用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统及方法与流程

本发明涉及波纹管膨胀节，尤其涉及一种用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统及方法。

背景技术：

1、金属波纹膨胀节是压力管道和设备进行热补偿的关键部件，金属波纹膨胀节作为保障压力管道和设备稳定运行的重要部件，具有位移补偿、减振降噪和密封的作用，目前已广泛应用于热网、炼油、化工、电力、船舶等工业领域。膨胀节补偿管网温度变化、振动等交变工况的位移，承受着反复的循环高应力，疲劳成为其主要关注点，也成了管网的薄弱环节。在某种意义上，波纹管膨胀节的疲劳寿命决定着整个管网的剩余寿命。波纹管膨胀节低温应用的可靠性，需进行低温工况下的疲劳试验来验证。

2、目前对于金属波纹管膨胀节低温工况疲劳试验，一般采用环境箱进行试验温度调节。根据试验所需温度，在环境箱操作界面进行参数设置，可以实现膨胀节试件周围环境温度的调节。但是，低温环境箱造价成本高，箱体空间尺寸有限，兼容性较差，同时无法获取膨胀节试件内部的实际温度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统及方法，用以解决当前低温环境箱造价成本高，箱体尺寸有限，兼容性差，同时无法获取膨胀节试件内部实际温度的问题。

2、本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

3、本发明提供了一种用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统，包括：

4、低温源，具有气相出口和液相出口；

5、膨胀节试件，具有温度反馈元件、气相排空件和液相排出件；

6、第一管路，入口和出口分别与所述气相出口和所述膨胀节试件连接以能对其进行预冷，且沿介质的流向所述第一管路中依次接入有第一低温电动阀门、第二低温电动阀门和压力表；

7、第二管路，入口与所述液相出口连通，出口接入在所述第一低温电动阀门和所述第二低温电动阀门之间，且沿介质的流向所述第二管路中依次接入有第三低温电动阀门和低温泵；

8、电控箱，分别与所述第一低温电动阀门、所述第二低温电动阀门、所述第三低温电动阀门、所述低温泵和所述膨胀节试件电连接。

9、优选的，其中，所述电控箱包括：

10、plc控制器，分别与所述第一低温电动阀门、所述第二低温电动阀门、所述第三低温电动阀门、所述低温泵和所述膨胀节试件电连接；

11、触摸屏，与所述plc控制器电连接；

12、在工作状态下，所述plc控制器能响应所述触摸屏的指令，并根据所述温度反馈元件的反馈信号分别控制所述第一低温电动阀门、所述第二低温电动阀门、所述第三低温电动阀门、所述低温泵、所述气相排空件和所述液相排出件的工作参数以完成温度控制。

13、优选的，其中，所述plc控制器和所述压力表电连接以能直接采集所述第一管路中的压力信号。

14、优选的，其中，所述压力表为数显压力表。

15、优选的，其中，所述气相排空件包括排空管路和设置在所述排空管路中的排空阀，所述排空阀与所述plc控制器电连接以能响应其控制指令连通或切断所述排空管路。

16、优选的，其中，所述液相排出件包括液相排出管和设置在所述液相排出管中的液相排出阀，所述液相排出阀与所述plc控制器电连接以能响应其控制指令连通或切断所述液相排出管。

17、优选的，其中，所述第一低温电动阀门的开度可调。

18、优选的，其中，所述第二低温电动阀门的开度可调。

19、优选的，其中，所述第三低温电动阀门的开度可调。

20、本发明还提供了一种用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控方法，利用任一项前述的用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统执行以下步骤：

21、利用所述气相出口、所述第一低温电动阀门、所述第二低温电动阀门、所述压力表、所述膨胀节试件和所述电控箱组成预冷管路；

22、利用所述液相出口、所述第三低温电动阀门、所述低温泵、所述第二低温电动阀门、所述压力表、所述膨胀节试件和所述电控箱组成低温管路；

23、基于所述电控箱对预冷参数完成设置，利用所述预冷管路对所述膨胀节试件按照所述预冷参数进行预冷；

24、当所述膨胀节试件的预冷温度达到设置温度且满足低温保持时间后，所述电控箱切断所述预冷管路并开启所述低温管路；

25、根据所述温度反馈元件的反馈信号实时调节所述第三低温电动阀门、所述低温泵、所述第二低温电动阀门的工作参数以完成低温控制；

26、其中，预冷过程中，低温介质能利用所述气相排空件排空；低温控制过程中，低温介质能利用所述液相排出件排出或储存在所述膨胀节试件内以完成温度控制。

27、本发明至少具有以下特点及优点：

28、本发明提供了一种由预冷管路系统和低温管路系统组成的智能温控系统，并结合常规液压压机，可实现不同尺寸膨胀节试验的低温疲劳试验。该智能温控系统具有具备低成本、易维护、安装灵活、温度智能调节等显著优势，同时通过该智能温控系统能获取膨胀节试件内部实际温度，保证试验温度更为准确。

技术特征：

1.一种用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统，其特征在于，所述电控箱包括：

3.根据权利要求2所述的用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统，其特征在于，所述plc控制器和所述压力表电连接以能直接采集所述第一管路中的压力信号。

4.根据权利要求3所述的用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统，其特征在于，所述压力表为数显压力表。

5.根据权利要求2所述的用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统，其特征在于，所述气相排空件包括排空管路和设置在所述排空管路中的排空阀，所述排空阀与所述plc控制器电连接以能响应其控制指令连通或切断所述排空管路。

6.根据权利要求5所述的用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统，其特征在于，所述液相排出件包括液相排出管和设置在所述液相排出管中的液相排出阀，所述液相排出阀与所述plc控制器电连接以能响应其控制指令连通或切断所述液相排出管。

7.根据权利要求6所述的用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统，其特征在于，所述第一低温电动阀门的开度可调。

8.根据权利要求7所述的用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统，其特征在于，所述第二低温电动阀门的开度可调。

9.根据权利要求8所述的用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统，其特征在于，所述第三低温电动阀门的开度可调。

10.一种用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控方法，其特征在于，利用权利要求1至9中任一项所述的用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统执行以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种用于金属波纹管膨胀节低温疲劳试验的温控系统及方法，其中系统包括低温源，具有气相出口和液相出口；膨胀节试件，具有温度反馈元件、气相排空件和液相排出件；第一管路，入口和出口分别与所述气相出口和所述膨胀节试件连接以能对其进行预冷，且沿介质的流向所述第一管路中依次接入有第一低温电动阀门、第二低温电动阀门和压力表；第二管路，入口与所述液相出口连通，出口接入在所述第一低温电动阀门和所述第二低温电动阀门之间，且沿介质的流向所述第二管路中依次接入有第三低温电动阀门和低温泵；电控箱，分别与所述第一低温电动阀门、所述第二低温电动阀门、所述第三低温电动阀门、所述低温泵和所述膨胀节试件电连接。

技术研发人员：付贝贝,侯伟,张家铭,杨玉强,张璐杨
受保护的技术使用者：中船双瑞（洛阳）特种装备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16