一种核电站管道减震弹簧测试装置的制作方法

本实用新型属于机械测量技术领域，具体涉及一种核电站管道减震弹簧测试装置。

背景技术：

核电站通常使用减震器来控制管道的震动，而管道的震动通常包括来源于内部流体正常流动带来的基础震动、外部的干扰震动、以及内部流体不正常流动，瞬间产生的瞬态震动等。

核电站的安全问题尤为重要，为了保证管道正常工作，不发生泄漏，对减震器的要求非常高，在投入使用之前需要对减震器进行严格的测试。减震器包括一阻尼部件和弹簧部件，通常的测试都是对减震器一体化测试，利用液压油缸加压，进行耐久性测试。而专门针对减震用弹簧的测试一般仅在弹簧出厂前进行。

传统的弹簧测试方法，如机械式，对动态显示测量参数，输出被测弹簧和拉伸、压缩特性曲线，均无法测试弹簧由完全压缩瞬时释放的特性及耐久性。

因此，研究开发了一种能够测试核电站用减震弹簧的瞬态释放性能的测试装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：现有的弹簧测试方法不能测试出弹簧的瞬态释放性能及其与耐久性拉伸与压缩次数的关系。现提供一种核电站管道减震弹簧测试装置，解决了无法测试弹由完全压缩瞬时释放的特性及耐久性等技术问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种核电站管道减震弹簧测试装置，包括控制显示装置、液压泵、液压马达、支架、凸轮结构、弹簧、应变计、计数器，液压马达固定在支架上，液压马达上还设有转轴，转轴上安装有凸轮结构，凸轮结构的凸齿与弹簧的上端接触；

控制显示装置均与应变计、计数器、液压泵连接，液压泵与液压马达连接；

计数器安装在支架上，计数器将获得的凸轮结构的转动信号传输给控制显示装置，控制显示装置根据接收的凸轮结构的转动信号并结合所述凸齿的数量计算弹簧被压缩的次数；

应变计设置在弹簧上，应变计将获得的弹簧应变信号数据传输给控制显示装置。

进一步地，所述支架的下端、弹簧的下端均固定在支撑板上。

进一步地，所述弹簧的下端通过锁定螺栓固定在支撑板上。

进一步地，所述支撑板为铁地板，所述支架通过T型螺栓固定在铁地板上，所述支架的一侧设有多块加强筋板。

进一步地，所述核电站管道减震弹簧测试装置还包括安全防脱结构，安全防脱结构包括 中间防脱杆、防脱爪，中间防脱杆的底部固定在支撑板上，多个所述防脱爪固定在中间防脱杆上，单个防脱爪与中间防脱杆相互垂直。

进一步地，所述中间防脱杆的高度小于弹簧被压缩时的高度，防脱爪的长度小于弹簧的直径。

进一步地，所述计数器为红外式计数器或电磁式计数器。

进一步地，所述凸轮结构的凸齿的个数为1—4个。

进一步地，所述凸轮结构的凸齿的两侧边弧线均为外凸式弧线或一侧边弧线为外凸式弧线、另一侧边为内凹式弧线。

进一步地，所述应变计为1个或2个或4个。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)本实用新型采用计数器将监控到的凸轮结构的转动信号传输给控制显示装置，控制显示装置根据转动信号获取弹簧被压缩的次数，应变计将弹簧被压缩时的应变信号传输给控制显示装置，控制显示装置可实时显示弹簧被压缩次数、弹簧的应变信号，并分析数据，从而获得弹簧被瞬间释放时的特性及应力变化情况。

(2)本实用新型结构简单、制造成本低，能够对核电站管道使用的弹簧进行瞬间释放的弹簧弹力测试。

附图说明

图1是本实用新型结构的正视图；

图2是本实用新型结构中凸轮结构的侧视图；

图3是本实用新型结构中的安全防脱结构的侧视图；

图中：1-支撑板，2-控制显示装置，3-液压泵，4-液压马达，5-计数器，6-凸轮结构，7-加强筋板，8-支架，9-转轴，10-弹簧，11-安全防脱结构，12-锁定螺栓，13-应变计，14-中间防脱杆，15-防脱爪，16-凸齿。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1、图2、图3所示，一种核电站管道减震弹簧测试装置，包括控制显示装置2、液压泵3、液压马达4、支架8、凸轮结构6、弹簧10、应变计13、计数器5，液压马达4固定在支架8上，液压马达4上还设有转轴9，转轴9上安装有凸轮结构6，凸轮结构6的凸齿 16与弹簧10的上端接触；

控制显示装置2均与应变计13、计数器5、液压泵3连接，液压泵3与液压马达4连接；

计数器5安装在支架8上，计数器5将获得的凸轮结构6的转动信号传输给控制显示装置2，控制显示装置2根据接收的凸轮结构6的转动信号并结合所述凸齿16的数量计算弹簧10被压缩的次数；

应变计13设置在弹簧10上，应变计13将获得的弹簧10应变信号数据传输给控制显示装置2。

本实施例中所述支架8可为立柱、竖直杆等结构，支架8的下端固定在支撑板1上，支架8的上端可用于固定液压马达4，液压马达4可上下调节地固定在支架8上，液压马达4与支架8的具体连接关系为：液压马达4的转轴9穿过所述支架8，转轴9上安装有凸轮结构6，凸轮结构6随着转轴9的转动而转动。

在转轴9转动过程中，转轴9上设置的凸轮结构6的凸齿16与弹簧10的接触状态不同，当弹簧10完全被压缩时，弹簧10的上端与凸轮结构6的凸齿16的顶部接触，弹簧16为自由状态时，弹簧10的上端与凸轮结构6的凸齿16的侧边弧线接触。

其中，设置在支架8上的计数器5可监控到凸轮结构6的转动信号，并将该转动信号传输给控制显示装置2，控制显示装置2根据转动信号获取弹簧10被压缩的次数；同时，控制显示装置1实时显示弹簧10被压缩次数、弹簧10的应变信号、液压泵3的压力和流量、液压马达4的压力和转速的对应关系。

其中，设置在弹簧10上的应变计13，可监控到弹簧10被压缩或释放状态的应变信号，并将该信号传输给控制显示装置2，控制显示装置2将弹簧第一次被压缩的应力值与弹簧被多次压缩后的应力值进行比较，两者的差值在一定范围内，则判定合格，即可确认核电站用减震弹簧的瞬态释放性能及耐久性。

具体操作方法为：打开控制显示装置2、液压泵3的电源，将待测的弹簧10固定到位，启动液压马达4，在自动控制模式下，弹簧可以是瞬时释放也可以是受约束释放，通过控制显示装置2设定需要测试的次数，例如10000次，则装置一直运行，在弹簧被压缩10000次后，自动停止，在被压缩过程中，转轴9开始转动，弹簧10多次重复被压缩、释放，支架8上的计数器5记录弹簧10被压缩的次数，并将该信号传输给控制显示装置2，安装在弹簧10上的应变计13记录弹簧10在被压缩时的应变信号，并将该应变信号传输给控制显示装置2，控制显示装置2根据接收到的数据信号进行处理，从而计算获得测试弹簧在完全压缩状态下瞬时释放的特性及耐久性。

控制显示装置2上还设有急停按钮，在出现意外情况时，紧急停止装置运行。

本实施例中所述的计数器5可为红外式计数器，通过记录红外反射脉冲的个数进行计数，其结构及其原理为本领域技术人员所熟知，不再详述。

本实施例中所述的应变计13的主要作用是监控得到弹簧的应变信号，其具体结构及其原理为本领域技术人员所公知，不再详述。

其中，控制显示装置2、液压泵3可均放置在支撑板1上，支撑板1可为四边体结构的平板。其中，控制显示装置2包括控制器、显示器和输入装置，控制器可以采用51单片机，其根据预设的耐久次数或急停按钮的信号启动或关闭液压泵3。显示器可以是LED或LCD显示器，接收控制器的控制信息以及数据信息，显示实时压力值以及弹簧被压缩次数，进一步还可以显示系统的运行状态，例如液压泵的参数及液压油的参数等。

本实施例中所述的液压马达4固定在支架8上，且可以上下可调节的方式固定在所述支架8上。这种调节方式主要针对核电站管道减震弹簧的尺寸不同，为了能够使用不同的弹簧尺寸，将液压马达4设置为可调高度，具体实现方式可通过采用丝杠式高度调节机构或液压杆式高度调节机构等。

本实施例中所述的液压泵3的出口端还连接有溢流阀，控制显示装置2通过对溢流阀进行控制从而调节液压泵3的压力以适应不同的弹簧10的形变量。

实施例2：

本实施例在实施例的1的基础上进一步限定，所述支架8的下端、弹簧10的下端均固定在支撑板1上，所述弹簧10的下端通过锁定螺栓12固定在支撑板1上，本实施例中将支架8的下端固定在支撑板1，便于支架8承受液压马达4、支架8的重力，并且支持支架8的转轴9带动凸轮结构6的凸齿与弹簧10进行压缩、恢复的相对运动。将弹簧10的下端即是对弹簧10的一端固定，另一端在转轴9的转动作用下被压缩或瞬间释放，实现在自动控制下完成对弹簧10瞬时释放特性及耐久性的测试。本实施例中所述的支架8、弹簧10、支撑板1等结构的作用为本领域公知的结构及其作用，为本领域所述的公知常识，不再详述。

实施例3：

本实施例与上述实施例的区别在于：所述支架8的一侧设置有多块所述加强筋板7，加强筋板7的主要作用是起到加强支架8的作用，防止在压力作用下支架8发生形变，起到一定的支撑作用，加强筋板7的具体结构及其作用为本领域技术人员公知，不再详述。

实施例4：

本实施例与上述实施例的区别在于：所述还包括安全防脱结构11，安全防脱结构11包括中间防脱杆14、防脱爪15，中间防脱杆14的底部固定在支撑板1上，多个所述防脱爪15固定在中间防脱杆14上，单个防脱爪15与中间防脱杆14相互垂直。

所述中间防脱杆14的高度小于弹簧10被压缩时的高度，防脱爪15的长度小于弹簧10的直径。

本实施例中安全防脱结构11的主要作用是为了防止由于弹簧10的下端的锁定螺栓12松动而脱落，而发生弹簧迸出的危险。设置安全防脱结构11，其所起的作用是弹簧10侧向迸出时，所述防脱爪15能勾住弹簧10，防止对人员或设备造成伤害。

在本实施例中为了保证所述中间防脱杆14对弹簧10的压缩形成影响，将所述中间防脱杆14的高度设置为小于弹簧10被压缩时的高度。设置防脱爪15的长度小于弹簧10的直径的主要作用是防止在测试过程中防脱爪15与弹簧10形成干涉，影响测试结果。其中，防脱爪15与中间防脱杆14采用固定连接方式，具体可焊接、螺接等。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上，所述计数器5为红外式计数器或电磁式计数器。电磁式计数器的作用是通过记录磁脉冲的个数进行计数，并将该磁脉冲信号发送给控制显示装置2。

在测试弹簧被压缩瞬时释放的特性时，弹簧10是被瞬时释放，会产生较大的噪声，故计数器5还可为声音记录器，记录声音脉冲的个数，也可直接获得弹簧被压缩的次数数据。

本实施例中的计数器5还可为其他结构，其他具有记录弹簧被压缩次数的部件，均为计数器的等效功能结构。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上，限定所述凸轮结构6的凸齿16的个数为1—4个。

所述凸轮结构6的凸齿16的两侧边弧线均为外凸式弧线或一侧边弧线为外凸式弧线、另一侧边为内凹式弧线。

当凸轮结构6随着转轴9的转动到达与弹簧10最近一端的位置时，弹簧10完全被压缩，弹簧10与凸轮结构6的凸齿16顶部接触，弹簧10为自由状态时，弹簧10的上端与凸轮结构6的凸齿16的侧边弧线接触。

本实施例中关于对凸轮结构6的凸齿16进行设置，其个数可为1—4个，优选1个或2—4个，当凸齿16的个数为1个时，凸齿16两侧边弧线均为外凸式弧线，弹簧受约束被压缩，随后受约束而恢复，或者一侧为外凸式弧线、另一侧为内凹式弧线，且在所述凸轮结构16转动时，首先与所述弹簧10的上端接触的侧边弧线为外凸式弧线，另一侧为内凹式弧线，在该种情况下，弹簧受约束压缩，而不受约束时回弹，实现了瞬时释放。通过对凸轮结构6的凸齿16个数的设置，在转轴9转动时，凸齿16与弹簧的接触情况不同，从而可测试得到弹簧受约束释放与瞬时释放两种情况下，弹簧的瞬态释放性能。

实施例7：

本实施例在上述实施例的基础上，限定所述应变计13为1个或2个或4个，应变计13为1个，构成四分之一桥的应变测量电路；应变计13为2个，构成半桥的应变测量电路；应变计13为4个，构成全桥的应变测量电路。

本实施例中所述的支架8、锁定螺栓、控制显示装置2、计数器5、液压泵3，任何其他完成本实施例中所述同等功能的部件，尽管其描述术语与本技术方案中不一致，仍在本技术方案的保护范围内。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。