一种变量泵低温试验系统

1.本实用新型涉及液压泵性能检测领域，尤其涉及一种变量泵低温试验系统。


背景技术：

2.在各种环境因素中，液压泵性能受介质温度影响较大，因此在液压泵在设计定型、检测等等阶段均需要进行低温测试，以摸清液压泵各种温度条件下的性能指标。现在的低温试验系统普遍是先将整个油箱中介质制冷至所需温度，然后供给液压泵进行低温测试，即液压泵进口温度是由油箱内介质温度保证的。但是如果测试的液压泵是变量泵，则随着泵的排量变化那么泵的发热量也会随之变化，泵的发热量很大一部分会被流经泵的工作介质带走。特别是对于大负载、高压变量泵，低温测试过程泵后的介质温度往往会比泵前升高10℃以上，这种情况下如果对因变量泵工况变化而造成的出口介质温度波动不加以控制，则该部分温度波动会快速传递给油箱内的工作介质，给测试结果准确性带来不利影响。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种变量泵低温试验系统，通过一套导热油制冷机组配合的两个串联换热器，可在精准控制变量泵进口温度的同时快速响应变量泵出口介质温度变化，使得油箱内介质温度保持在一个较稳定范围，从而减少变量泵进口温度波动，保证测试结果准确性。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种变量泵低温试验系统，包括供油箱、导热油制冷控温机组和温度控制器，所述供油箱通过介质循环管首尾依次连接有低压离心泵、第一换热器、第二换向阀、第一温度传感器、待测变量泵、第二换热器和第二温度传感器，所述导热油制冷控温机组通过导热油循环管路首尾依次连接有导热油泵、第一换热器、三通式调节阀和第二换热器，所述三通式调节阀通过导热油循环管路支路和导热油制冷控温机组的输入端相连，所述三通式调节阀流向导热油制冷控温机组的导热油循环管路支路上连接有单向阀，所述第一换热器和第二换向阀之间的介质循环管以及测变量泵和第二换热器之间的介质循环管通过循环短接管路连接有第一换向阀，所述第一温度传感器和第二温度传感器均与温度控制器的输入端相连，所述三通式调节阀和导热油泵均与温度控制器的输出端相连。
5.作为本实用新型的进一步改进，所述导热油泵和低压离心泵均为耐低温磁力泵。
6.作为本实用新型的进一步改进，所述第一换热器和第二换热器均为板式换热器。
7.作为本实用新型的进一步改进，所述三通式调节阀为等百分比特性型调节阀。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述导热油制冷控温机组为复叠式压缩机制冷机组。
9.本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：
10.本实用新型一种变量泵低温试验系统，通过一套导热油制冷机组配合的两个串联换热器，可在精准控制变量泵进口温度的同时快速响应变量泵出口介质温度变化，使得油
箱内介质温度保持在一个较稳定范围，从而减少变量泵进口温度波动。
附图说明
11.图1为本实用新型的系统原理图；
12.图2位本实用新型在准备阶段的流程示意图；
13.图3为本实用新型在正式测试阶段的流程示意图。
14.附图中：1、供油箱，2、导热油泵，3、低压离心泵，4、第一换热器,5、第一换向阀，6、循环短接管路，7、第二换向阀，8、第一温度传感器，9、待测变量泵，10、第二温度传感器，11、介质循环管，12、第二温度传感器，13、导热油循环管路，14、温度控制器，15、三通式调节阀，16、导热油制冷控温机组，17、单向阀。
具体实施方式
15.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.如图1所示，本实用新型涉及一种变量泵低温试验系统，包括供油箱1、导热油制冷控温机组16和温度控制器14，所述供油箱1通过介质循环管11首尾依次连接有低压离心泵3、第一换热器4、第二换向阀7、第一温度传感器8、待测变量泵9、第二换热器10和第二温度传感器12，供油箱1内的介质依次通过低压离心泵3、第一换热器4、第二换向阀7与待测变量泵9进口连接，待测变量泵9出口的介质流经第二换热器10后回到供油箱1。第一温度传感器8安装在第二换向阀7与待测变量泵9进口之间的介质循环管11上，测量待测变量泵9进口温度。第二温度传感器12安装在第二换热器10与供油箱1之间的介质循环管11上，测量第二换热器10出口温度。
17.所述导热油制冷控温机组16通过导热油循环管路13首尾依次连接有导热油泵2、第一换热器4、三通式调节阀15和第二换热器10，所述三通式调节阀15通过导热油循环管路支路和导热油制冷控温机组16的输入端相连，所述三通式调节阀15流向导热油制冷控温机组16的导热油循环管路支路上连接有单向阀17，其中导热油在三通调节阀15后分为两股，一股直接回到导热油制冷控温机组16，另外一股流经第二换热器10后再回到导热油制冷控温机组16，三通调节阀15接受温度控制器14指令改变开度，从而改变流经第二换热器10导热油的流量。导热油泵2配备变频调速功能，接受温度控制器14指令改变导热油流量。导热油控温机组16的供出来的流量是由导热油泵2来决定的，三通调节阀15在整个系统中是其一个导热油流量分配的作用，决定有多少导热油进入第二换热器10跟工作介质换热。
18.所述第一换热器4和第二换向阀7之间的介质循环管11以及待测变量泵9和第二换热器10之间的介质循环管11通过循环短接管路6连接有第一换向阀5，所述第一温度传感器8和第二温度传感器12均与温度控制器14的输入端相连，所述三通式调节阀15和导热油泵2均与温度控制器14的输出端相连。温度控制器14分别采集第一温度传感器8和第二温度传感器12的温度，并分别与设定待测变量泵9进口控制目标温度和第二换热器10出口控制目标温度比较，进而通过pid控制算法输出相应的控制量来调节导热油泵2转速和三通调节阀
15的开度，最终使得待测变量泵9进口温度和第二换热器10出口温度稳定在控制目标值。
19.具体的，所述导热油泵2和低压离心泵3均为耐低温磁力泵，延长了泵的寿命。
20.具体的，所述第一换热器4和第二换热器10均为板式换热器，板式换热器换热面积大、换热效率高，有利于控制换热器出口介质温度。
21.具体的，所述三通式调节阀15为等百分比特性型调节阀，以保证在不同阀门开度上的调节精度。
22.具体的，所述导热油制冷控温机组16为复叠式压缩机制冷机组，采用复叠式压缩机制冷，可快速调节供液口温度，保证供给第一换热器4的导热油温度稳定在设定值。
23.应用于一种变量泵低温试验系统的试验方法，包括下列步骤，
24.步骤一：提前设定测试温度
25.通过温度控制器14设定待测变量泵9进口控制目标温度tin和第二换热器10出口控制目标温度tout，其中tout=tin+5℃；
26.通过导热油制冷控温机组16设定导热油供液温度t
导，
其中t
导
=tin
‑
10℃；
27.步骤二：试验准备阶段
28.如图2所示，该阶段开启导热油制冷控温机组16、导热油泵2、低压离心泵3和第一换向阀5，关闭第二换向阀7，通过温度控制器14控制三通调节阀15通往第二换热器10的开度调节到最大位置，且三通调节阀15通往导热油制冷控温机组16输入端的的开度关闭；
29.该阶段的目的是让供油箱1内介质通过第一换热器4、第二换热器10与导热油制冷控温机组16供出来的低温导热油进行换热，以快速降低供油箱1内介质温度，供油箱1内介质温度近似等于第二温度传感器12处的温度，即第二换热器10出口的温度；
30.故当tout=tin+5℃时，可近似认为供油箱1内介质温度也达到tin+5℃，此时试验准备阶段结束；
31.步骤三：正式测试阶段
32.如图3所示，该阶段开启导热油制冷控温机组16、导热油泵2、低压离心泵3和第二换向阀7，关闭第一换向阀5，通过温度控制器14控制三通调节阀15通往第二换热器10的开度以及三通调节阀15通往导热油制冷控温机组16输入端的的开度均打开，导热油泵2和三通调节阀15在温度控制器14的控制下，实时调节通往第一换热器4和第二换热器10中的导热油流量，从而保证待测变量泵9进口和第二换热器10出口温度稳定在控制目标值附近；
33.对于三通调节阀15，假设进口的流量是q1、三通调节阀15通过第二换热器10出口流量为q2，三通调节阀15通往导热油制冷控温机组16输入端的出口流量为q3，q1=q2+q3；
34.当tout>tin+5℃时，温度控制器14控制导热油泵2的流量变大，且控制三通调节阀15通过第二换热器10的阀门开度变大（也就是q2变大），且控制三通调节阀15通往导热油制冷控温机组16输入端的阀门开度变小（也就是q3变小）；
35.当tout<tin+5℃时, 温度控制器14控制导热油泵2的流量变小（也就是q2变小），且控制三通调节阀15通过第二换热器10的阀门开度减少（也就是q3变大）；
36.当tout=tin+5℃时，温度控制器14控制导热油泵2的流量不变，且控制三通调节阀15通过第二换热器10的阀门开度不变；
37.正式测试阶段，因待测变量泵9发热会导致其出口温度上升，且因工况变化会造成其出口介质温度是波动的，如果当第一温度传感器8检测到介质温度波动后再通过导热油
泵2调节进入第一换热器7内的低温导热油流量，会存在较大滞后。因此，本实用新型在待测变量泵9后串联了第二换热器10，流经第一换热器4的导热油在与低压离心泵3后的介质换热后，温度依然会低于tin，因此仍具有一定的制冷能力，故将该部分导热油继续引至第二换热器10对待测变量泵9出口介质进行冷却，待测变量泵9出口介质流经第二换热器10后的温度则由温度控制器14调节三通调节阀15的开度大小进行控制；
38.在正式测试过程中，温度控制器14调节三通调节阀15的开度使得第二换热器10后的温度（即第二温度传感器12处的温度）始终维持在tout=tin+5℃，这样的话可以保证供油箱1内介质温度保持在一个较稳定范围，从而减少待测变量泵9工况变化对供油箱1内介质温度的干扰。
39.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。