專利名稱：一種多組合液壓長管系振動(dòng)效應(yīng)測(cè)試方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多組合液壓輸流長管系振動(dòng)效應(yīng)測(cè)試方法及裝置，應(yīng)用于液壓管 道傳輸領(lǐng)域。
2.
背景技術(shù)：
液壓管道是液壓系統(tǒng)不可缺少的元件之一，起著連接和傳遞作用。管道振動(dòng)會(huì)使 管道的連接部位發(fā)生松動(dòng)或管道發(fā)生破裂，輕則造成泄漏，重則會(huì)因爆炸等而釀成重大事 故。管道的振動(dòng)反過來又會(huì)影響管道內(nèi)流體的流動(dòng)，形成流體的瞬變流態(tài)、波動(dòng)以及管道振 動(dòng)為一體的流固耦合系統(tǒng)。目前國內(nèi)工程領(lǐng)域應(yīng)用得較多的混凝土泵車、盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)等，其 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)與液壓源的距離較遠(yuǎn)，液壓管道長度可以達(dá)到幾十米甚至上百米。因此，長管 道系統(tǒng)對(duì)整套設(shè)備造成的影響不容忽視。目前，國內(nèi)外對(duì)于單一類型管道，如懸臂管、簡支直管的試驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)成熟，但對(duì) 于能夠模擬多種管道類型組合的試驗(yàn)系統(tǒng)還未建立。因此設(shè)計(jì)一套能夠真實(shí)模擬工程應(yīng)用 的多種液壓管道的實(shí)驗(yàn)裝置是研究液壓管道效應(yīng)的主要問題。根據(jù)工程應(yīng)用中最為典型 的管道結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一套形式能夠靈活調(diào)整管道組合形式，如軟硬管的組合、彎管和直管的組 合、異型管組合、不同直徑管道的組合等的試驗(yàn)裝置，配置合理的傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及 振動(dòng)分析系統(tǒng)。建立實(shí)驗(yàn)室研究與工程應(yīng)用之間的相互關(guān)系，為工程安全性提供更為真實(shí) 可靠的實(shí)驗(yàn)室研究數(shù)據(jù)，同時(shí)也為液壓管道的布局設(shè)計(jì)、管道減振提供科學(xué)、準(zhǔn)確的試驗(yàn)參 數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓管道實(shí)際應(yīng)用性能的模擬與仿真。
3.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前的技術(shù)水平和研究現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一套能夠真實(shí)模擬工程應(yīng) 用的多種液壓管道的實(shí)驗(yàn)裝置來研究液壓管道效應(yīng)，提供一種多組合液壓輸流長管系振動(dòng) 效應(yīng)測(cè)試方法及裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種多組合液壓輸流長管系振動(dòng)效應(yīng)測(cè)試方法及裝 置，包括供液泵站、高壓軟管、第一渦輪流量計(jì)、三通管接頭、立柱架、第一管道、第二管道、 第三管道、第四管道、第五管道、第一閥、第二閥、第三閥、截止閥、三通管接頭、第二渦輪流 量計(jì)、可拆卸式管夾、地平面橫梁、壓力傳感器、加速度傳感器及監(jiān)控系統(tǒng)。其特征還在于 供液泵站出油口與高壓軟管輸入端連通；高壓軟管輸出端與三通管接頭輸入端連通；第一 渦輪流量計(jì)與三通管接頭中間接頭連通；第一管道輸入端與三通管接頭輸出端連通；第一 管道的輸出端與第一閥的進(jìn)油口 P連通；第二管道的輸入端與第一閥的回油口 T連通；第 二管道的輸出端與第二閥的進(jìn)油口 P連通；第三管道的輸入端與第二閥的回油口 T連通; 第三管道的輸出端與第三閥的進(jìn)油口 P連通；第四管道的輸入端與第三閥的回油口 T連通； 第四管道的輸出端與截止閥進(jìn)油口 P連通；第一閥、第二閥、第三閥及截止閥的出油口 A分 別與第五管道輸入端連通；第五管道輸出端與三通管接頭輸入端連通；第二渦輪流量計(jì)與 三通管接頭中間接頭連通；第一管道上每隔an布置一個(gè)壓力傳感器；第二管道和第三管道彎曲半徑為200mm的U型管道處，兩端分別安裝一個(gè)壓力傳感器；第二管道、第三管道和第 四管道上每隔^!布置一個(gè)壓力傳感器；所有管道及其附件依靠立柱架和中間立柱以及焊 接在上面的管夾固定支撐；中間立柱位置處安裝可拆卸式管夾；立柱架和中間立柱通過螺 栓固定在兩個(gè)地平面橫梁上；地平面橫梁通過地腳螺栓與地面固定，第一閥、第二閥、第三 閥均為兩位三通電磁換向閥。整套管道機(jī)構(gòu)采用空間蛇型方式布置，保證在有限的空間內(nèi) 完成長管道的布置。振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)包括壓力傳感器、三向加速度傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、 數(shù)據(jù)分析軟件、模態(tài)分析儀、模態(tài)分析軟件和監(jiān)視屏；其中，壓力傳感器等距安裝，三向加速 度傳感器用蜂蠟或膠液粘貼在管道測(cè)試點(diǎn)處，可根據(jù)不同的測(cè)試要求選取對(duì)應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)； 管道系統(tǒng)上布置的壓力傳感器將4-20mA的電流信號(hào)輸入到數(shù)據(jù)采集設(shè)備，數(shù)據(jù)采集設(shè)備 一方面將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示在監(jiān)測(cè)屏上，另外一方面將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并通過數(shù)據(jù)分 析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，將處理后的結(jié)果傳輸至監(jiān)視屏上；三向加速度傳感器將測(cè)試 數(shù)據(jù)傳輸至模態(tài)分析儀，模態(tài)分析儀中的模態(tài)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到管道系統(tǒng)的 振動(dòng)特性并完成模態(tài)分析。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，具有附加技術(shù)特征的進(jìn)一步技術(shù)方案為整套長管道 實(shí)驗(yàn)裝置，采用空間蛇型方式排列布置，布局緊湊，占地范圍?。荒軌?qū)崿F(xiàn)多種管道類型的 組合；整個(gè)管道系統(tǒng)裝置中的管道可靈活拆卸、替換，可擴(kuò)展性強(qiáng)；系統(tǒng)由PLC控制，不僅能 夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)長、短管道的切換，而且能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)各通道傳輸信號(hào)的變化；數(shù)據(jù)獲取、保存、 顯示與控制，通過組態(tài)軟件開發(fā)相應(yīng)的監(jiān)控程序?qū)崿F(xiàn)。本發(fā)明具有的有利效益1)本發(fā)明由于采用了靈活的管道布局方式，如軟硬管的組合、彎管和直管的組合、 異型管組合、不同直徑管道的組合等，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)整管道組合形式，；2)通過調(diào)整固支數(shù)、固支間距，研究管道振動(dòng)效應(yīng)，找出合理的固支機(jī)構(gòu)布置方 法；3)采用多種高精度傳感器、先進(jìn)的工控設(shè)備以及智能化的控制軟件，能夠準(zhǔn)確地 采集、保存、顯示與控制試驗(yàn)數(shù)據(jù)。4)通過調(diào)整供液泵站以及管道試驗(yàn)參數(shù)能夠研究不同工況下、不同的管道組合的 管道振動(dòng)效應(yīng)。本多組合液壓長管道系統(tǒng)振動(dòng)效應(yīng)測(cè)試方法及裝置，具有一套管道系統(tǒng)裝置多用 的功能，從而彌補(bǔ)了單一管道實(shí)驗(yàn)裝置的不足，真實(shí)模擬工程應(yīng)用領(lǐng)域液壓管道的使用情 況。通過對(duì)所測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出科學(xué)、準(zhǔn)確的管道設(shè)計(jì)布局和減振的實(shí)施方案。


圖1是本發(fā)明多組合液壓長管道結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明多組合液壓長管道安裝立柱架結(jié)構(gòu)原理3是本發(fā)明的第一管道傳感器布局示意4是本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)示意圖
具體實(shí)施例方式
如附圖1所示，本發(fā)明包括供液泵站(1)、高壓軟管O)、第一渦輪流量計(jì)(3)、三 通管接頭(4)、立柱架(8) (9) (10) (11) (12)、第一管道(20)、第二管道(5)、第三管道(6)、第 四管道(7)、第五管道(14)、第一閥(19)、第二閥(16)、第三閥(15)、截止閥(13)、三通管接 頭(18)、第二渦輪流量計(jì)(17)、可拆卸式管夾、地平面橫梁、壓力傳感器、加速度傳感器及 監(jiān)控系統(tǒng)，其特征還在于供液泵站(1)出油口與高壓軟管( 輸入端連通；高壓軟管(2) 輸出端與三通管接頭(4)輸入端連通；第一渦輪流量計(jì)(3)與三通管接頭中間接頭連 通；第一管道00)輸入端與三通管接頭的輸出端連通；第一管道00)的輸出端與第 一閥(19)的進(jìn)油口 P連通；第二管道(5)的輸入端與第一閥(19)的回油口 T連通；第二 管道(5)的輸出端與第二閥(16)的進(jìn)油口 P連通；第三管道(6)的輸入端與第二閥(16) 的回油口 T連通；第三管道(6)的輸出端與第三閥(15)的進(jìn)油口 P連通；第四管道(7)的 輸入端與第三閥(15)的回油口 T連通；第四管道(7)的輸出端與截止閥(13)進(jìn)油口 P連 通；第一閥(15)、第二閥(16)、第三閥(19)及截止閥(13)的出油口 A分別與第五管道(14) 輸入端連通；第五管道(14)輸出端與三通管接頭(18)輸入端連通；第二渦輪流量計(jì)(17) 與三通管接頭(18)中間接頭連通；第一管道00)上每隔an布置一個(gè)壓力傳感器；第二管 道(5)和第三管道(6)彎曲半徑為200mm的U型管道處，兩端分別安裝一個(gè)壓力傳感器；第 二管道(5)、第三管道(6)和第四管道(7)上每隔^!布置一個(gè)壓力傳感器；所有管道及其 附件依靠立柱架(8)、(12)和中間立柱(9)、(10)、(11)以及焊接在上面的管夾固定支撐； 中間立柱(9)、(10)、(11)位置處安裝可拆卸式管夾；立柱架(8)、(12)和中間立柱(9)、 (10)、(11)通過螺栓固定在兩個(gè)地平面橫梁上；地平面橫梁通過地腳螺栓與地面固定，第 一閥(15)、第二閥(16)、第三閥(19)均為兩位三通電磁換向閥，整套管道機(jī)構(gòu)采用空間蛇 型方式布置。截止閥關(guān)閉時(shí)，當(dāng)只有第一閥IYA通電時(shí)，連入管道長度為9m，當(dāng)1YA、2YA同 時(shí)得電時(shí)，連入管道長度為27m，當(dāng)1YA、2YA、3YA同時(shí)得電時(shí)，連入管道長度為54m;當(dāng)截止 閥打開而且1YA、2YA、3YA同時(shí)得電時(shí)，連入管道長度為63m，實(shí)現(xiàn)長、短管道的切換，；整個(gè) 管道系統(tǒng)裝置中的每根管道都可靈活拆卸，替換成用戶所需的其他管道類型及長度。壓力 傳感器等距安裝，三向加速度傳感器用蜂蠟或膠液粘貼在管道測(cè)試點(diǎn)處，可根據(jù)不同的測(cè) 試要求選取對(duì)應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)；管道系統(tǒng)上布置的壓力傳感器將4-20mA的電流信號(hào)輸入到數(shù) 據(jù)采集設(shè)備，數(shù)據(jù)采集設(shè)備一方面將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示在監(jiān)測(cè)屏上，另外一方面將數(shù)據(jù)傳輸至 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并通過數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，將處理后的結(jié)果傳輸至監(jiān)視屏上； 三向加速度傳感器將測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸至模態(tài)分析儀，模態(tài)分析儀中的模態(tài)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn) 行處理，得到管道系統(tǒng)的振動(dòng)特性并完成模態(tài)分析。
權(quán)利要求
1.一種多組合液壓輸流長管系振動(dòng)效應(yīng)測(cè)試方法及裝置，包括供液泵站(1)、高壓軟 管(2)、第一渦輪流量計(jì)(3)、三通管接頭(4)、立柱架(8) (9) (10) (11) (12)、第一管道(20)、 第二管道(5)、第三管道(6)、第四管道(7)、第五管道(14)、第一閥(19)、第二閥(16)、第 三閥(15)、截止閥(13)、三通管接頭(18)、第二渦輪流量計(jì)(17)、可拆卸式管夾、地平面橫 梁、壓力傳感器、加速度傳感器及監(jiān)控系統(tǒng)，其特征還在于供液泵站(1)出油口與高壓軟 管( 輸入端連通；高壓軟管( 輸出端與三通管接頭(4)輸入端連通；第一渦輪流量計(jì) (3)與三通管接頭中間接頭連通；第一管道00)輸入端與三通管接頭的輸出端連 通；第一管道00)的輸出端與第一閥(19)的進(jìn)油口 P連通；第二管道( 的輸入端與第一 閥(19)的回油口 T連通；第二管道(5)的輸出端與第二閥(16)的進(jìn)油口 P連通；第三管道 (6)的輸入端與第二閥(16)的回油口 T連通；第三管道(6)的輸出端與第三閥(15)的進(jìn) 油口 P連通；第四管道(7)的輸入端與第三閥(15)的回油口 T連通；第四管道(7)的輸出 端與截止閥(13)進(jìn)油口 P連通；第一閥(15)、第二閥(16)、第三閥(19)及截止閥(13)的 出油口 A分別與第五管道(14)輸入端連通；第五管道(14)輸出端與三通管接頭(18)輸入 端連通；第二渦輪流量計(jì)(17)與三通管接頭(18)中間接頭連通；第一管道OO)上每隔an 布置一個(gè)壓力傳感器；第二管道(5)和第三管道(6)彎曲半徑為200mm的U型管道處，兩端 分別安裝一個(gè)壓力傳感器；第二管道(5)、第三管道(6)和第四管道(7)上每隔細(xì)布置一 個(gè)壓力傳感器；所有管道及其附件依靠立柱架(8)、(12)和中間立柱(9)、(10)、(11)以及 焊接在上面的管夾固定支撐；中間立柱(9)、(10)、(11)位置處安裝可拆卸式管夾；立柱架 (8)、(12)和中間立柱(9)、(10)、(11)通過螺栓固定在兩個(gè)地平面橫梁上；地平面橫梁通過 地腳螺栓與地面固定，第一閥(15)、第二閥(16)、第三閥(19)均為兩位三通電磁換向閥，整 套管道機(jī)構(gòu)采用空間蛇型方式布置，保證在有限的空間內(nèi)完成長管道的布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多組合液壓輸流長管系振動(dòng)效應(yīng)測(cè)試方法及裝置，其特 征在于通過兩位四通電磁換向閥工作位的切換，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)長、短管道的切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多組合液壓輸流長管系振動(dòng)效應(yīng)測(cè)試方法及裝置，其特 征在于安裝在中間立柱上的管夾可拆卸，中間立柱可以整個(gè)平移，從而通過調(diào)整固支數(shù)、 固支間距研究管道振動(dòng)效應(yīng)，找出合理的固支機(jī)構(gòu)布置方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多組合液壓輸流長管系振動(dòng)效應(yīng)測(cè)試方法及裝置，其特 征在于采用了靈活的管道布局方式，管道組合形式能夠調(diào)整，實(shí)現(xiàn)軟硬管的組合、彎管和 直管的組合、異型管組合、不同直徑管道的組合等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多組合液壓輸流長管系振動(dòng)效應(yīng)測(cè)試方法及裝置，其特 征在于在第一管道00)上安裝壓力傳感器(38) (39) (40) (41)，三向加速度傳感器Ql) 至(37)用蜂蠟或膠液粘貼在管壁上，可根據(jù)不同的測(cè)試要求選取對(duì)應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多組合液壓輸流長管系振動(dòng)效應(yīng)測(cè)試方法及裝置，其特 征在于第一管道00)上布置的壓力傳感器(38) (39) (40) (41) (42)將4_20mA的電流信號(hào) 輸入到數(shù)據(jù)采集設(shè)備(43)，數(shù)據(jù)采集設(shè)備—方面將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示在監(jiān)測(cè)屏G4)上，另 外一方面將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(45)，并通過數(shù)據(jù)分析軟件06)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理， 將處理后的結(jié)果G7)傳輸至監(jiān)視屏04)上；三向加速度傳感器(37)將測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸 至模態(tài)分析儀(48)，模態(tài)分析儀08)中的模態(tài)分析軟件G9)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到管道系 統(tǒng)的振動(dòng)特性并完成模態(tài)分析。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于液壓系統(tǒng)的多組合液壓長管道系統(tǒng)振動(dòng)效應(yīng)測(cè)試方法及裝置，包括供液泵站、液壓管道系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)。其中液壓管道系統(tǒng)采用空間蛇型方式布置長管道，中間由可拆卸支架支撐，依靠電磁換向閥實(shí)現(xiàn)長、短管道切換；接入管道由高壓膠管、短直管道、長直單跨管道、長直多跨管道、U型管道組合而成。測(cè)試系統(tǒng)包括壓力傳感器、流量計(jì)、三向加速度傳感器、模態(tài)分析儀及其分析軟件。
文檔編號(hào)G01H3/00GK102121846SQ20101056474
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者何利, 夏毅敏, 李建平, 田科, 謝敬華 申請(qǐng)人:中南大學(xué)