一种高温阀性能测试系统及测试方法与流程

本发明属于阀门测试，具体涉及一种高温阀性能测试系统及测试方法。

背景技术：

1、阀门是流体输送系统中的控制部件，根据不同的阀门种类对应具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。其中高温阀一些场合中会作为高温燃料输送的重要控制部件，例如在火箭发动机中的应用，其性能对于火箭发动机极为重要。因此高温阀在投入使用前需要进行相应测试确保满足相应性能要求。

2、现阶段对于高温阀的性能测试，包括流阻、气密等内容，若直接在常规状态下进行测试，测试所得数据难以验证高温阀在实际使用工况下的性能。若是将高温阀搭载在发动机上，运行发动机后对高温阀进行相应测试，测试所得数据虽然能够验证高温阀在实际使用工况下的性能，但由于需要配合发动机的运行来进行测试，使得测试成本高、周期长，且测试工况范围会受所搭载的发动机的限制。若高温阀性能未达到要求的情况下，直接搭载发动机测试，测试中若高温阀出现异常，轻则测试急停失败，浪费人力物力，严重则发动机烧毁等恶劣后果，危险系数高。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种测试成本更小，周期更短，人力物力消耗少，危险系数低且能够验证高温阀在实际使用工况性能的高温阀性能测试系统及测试方法。

2、本发明的内容提供一种高温阀性能测试系统，包括测试台、燃料储罐、氧化剂储罐、增压单元、燃气发生器及检测单元，所述测试台上设置有用于连接高温阀入口端的接口ⅰ和用于连接高温阀出口端的接口ⅱ，所述燃料储罐、氧化剂储罐均通过管道与燃气发生器的进料口连接，所述燃气发生器的出口端通过管道与接口ⅰ连接，所述增压单元用于使燃料储罐内的燃料及氧化剂储罐内的氧化剂输送至燃气发生器内，燃气发生器内产生的燃烧气体通过接口ⅰ进入高温阀，所述检测单元用于检测高温阀的性能数据。

3、更进一步地，所述增压单元为增压气体罐，所述增压气体罐通过管道分别与燃气发生器和燃料储罐连接，所述增压气体罐连接燃气发生器的管道上、连接燃料储罐的管道上均依次设置有控制阀ⅱ和减压阀。

4、更进一步地，还包括冷却液储罐，所述高温阀具备可通入冷却液的冷却结构，所述测试台上还设置有用于连接高温阀冷却液入口的接口ⅲ和用于连接高温阀冷却液出口的接口ⅳ，所述冷却液储罐通过管道与接口ⅲ连接。

5、更进一步地，所述增压气体罐通过管道与冷却液储罐连接，以驱动冷却液储液罐内的冷却液朝接口ⅲ方向流动，所述增压气体罐连接冷却液储罐的管道上依次设置有控制阀ⅱ和减压阀。

6、更进一步地，所述增压气体罐还通过管道与燃气发生器连接，用于在测试后向燃气发生器内通入增压气体，所述增压气体罐连接燃气发生器的管道上依次设置有控制阀ⅱ和减压阀。

7、更进一步地，所述燃气发生器连接接口ⅰ的管道上连接有旁通管道，以用于调节接口ⅰ燃烧气体的出口压力。

8、更进一步地，所述燃气发生器连接接口ⅰ的管道包括喷管和三通管，喷管设置在燃气发生器的出口端，所述三通管的其中两端对应与喷管、接口ⅰ连接，第三端与旁通管道连接，所述旁通管道上设置有节流件ⅱ。

9、更进一步地，所述检测单元包括压力检测模块ⅰ、压力检测模块ⅱ、温度检测模块ⅰ和温度检测模块ⅱ，所述压力检测模块ⅰ用于检测沿接口ⅰ进入高温阀前的燃烧气体压力值，所述压力检测模块ⅱ用于检测从接口ⅱ排出的燃烧气体压力值，所述温度检测模块ⅰ用于检测沿接口ⅰ进入高温阀前的燃烧气体温度值，所述温度检测模块ⅱ用于检测高温阀表面的温度值。

10、更进一步地，所述检测单元还包括压力检测模块ⅲ、压力检测模块ⅳ、温度检测模块ⅲ和温度检测模块ⅳ，所述压力检测模块ⅲ、温度检测模块ⅲ用于检测沿接口ⅲ进入高温阀前的冷却液压力值和温度值，所述压力检测模块ⅳ、温度检测模块ⅳ用于检测沿接口ⅳ排出的冷却液压力值和温度值。

11、本发明还提供一种使用如上述高温阀性能测试系统的测试方法，该测试方法包括以下步骤：

12、s1、将高温阀设置在测试台上，将高温阀的两端对应与接口ⅰ、接口ⅱ连接，并将高温阀的冷却结构对应与接口ⅲ、接口ⅳ连接；

13、s2、通过冷却液储罐沿接口ⅲ向高温阀的冷却结构中通入冷却液，通过燃料储罐、氧化剂储罐对应向燃气发生器内通入氧化剂和燃料，氧化剂和燃料在燃气发生器内反应产生燃烧气体，燃烧气体沿接口ⅰ进入高温阀，为高温阀提供相应温度、压力及流量的模拟运行工况；

14、s3、通过检测单元进行检测，获得高温阀的性能数据。

15、本发明的有益效果是，可利用燃料和氧化剂在燃气发生器内反应持续产生燃烧气体通向高温阀，为高温阀提供更贴近于实际使用工况下的温度、压力及流量，从而提供更贴近于实际使用工况的高温工况测试环境，所获得的测试数据与高温阀实际使用工况下的数据更接近，能够很好地验证高温阀在实际使用工况下的性能，测试结果更可靠。高温阀无需搭载发动机进行测试即可获得更进接近于实际使用工况下的测试数据，测试成本更小，测试周期更短，人力物力消耗少，危险系数低。通过控制进入燃气发生器内氧化剂与燃料的比例，产生不同压力范围和温度范围的燃气，从而能够为高温阀提供持续时间长、温度压力范围广的高温工况，从而模拟高温阀更多的工况要求，覆盖更多工况要求下的高温阀性能测试需求。

技术特征：

1.一种高温阀性能测试系统，其特征是，包括测试台（1）、燃料储罐（9）、氧化剂储罐（8）、增压单元、燃气发生器（7）及检测单元，所述测试台（1）上设置有用于连接高温阀（36）入口端的接口ⅰ（2）和用于连接高温阀（36）出口端的接口ⅱ（3），所述燃料储罐（9）、氧化剂储罐（8）均通过管道与燃气发生器（7）的进料口连接，所述燃气发生器（7）的出口端通过管道与接口ⅰ（2）连接，所述增压单元用于使燃料储罐（9）内的燃料及氧化剂储罐（8）内的氧化剂输送至燃气发生器（7）内，燃气发生器（7）内产生的燃烧气体通过接口ⅰ（2）进入高温阀（36），所述检测单元用于检测高温阀（36）的性能数据。

2.如权利要求1所述的高温阀性能测试系统，其特征是，所述增压单元为增压气体罐（11），所述增压气体罐（11）通过管道分别与燃气发生器（7）和燃料储罐（9）连接，所述增压气体罐（11）连接燃气发生器（7）的管道上、连接燃料储罐（9）的管道上均依次设置有控制阀ⅱ（21）和减压阀（22）。

3.如权利要求2所述的高温阀性能测试系统，其特征是，还包括冷却液储罐（10），所述高温阀（36）具备可通入冷却液的冷却结构，所述测试台（1）上还设置有用于连接高温阀（36）冷却液入口的接口ⅲ（4）和用于连接高温阀（36）冷却液出口的接口ⅳ（5），所述冷却液储罐（10）通过管道与接口ⅲ（4）连接。

4.如权利要求3所述的高温阀性能测试系统，其特征是，所述增压气体罐（11）通过管道与冷却液储罐（10）连接，以驱动冷却液储液罐（10）内的冷却液朝接口ⅲ（4）方向流动，所述增压气体罐（11）连接冷却液储罐（10）的管道上依次设置有控制阀ⅱ（21）和减压阀（22）。

5.如权利要求2-4任一项所述的高温阀性能测试系统，其特征是，所述增压气体罐（11）还通过管道与燃气发生器（7）连接，用于在测试后向燃气发生器（7）内通入增压气体，所述增压气体罐（11）连接燃气发生器（7）的管道上依次设置有控制阀ⅱ（21）和减压阀（22）。

6.如权利要求1-4任一项所述的高温阀性能测试系统，其特征是，所述燃气发生器（7）连接接口ⅰ（2）的管道上连接有旁通管道，以用于调节接口ⅰ（2）燃烧气体的出口压力。

7.如权利要求6所述的高温阀性能测试系统，其特征是，所述燃气发生器（7）连接接口ⅰ（2）的管道包括喷管（28）和三通管（29），喷管（28）设置在燃气发生器（7）的出口端，所述三通管（29）的其中两端对应与喷管（28）、接口ⅰ（2）连接，第三端与旁通管道连接，所述旁通管道上设置有节流件ⅱ（30）。

8.如权利要求3、4、7任一项所述的高温阀性能测试系统，其特征是，所述检测单元包括压力检测模块ⅰ（12）、压力检测模块ⅱ（13）、温度检测模块ⅰ（16）和温度检测模块ⅱ（17），所述压力检测模块ⅰ（12）用于检测沿接口ⅰ（2）进入高温阀（36）前的燃烧气体压力值，所述压力检测模块ⅱ（13）用于检测从接口ⅱ（3）排出的燃烧气体压力值，所述温度检测模块ⅰ（16）用于检测沿接口ⅰ（2）进入高温阀（36）前的燃烧气体温度值，所述温度检测模块ⅱ（17）用于检测高温阀（36）表面的温度值。

9.如权利要求8所述的高温阀性能测试系统，其特征是，所述检测单元还包括压力检测模块ⅲ（14）、压力检测模块ⅳ（15）、温度检测模块ⅲ（18）和温度检测模块ⅳ（19），所述压力检测模块ⅲ（14）、温度检测模块ⅲ（18）用于检测沿接口ⅲ（4）进入高温阀（36）前的冷却液压力值和温度值，所述压力检测模块ⅳ（15）、温度检测模块ⅳ（19）用于检测沿接口ⅳ（5）排出的冷却液压力值和温度值。

10.一种使用如权利要求3-9任一项所述高温阀性能测试系统的测试方法，其特征是，该测试方法包括以下步骤：

技术总结
本发明属于阀门测试技术领域，具体涉及一种高温阀性能测试系统及测试方法，包括测试台、燃料储罐、氧化剂储罐、增压单元、燃气发生器及检测单元，所述测试台上设置有用于连接高温阀入口端的接口Ⅰ和用于连接高温阀出口端的接口Ⅱ，所述燃料储罐、氧化剂储罐均通过管道与燃气发生器的进料口连接，所述燃气发生器的出口端通过管道与接口Ⅰ连接，所述增压单元用于使燃料储罐内的燃料及氧化剂储罐内的氧化剂输送至燃气发生器内，本发明能够为高温阀提供持续时间长、温度压力范围广的高温工况，从而模拟高温阀更多的工况要求，验证高温阀在实际使用工况下的性能，测试成本更小，测试周期更短，人力物力消耗少，危险系数低。

技术研发人员：岳晓阳,张文全,李吉肖,夏海军,贺少雄,钟继光
受保护的技术使用者：湖南高创翔宇装备科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16