一种空气涡轮冷却器寿命试验装置的制作方法

本实用新型涉及空气涡轮冷却器高速运转试验领域，具体涉及一种涡轮冷却器寿命试验装置及其试验方法。

背景技术：

空气涡轮冷却器寿命试验的控制和试验过程经常发生问题，存在的主要问题是试验台操作为人工手动调节控制压力和温度的开关，由于空气涡轮冷却器寿命试验需长期运转几十天，每天24h不停运转，试验工需时刻注意试验参数并通过手动调节进行调整，在长时间的试验过程中，特别是深夜和凌晨，试验工会出现走神、疲惫和打瞌睡等状态，导致误操作甚至无操作，进而导致产品损坏，试验失败。试验数据由试验者手动记录，无追溯性。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种空气涡轮冷却器寿命试验装置，以解决现有空气涡轮冷却器寿命试验故障频发的现状。

本实用新型是通过如下技术方案予以实现的：

一种空气涡轮冷却器寿命试验装置，包括与待测试产品出口处连接的出口侧空气管路以及与待测试产品进口处连接的进口侧空气管路；

所述出口侧空气管路上依次连接有出口侧温度传感器、出口侧压力传感器和第三阀门；

所述进口侧空气管路上依次连接有进口侧压力传感器、进口侧温度传感器、第二阀门、加热装置、第一阀门和低压气源；

所述出口侧温度传感器、出口侧压力传感器、进口侧压力传感器以及进口侧温度传感器与测控系统相连接，测控系统采集温度传感器和压力传感器的信号并进行闭环控制；

所述第一阀门、第二阀门与测控系统相连接，测控系统能在压力传感器反馈的压力值超出设定值上下限时，通过调节阀门开度，将压力值控制在设定值上下限范围内。

所述加热装置与测控系统相连接，测控系统能在温度传感器反馈的温度值超出设定值上下限时，通过调节加热装置的功率，将温度值控制在设定值上下限范围内。

所述第一阀门、第二阀门经步进电机与测控系统相连接。

所述测控系统与报警装置相连接，测控系统设定了报警装置，能识别各种已知可能导致产品故障的因素，并报警，即当试验参数达到报警条件时即触发报警，中断试验。

所述测控系统为欧姆龙CP1H系列PLC。

所述测控系统与硬盘存储设备相连接，测控系统能自动记录试验数据。

空气涡轮冷却器寿命试验装置包括低压气源，低压气源提供低压风，通过加热装置加热后进入产品，测控系统按设定值控制进口侧温度、进口侧压力，监测出口侧压力，进行寿命试验并记录试验数据。

低压气源能持续提供压力为0.7MPa左右的低压风。

进口侧压力通过测控系统监测进口侧压力传感器，按输入的设定值控制阀门开度，进而控制待测试产品进口侧压力符合要求值。

阀门开度由测控系统控制阀门上的步进电机正反转实现。

进口侧温度通过测控系统监测进口侧温度传感器，按输入的设定值控制加热装置的加热功率，进而控制进口侧温度符合要求值。

出口侧压力通过测控系统监测出口侧压力传感器，通过手动调节阀门使出口压力值符合要求值，仅需试验开始时调节一次。

上述空气涡轮冷却器寿命试验装置的使用方法包括以下步骤：

(a)将待测试产品进口通过进口侧空气管路与加热装置连接，将待测试产品出口通过出口侧空气管路通入大气环境中。出口、进口侧压力传感器，出口、进口侧温度传感器分别安装到出口、进口侧空气管路上，第一阀门和第三阀门打开；

(b)按工艺规程要求设置进口温度、进口压力、超压报警值和超温报警值。开启测控系统自动控制程序，点击“启动”按钮；

(c)测控系统检测出进口侧压力传感器的压力值，控制步进电机正反转，控制第二阀门开度，从而控制进口压力实现闭环控制；

(d)测控系统检测出进口侧温度传感器的温度值，控制加热装置的加热功率，从而控制进口温度实现闭环控制；

(e)测控系统检测出出口侧压力传感器的压力值并显示，由试验工手动调节第三阀门控制，调节完成后第三阀门在整个寿命试验过程中无需再进行调节；

(f)当进口压力、进口温度同时达到设定值时，测控系统自动开始记录数据，系统将以每1分钟记录一次的速率记录试验数据并保存系统硬盘中，以便查阅。当触发报警条件时，测控系统将自动停止试验并报警，例如当加热装置温度超出超温报警设定值时，会触发超温报警。当持续一段时间未加热时，会触发加热超时报警。当进口压力值超出进口超压报警设定值时，会触发超压报警。当各个温度、压力传感器无信号反馈时会触发异常报警。

本实用新型的有益效果是：

与现有试验设备相比，本实用新型的涡轮冷却器寿命试验装置的试验过程全程自动化控制，减少人力，参数控制更精确、稳定，试验记录更真实可靠，为产品的例行试验提供可靠的依据，保证产品的交付。

附图说明

图1是本实用新型的结构图；

图中：1-低压气源，2-第一阀门，3-加热装置，41-出口侧温度传感器，42-进口侧温度传感器，51-出口侧压力传感器，52-进口侧压力传感器，6-待测试产品， 7-测控系统，81-出口侧空气管路，82-进口侧空气管路，9-第二阀门，10-第三阀门。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；

如图1所示，本实用新型中的涡轮冷却器寿命试验装置包括低压气源1、第一阀门2、第二阀门9、第三阀门10、加热装置3、待测试产品6，并分别通过出口侧空气管路81和进口侧空气管路82相连接，测控系统7采集出口侧温度传感器41，进口侧温度传感器42，出口侧压力传感器51，进口侧压力传感器52 的信号并进行闭环控制。

测控系统7选用omron(欧姆龙)CP1H系列PLC，通过编程对温度、压力控制、报警机制等实现控制，具体要求如下：

测控系统7能在进口侧压力传感器52反馈的压力值超出设定值上下限时，通过调节第一阀门2、第二阀门9开度，将压力值控制在设定值上下限范围内；

测控系统7能在进口侧温度传感器42反馈的温度值超出设定值上下限时，通过调节加热装置3的功率，将温度值控制在设定值上下限范围内；

测控系统7设置了报警装置，能识别各种已知可能导致产品故障的因素，并报警；

测控系统7与硬盘存储介质连接，能自动记录试验数据。

以XX空气涡轮冷却器寿命试验为例，涡轮冷却器寿命试验装置的试验方法包括以下步骤：

1、确保试验台管路干净的情况下将产品安装到试验台上，开启控制系统电源，确认出口侧温度传感器41，进口侧温度传感器42，出口侧压力传感器51，进口侧压力传感器52显示正常。

2、按工艺规程要求设定参数，设置进口压力设置值452±10kPa，进口温度80⁺⁵℃，设置超温报警温度100℃，设置超压报警设置值500kPa，设置允许加热最低压力值100kPa。

3、开启第一阀门2和第三阀门10，点击测控系统7上的“启动“按钮，试验开始，测控系统7根据读取进口压力值，控制第一阀门2的步进电机反转，缓慢加大进口压力值。

4、当压力超过100kPa后，测控系统7控制加热装置3开始加热。当进口压力达到设定值后，观察出口压力读数，若不满足工艺规程要求值调节出口阀门(第三阀门10)使出口压力满足工艺规程要求值，若满足要求值则无需调节，待进口温度达到设定值后，系统开始记录数据。

5、当进口压力值大于设定值时，测控系统7控制步进电机正转，以使驱动输出轴转动并到达设定压力值。当进口压力值小于设定值时，测控系统7控制步进电机反转，以使驱动输出轴转动并到达设定压力值。当进口压力值等于设定值时，测控系统7控制步进电机不动作。当进口温度值大于设定值时，测控系统7控制加热装置3降低加热功率，以使进口温度达设定温度值。当进口温度值小于设定值时，测控系统7控制加热装置3加大加热功率，以使进口温度达设定温度值。当进口温度值等于设定值时，测控系统7控制加热装置3加热功率不变。

6、因试验周期很长，取一段时间进行试验验证。试验进行20h后，调出试验数据，试验参数都在设定值公差范围内。

6、停止试验时，点击“停止“按钮，待测控系统7自动将温度降低到45℃以下后拆卸产品，关闭第一阀门2，关闭试验台电源。

7、目视检查产品外观无裂纹、划、碰伤等机械损伤，产品结构完好，涡轮转子旋转灵活，无手能感受到的卡滞现象，试验参数均符合工艺规程要求，试验合格。