一种大流量、高精度放气活门测试装置的制作方法

本发明属于气动控制技术领域，具体涉及一种大流量、高精度放气活门的测试装置。

背景技术：

放气活门主要通过控制阀口开度，保持出口压力的稳定，从而为系统提供稳定的出口压力来保证较高的控制精度。放气活门作为调压元件被广泛应用于航空航天领域的控制系统中，随着航空航天技术的不断发展，对活门的性能也提出了更高的要求，其性能的稳定性不仅关系到系统的控制精度，有时甚至直接关系到系统能否正常工作，因此，在活门使用前对其性能的测试就显得尤为重要。

放气活门作为航空发动机系统中的关键部件，其性能的稳定性对航空发动机有着重要影响，急需能够对放气活门的性能进行测试的相关设备。目前，国内的相关测试设备较少，并且仍采用手动的方式调节活门的入口压力，用指针压力表测压，人工读取、记录测试数据的方式，在测试精度和压力动态闭环控制等方面，与航空发动机上放气活门的测试要求有较大差距。因此设计一种大流量、高精度放气活门测试装置具有非常重要的实际意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种大流量、高精度放气活门测试装置，能够实现大范围气体压力调节、高精度气体压力动态闭环控制和气体大流量精确测试等功能。

实现本发明目的的技术方案为：一种大流量、高精度放气活门测试装置，采用三路进口和两路出口设计，包括高压管路、低压管路和出口管路，其中高压管路和低压管路共同为三路进口提供调节压力；高压管路、低压管路进气端采用手动减压阀和比例减压阀组合的二级减压方式，对于高压管路，进口a、b调节压力为0.2mpa～8mpa，进口c连接有两路气体，一路调节压力为0.02mpa～0.8mpa，另一路调节压力为0.2mpa～1mpa；对于低压管路，进口a、b调节压力为0.02mpa～0.6mpa。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)空气系统高低压进气端均采用手动减压阀+比例减压阀二级减压方式，通过两台高精度比例减压阀，对出口压力进行调节，满足0.02mpa～8mpa大范围调压要求；(2)通过设计蓄能装置和选用高精度比例减压阀，采用pid控制策略，通过设置合理的pid参数，控制压力上升时间、超调量、压力稳定时间等指标，对出口压力进行闭环控制，满足±0.02mpa的调压精度；(3)由于放气活门产品的特殊结构，针对流量计压阻对活门产品出口泄漏量测量影响较大的问题，选用超低压损质量流量计，当流量为100l/min时，流量计压损小于1.5kpa，且受温度、压力、介质的影响较小，完全适用于放气活门泄漏量的测量。同时采用两台低压损高精度质量流量计，通过电磁阀进行切换，满足1.5l/min～142l/min的测量范围和1％的测量精度；(4)本发明适用于航空发动机上各类放气活门的性能测试，测试项目包括：响应特性检查、泄漏量检查、失效安全与零值限定检查、压降与力矩马达电流变化率检查、零偏与死区电流检查、平衡电流调整试验等。

附图说明

图1为本发明的气动原理图。

图1中标号：背压阀1、电磁阀2、第一流量计3、第二流量计4、第一压力传感器5、第二压力传感器6、气动球阀7、二位三通电磁阀8、第一排气阀9、第三压力传感器10、气动三联件11、第四压力传感器12、第一进气阀13、第二排气阀14、第五压力传感器15、第二进气阀16、第一过滤器17、第二过滤器18、第六压力传感器19、二通电磁阀20、手动减压阀21、第一比例减压阀22、第七压力传感器23、第一安全阀24、第二比例减压阀25、第八压力传感器26、第二安全阀27、第九压力传感器28、第三安全阀29、蓄能装置30。

具体实施方式

如图1所示，一种大流量、高精度放气活门测试装置，采用三路进口和两路出口设计，包括高压管路、低压管路和出口管路，其中高压管路和低压管路共同为三路进口提供调节压力；高压管路、低压管路进气端采用手动减压阀和比例减压阀组合的二级减压方式，对于高压管路，进口a、b调节压力为0.2mpa～8mpa，进口c连接有两路气体，一路调节压力为0.02mpa～0.8mpa，另一路调节压力为0.2mpa～1mpa；对于低压管路，进口a、b调节压力为0.02mpa～0.6mpa。

所述高压管路包括气动球阀7、二位三通电磁阀8、第二排气阀14、第五压力传感器15、第二进气阀16、第一过滤器17、第二过滤器18、第六压力传感器19、二通电磁阀20、手动减压阀21、第一比例减压阀22、第七压力传感器23、第一安全阀24、第二比例减压阀25、第八压力传感器26、第二安全阀27、第九压力传感器28、第三安全阀29、蓄能装置30和第二压力传感器6；其中气动球阀7、第二比例减压阀25、蓄能装置30数量为多个；

高压气体先后经过第二进气阀16、第五压力传感器15、第一过滤器17、第二过滤器18、第六压力传感器19、手动减压阀21后分成三路；第一路先后经过气动球阀、第二比例减压阀、蓄能装置、气动球阀后，压力气体到达进口a，采用气体pid压力闭环控制技术，进口a调节压力为0.2mpa～8mpa；第二路先后经过气动球阀、第二比例减压阀、蓄能装置、气动球阀后，压力气体到达进口b，采用气体pid压力闭环控制技术，进口b调节压力为0.2mpa～8mpa；第三路经过气动球阀、第二比例减压阀后分成第四路和第五路；第四路经过二通电磁阀20、第一比例减压阀22、电磁阀2后，压力气体到达进口c，采用气体pid压力闭环控制技术，c口调节压力为0.02mpa～0.8mpa；第五路经过电磁阀后，压力气体到达进口c，采用气体pid压力闭环控制技术，c口调节压力为0.2mpa～1mpa；所述第一过滤器17前端和第二过滤器18后端均设有第五压力传感器15；所述手动减压阀21后端设有第七压力传感器23和第一安全阀24，第一比例减压阀22后端设有第九压力传感器28和第三安全阀29，第二比例减压阀25后端设有第八压力传感器26和第二安全阀27；所述气动球阀7通过二位三通电磁阀8进行控制；第二压力传感器6数量为三个，分别用于检测进口a、进口b和进口c的压力。

所述低压管路包括第一进气阀13、第四压力传感器12、气动三联件11、第三压力传感器10、第一排气阀9、二通电磁阀20、第一比例减压阀22、第九压力传感器28、第三安全阀29、气动球阀7、二位三通电磁阀8；气动球阀7、二通电磁阀20、第一比例减压阀22数量为多个；

低压气体先后经过所述第一进气阀13、气动三联件11后分成两路；第一路先后经过所述二通电磁阀20、第一比例减压阀22、气动球阀7后，压力气体到达进口a，采用气体pid压力闭环控制技术，a口调节压力为0.02mpa～0.6mpa；第二路先后经过所述二通电磁阀20、第一比例减压阀22、气动球阀7后，压力气体到达进口b，采用气体pid压力闭环控制技术，b口调节压力为0.02mpa～0.6mpa；所述气动三联件11前端和后端分别设有第四压力传感器12和第三压力传感器10；第一比例减压阀22的后端设有第九压力传感器28和第三安全阀29；气动球阀7通过二位三通电磁阀8进行控制。

所述出口管路包括背压阀1、电磁阀2、第一流量计3、第二流量计4、第一压力传感器5；

所述电磁阀2、第一流量计3、第二流量计4连接在出口d；第一流量计3、第二流量计4用于测量流量，通过前端的电磁阀2进行切换；所述背压阀1、电磁阀2连接在出口e；所述背压阀1为比例背压阀，压力可自由设定，为出口e提供背压；所述第一压力传感器5用于检测出口d和出口e的压力。

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，本发明提供的测试装置采用三路进口和两路出口设计，包括高压管路、低压管路和出口管路。采用气体pid压力闭环控制技术，通过比例减压阀，由高压管路和低压管路共同为三路进口提供调节压力。针对后端压阻敏感的活门产品，采用气体流量精确测试技术，出口通过低压损流量计进行测量。通过背压阀1，出口能够提供产品所需背压。

如图1所示，高压管路包括气动球阀7、二位三通电磁阀8、第二排气阀14、第五压力传感器15、第二进气阀16、粗过滤器17、精过滤器18、第六压力传感器19、二通电磁阀20、手动减压阀21、第一比例减压阀22、第七压力传感器23、第一安全阀24、第二比例减压阀25、第八压力传感器26、第二安全阀27、第九压力传感器28、第三安全阀29、蓄能装置30。高压气体先后经过所述第二进气阀16、第五压力传感器15、粗过滤器17、精过滤器18、第六压力传感器19、手动减压阀21后分成三路；第一路先后经过所述气动球阀7、第二比例减压阀25、蓄能装置30、气动球阀7后，压力气体到达进口a；采用气体pid压力闭环控制技术，a口调节压力为0.2mpa～8mpa，精度为±0.02mpa；第二路先后经过所述气动球阀7、第二比例减压阀25、蓄能装置30、气动球阀7后，压力气体到达进口b，采用气体pid压力闭环控制技术，b口调节压力为0.2mpa～8mpa，精度为±0.02mpa；第三路经过所述气动球阀7、第二比例减压阀25后分成第四路和第五路；第四路经过所述二通电磁阀20、第一比例减压阀22、电磁阀2后，压力气体到达进口c，采用气体pid压力闭环控制技术，c口调节压力为0.02mpa～0.8mpa，精度为±0.01mpa；第五路经过所述电磁阀2后，压力气体到达进口c，采用气体pid压力闭环控制技术，c口调节压力为0.2mpa～1mpa，精度为±0.02mpa。所述粗过滤器17前端和精过滤器18后端均设有压力传感器15和19；所述手动减压阀21、第一比例减压阀22、第二比例减压阀25的后端均设有压力传感器23、26、28和安全阀24、27、29；所述气动球阀7通过二位三通电磁阀8进行控制；压力传感器6用于检测进口a、进口b和进口c的压力。

所述低压管路包括第一进气阀13、第四压力传感器12、气动三联件11、第三压力传感器10、第一排气阀9、二通电磁阀20、第一比例减压阀22、第九压力传感器28、第三安全阀29、气动球阀7、二位三通电磁阀8。低压气体先后经过所述第一进气阀13、气动三联件11后分成两路；第一路先后经过所述二通电磁阀20、第一比例减压阀22、气动球阀7后，压力气体到达进口a，采用气体pid压力闭环控制技术，a口调节压力为0.02mpa～0.6mpa，精度为±0.01mpa；第二路先后经过所述二通电磁阀20、第一比例减压阀22、气动球阀7后，压力气体到达进口b，采用气体pid压力闭环控制技术，b口调节压力为0.02mpa～0.6mpa，精度为±0.01mpa；所述气动三联件11前端和后端均设有压力传感器12和10；第一比例减压阀22的后端均设有压力传感器28和安全阀29；所述气动球阀7通过二位三通电磁阀8进行控制。

所述出口管路包括背压阀1、电磁阀2、第一流量计3、第二流量计4、第一压力传感器5。所述电磁阀2、第一流量计3、第二流量计4连接在出口d；所述第一流量计3和第二流量计4为低压损质量流量计，用于测量不同范围的流量，通过前端的电磁阀2进行切换；所述背压阀1、电磁阀2连接在出口e；所述背压阀1为比例背压阀，压力可自由设定，为出口e提供背压；所述压力传感器5用于检测出口d和出口e的压力。

进气端均采用手动减压阀+比例减压阀二级减压方式，通过两台高精度比例减压阀22和25，对出口压力进行调节，满足大范围调压要求。通过蓄能装置30和高精度比例减压阀22、25，采用气体pid压力闭环控制技术，对出口压力进行闭环控制，满足调压精度要求。