401-第一气动液体增压泵，402-第一溢流阀，403-油箱，404-第一单向阀，405-蓄能器，5-第二液压动力装置，501-第二气动液体增压泵，502-第二溢流阀，503-水箱，504-第二单向阀，6-位移检测装置，7-辅助气源装置，701-过滤冷干装置，8-第一气动阀，9-第二气动阀。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本实用新型提供一种脉动循环加压系统，包括压力容器1和增压器2。压力容器1，其用于为被测试器件提供压力环境，压力容器1的体积为定值，压力容器1至少能够承受100MPa的压力。增压器2，增压器2包括缸筒201和活塞202，活塞202将所述缸筒201内空间分隔为第一腔体203、第二腔体204和第三腔体205，且第一腔体203的截面积大于第三腔体205的截面积，增压器2的第三腔体205与压力容器1连接，增压器2的第三腔体205与压力容器1之间设有用于开启和关闭管路的第一气动阀8。具体地，第一气动阀8开启，增压器2的第三腔体205与压力容器1充满液压介质并密闭，当增压器2的活塞202移动使第三腔体205体积减少时，压力容器1内部压力增大；当增压器2的活塞202移动使第三腔体205体积增大时，压力容器1内部压力减小。以此，增压器2的活塞202来回不停地移动，压缩和扩充第三腔体205的体积，压力容器1内部产生脉动循环压力，原理简单、结构紧凑、安全可靠。优选地，增压器2的第一腔体203与第三腔体205的截面积之比为16:1，使得第一腔体203的液压介质压力只要超过第三腔体205压力的1/16时，就能推动增压器2的活塞202移动，进而压缩第三腔体205的体积，该方案降低了对第一液压动力装置4的工作压力要求，提高了系统的可靠性。
参见图1所示，本实用新型提供一种脉动循环加压系统还包括电磁换向阀3、第一液压动力装置4以及第二液压动力装置5。电磁换向阀3设有A口、B口、P口以及T口，A口和B口分别与第一腔体203和第二腔体204连接。具体地，当液压介质通过A口进入第一腔体203、通过B口流出第二腔体204时，增压器2的活塞202移动使第三腔体205的体积减小；当液压介质通过B口进入第二腔体204、通过A口流出第一腔体203时，增压器2的活塞202移动使第三腔体205的体积增大。作为优选的技术方案，电磁换向阀3的阀口开度可以调节，电磁换向阀3可以对通过的液压介质流量进行控制，进而控制增压器2的活塞202的移动速率和脉动循环压力的变化速率。同时，增压器2设有检测活塞202位移的位移检测装置6，位移检测装置6能够实时检测活塞202的位置，控制电磁换向阀3中液压介质的流向和流量，进而控制压力容器1内部的压力的大小和压力变化的速率。
参见图1所示，第一液压动力装置4与电磁换向阀3的P口连接，第一液压动力装置4与电磁换向阀3的P口之间还设有第一单向阀404，第一单向阀404用于防止液压介质回流，第一液压动力装置4用于驱动增压器2的活塞202。具体地，第一液压动力装置4设有用于增压的第一气动液体增压泵401，第一液压动力装置4还设有第一溢流阀402、油箱403以及蓄能器405，第一气动液体增压泵401将油箱403的液压油增压输出，通过电磁换向阀3驱动增压器2的活塞202，第一溢流阀402用于限制第一液压动力装置4的最高工作压力，提高第一液压动力装置4的安全性。作为可选的技术方案，可用爆破片装置代替第一溢流阀402。蓄能器405设于第一气动液体增压泵401的出口，用于吸收脉动循环加压系统工作时的液压冲击。
参见图1所示，第二液压动力装置5与增压器2的第三腔体205连接，第二液压动力装置5与增压器2的第三腔体205之间设有第二单向阀504，第二单向阀504用于防止液压介质回流，第二液压动力装置5用于为第三腔体205和压力容器1提供静态压力。具体地，第二液压动力装置5设有用于增压的第二气动液体增压泵501，第二液压动力装置5还设有第二溢流阀502和水箱503，第二气动液体增压泵501将水箱503的水增压输出到第三腔体205和压力容器1，第二溢流阀502用于限制第二液压动力装置5的最高工作压力，提高系统的安全性，作为可选的技术方案，可用爆破片装置代替第二溢流阀502。压力容器1和水箱503连接，压力容器1和水箱503之间设有用于开启和关闭管路的第二气动阀9。
参见图1所示，本实用新型提供一种脉动循环加压系统还包括辅助气源装置7，其分别连接第一气动液体增压泵401和第二气动液体增压泵501，辅助气源装置7用于控制第一气动液体增压泵401和第二气动液体增压泵501的增压速率。辅助气源装置7还连接第一气动阀8和第二气动阀9，辅助气源装置7控制第一气动阀8和第二气动阀9的开启和关闭。辅助气源装置7还设有过滤冷干装置701，其用于过滤、冷却以及干燥压缩的空气，过滤冷干装置701包括至少三次过滤、一次冷却以及一次干燥空气的工艺，以保证气源的洁净度与干燥度，进一步可保护第一气动液体增压泵401、第二气动液体增压泵501、第一气动阀8以及第二气动阀9。
参见图1所示，本实用新型的具体工作原理如下：忽略增压器2到压力容器1之间的管道容积。假设增压器2的第三腔体205的容积为V1，压力容器1的容积为V2，第三腔体205和压力容器1的静态压力(即脉动循环的最小压力)为P1，如果将第三腔体205中体积为V1、压力为P1的水全部压入压力容器1，则压力容器1内的压力将升至最大值P2，
根据水在等温压缩时的密度变化计算公式：
Δρ＝ρ·γT·ΔP (1)
式中：Δρ为水的密度变化；
ρ为水在标准状态下的密度；
γT为水的等温压缩系数；
ΔP为水的压力变化。
假设水在P1时的密度变化为Δρ1，在P2时的密度变化为Δρ2，水被压缩后，质量保持不变，则有：
(ρ+Δρ1)×(V1+V2)＝(ρ+Δρ2)×V2 (2)
将式(1)代入式(2)，得：
压力容器1的容积V2是固定值，则压力容器1最大压力P2由静态压力P1和第三腔体205的体积V1共同确定。具体地，静态压力P1由第二液压动力装置5确定，第三腔体205的体积V1由增压器2的活塞202的位置确定。
如图2所示，本实用新型的实施例模拟脉动循环加压的一种工况，脉动循环加压系统的最大压力为250MPa，共进行两次脉动循环加压。具体地，辅助气源装置7控制开启第一气动阀8，并关闭第二气动阀9，第二液压动力装置5提供静态压力，第一液压动力装置4提供的液压油进入增压器2的第一腔体203，推动增压器2的活塞202移动，压缩第三腔体205的水进入压力容器1，当压力达到最大值时，位移检测装置6控制电磁换向阀3复位，增压器2的活塞202停止移动；保压5分钟，然后位移检测装置6控制电磁换向阀3改变液压油流向，进而控制增压器2的活塞202移动，第三腔体205的体积增大，压力容器1的压力减小，同时位移检测装置6控制电磁换向阀3阀口的开度调节流量，进而控制增压器2的活塞202的移动速率；5分钟后，压力容器1达到脉动最小压力，位移检测装置6控制电磁换向阀3复位；保压5分钟，然后位移检测装置6控制电磁换向阀3再改变液压油流向，进而控制增压器2的活塞202移动，压缩第三腔体205的水进入压力容器1，当压力达到最大值时，位移检测装置6控制电磁换向阀3复位，增压器2的活塞202停止移动，如此反复5次。5次脉动循环加压后持续保压30分钟，再进行5次脉动循环加压，压力容器1输出的压力曲线如图2所示。
通过上述实施例说明，本实用新型的脉动循环加压系统提供一种原理简单、结构紧凑、安全可靠的液压系统，其能在超高压条件下实现脉动循环加压，模拟实际超高压环境下压力波动的工况，可以广泛应用于新仪器设备耐压性能、疲劳寿命及可靠性测试。由于对超高压增压器的活塞位移进行闭环控制，进而调节液体介质的体积，可以精确调节超高压容器里介质的压力。本实用新型自动化程度高，脉动循环加压重复性好，可以长时间持续脉动循环加压。
本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。