高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置及方法与流程

本发明属于管道检测，尤其涉及一种高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置及方法。

背景技术：

1、金属波纹管组件为柔性元器件，基于自身密封连接、温度传感、压力感应及流量控制的优异性能，被广泛应用于家电、智能家居、成套设备、机械、汽车、石油、化工、电力、船舶、医疗、通信、军工、航天航空、新能源等多个场景及领域，在工业化体系中被称为“黑匣子件”。随着金属波纹管组件在户外管道截止阀中的广泛使用，针对金属波纹管组件自身的性能测试需求与日俱增。行业现有的测试方法或装置，只对金属波纹管组件进行室温下的压力测试，仅限于体现产品在常规环境下的使用寿命，但针对实际使用工况目前还没有具体的测试装置或方法。

2、因此，有必要研发一种高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置及方法，用于解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于满足实际需求，提供一种高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置及方法，可以在实验室中完全复现实际户外工况，为产品在使用寿命方面的设计研发和量产参数设定，提供全面有效的实验数据。

2、为实现上述发明目的，本发明的第一目的是提供一种高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置，包括：m个密封机构，m为大于0的自然数，所述密封机构包括设有容纳金属波纹管组件空腔的测试腔体、在每个密封机构的侧壁开设有供金属波纹管组件进出空腔的通道；至少一个密封机构包括带动金属波纹管组件在空腔内实现线性往返运动的动力机构；

3、为所述空腔提供测试压力的供压系统；

4、为所述空腔提供测试温度的加热系统；

5、以及用于统计在测试条件下，测试金属波纹管组件寿命的测试控制系统。

6、在上述高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置的方案中，所述动力机构包括位于空腔外部的驱动气缸，在所述驱动气缸和通道之间设置有密封用的密封端盖；在所述密封端盖上开设有连接拉杆穿过的通孔；所述驱动气缸的气缸杆通过连接拉杆与金属波纹管组件连接。

7、在上述高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置的方案中，所述测试控制系统包括：

8、参数记录模块，用于记录测试压力、测试温度、气缸杆的频率、测试时间内气缸杆的伸缩次数；

9、统计模块，根据如下公式，统计不同高温高压环境下金属波纹管组件的寿命；

10、寿命时长＝频率*伸缩次数。

11、在上述高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置的方案中，所述测试时间内气缸杆的伸缩次数指的是：测试开始后，金属波纹管组件在高温高压环境下，到达发生损伤时刻内的伸缩次数。

12、在上述高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置的方案中，所述供压系统包括用于提供高压环境的增压系统，所述增压系统通过介质进给管、介质回流管与空腔连通。

13、在上述高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置的方案中，所述加热系统包括与空腔贴合的加热护套，在所述加热护套上设置有加热元件。

14、在上述高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置的方案中，所述加热护套包括包裹于空腔外表面的第一护套和第二护套，在所述加热护套上设置有温度传感器。

15、在上述高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置的方案中，所述加热元件为加热电阻丝或加热电阻片。

16、本发明的第二目的是提供一种高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的方法，包括：

17、s1、将金属波纹管组件装入密封机构；

18、s2、利用供压系统和加热系统改变测试腔体的温压参数，使得温压参数达到目标测试的温压参数；

19、s3、利用动力机构按照目标测试的频率带动金属波纹管组件在测试腔体内运动，同时开始计时，并且开始统计动力机构的伸缩次数；

20、s4、当金属波纹管组件发生损伤时，则停止计时，并记录破损时的伸缩次数、频率；

21、s5、根据如下公式，统计目标测试高温高压环境下金属波纹管组件的寿命；

22、寿命时长＝频率*伸缩次数。

23、在上述高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的寿命的方案中，还包括：

24、s6、更换金属波纹管组件，更改目标测试的温压参数，然后重复s1-s5。

25、本申请具有的优点和积极效果是：

26、通过采用上述技术方案，本发明能够为测试腔体中的金属波纹管组件提供稳定的高温高压测试环境，同时，在测试的过程当中，能够利用动力机构带动金属波纹管组件在测试腔体中执行往返直线运动，该运动能够很好地模拟金属波纹管组件在实际使用过程中的工作状态；最终使得测试环境(高温高压)和测试条件(往返线性运动)最大限度的符合实际工况的需求；保证测试结果的准确性和可靠性；

27、本发明中的加热系统采用双半圆拼接的形式，一方面便于测试腔体的抱紧安装，利用紧固件进行连接保证了和待测金属波纹管组件的紧密贴合；另一方面极大的降低了拆卸的难度，易于后续的拆解维护；此外，加热电气系统和加热控制系统可以设定特定的温度，并使加热护套稳定保持在这一温度范围内。

28、本发明中的供压系统利用一个增加系统能够同时为一个或多个密封仓提供高压介质，进而在密封仓内实现高压测试环境；同时，利用针阀实现对不同密封仓内压力大小的调节；从而满足不同压力的需求；利用一个压缩空气源同时为增压泵、一个或多个气缸提供动力，结构紧凑；利用介质压力表对压力进行实时检测，能够随时发现问题并进行处理；采用多个相互并联的密封仓，能够进行对比试验，即采用相同的介质压力，相同的气体增压器，使得多个密封仓内的环境基本一致，从而使得密封仓内的试验结果具有更好的对比性。

29、本发明中的测试控制系统用于设定行程次数，并统计次数并通过控制电磁阀控制驱动气缸的开启与停止。

30、基于上述技术方案，通过密封机构放置金属波纹管组件，并提供密闭环境，完全模拟了金属波纹管组件实际使用环境；通过加热系统提供高温环境，可满足rt～350℃温度范围内以导热油为代表的液体介质测试；通过供压系统提供0.1～25mpa范围内高压环境并满足了1～20mm范围内的测试行程；通过测试控制系统进行相关行程周期的计数，实现了100～999900范围内测试次数，可以在实验室中完全复现实际户外工况，为产品在使用寿命方面的设计研发和量产参数设定，提供全面有效的实验数据。

技术特征：

1.一种高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置，其特征在于，所述动力机构包括位于空腔外部的驱动气缸(15)，在所述驱动气缸(15)和通道之间设置有密封用的密封端盖(13)；在所述密封端盖(13)上开设有连接拉杆(14)穿过的通孔；所述驱动气缸(15)的气缸杆通过连接拉杆(14)与金属波纹管组件连接。

3.根据权利要求2所述的高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置，其特征在于，所述测试控制系统(4)包括：

4.根据权利要求3所述的高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置，其特征在于，所述测试时间内气缸杆的伸缩次数指的是：测试开始后，金属波纹管组件在高温高压环境下，到达发生损伤时刻内的伸缩次数。

5.根据权利要求1所述的高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置，其特征在于，所述供压系统(2)包括用于提供高压环境的增压系统，所述增压系统通过介质进给管(210)、介质回流管(211)与空腔连通。

6.根据权利要求1所述的高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置，其特征在于，所述加热系统(3)包括与空腔贴合的加热护套(12)，在所述加热护套(12)上设置有加热元件(111)。

7.根据权利要求6所述的高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置，其特征在于，所述加热护套(12)包括包裹于空腔外表面的第一护套和第二护套，在所述加热护套(12)上设置有温度传感器(112)。

8.根据权利要求7所述的高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置，其特征在于，所述加热元件(111)为加热电阻丝或加热电阻片。

9.一种高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置，完成如下测试过程：

10.根据权利要求9所述的高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明公开了一种高温高压环境下测试金属波纹管组件寿命的装置及方法，属于管道检测技术领域；包括M个密封机构，M为大于0的自然数，所述密封机构包括：设有容纳金属波纹管组件空腔的测试腔体、在每个密封机构的侧壁开设有供金属波纹管组件进出空腔的通道；至少一个密封机构包括带动金属波纹管组件在空腔内实现线性往返运动的动力机构；为所述空腔提供测试压力的供压系统；为所述空腔提供测试温度的加热系统；以及用于统计在测试条件下，测试金属波纹管组件寿命的测试控制系统。本发明的优点是：可以利用上述装置直接快速复现实际现场工况，为产品在使用寿命方面的设计研发和量产提供可信度更高的基础数据，得到更加合理的寿命测试结果。

技术研发人员：武鹏,曹乘榕,郭昕昕
受保护的技术使用者：长三角物理研究中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19