[发明专利]一种用于阀门功能特性试验的试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及阀门结构设计领域，具体为一种用于阀门功能特性试验的试验装置。

背景技术

在航空航天领域，阀门尤其是燃料保险阀的结构、原理和工作环境都较为复杂，其在复合载荷下的功能特性将直接影响着飞机或者运载火箭能否正常工作。阀门在工作过程中所受载荷有气体压力、温度、弯矩和振动等。其中，弯矩又分为沿x,y,z方向的正向和负向6种，其工作条件非常恶劣，这将严重影响着阀门的功能特性。

在运载火箭等航天领域，阀门在复合载荷下的功能特性对运载火箭的重要影响不言而喻，要求阀门具有较高的可靠性。为了评估阀门在复合载荷下的功能特性，就需要对其进行试验，通过试验分析其在复合载荷下的性能，并且通过试验提高阀门在复合载荷下的可靠性，实现阀门的可靠性增长，故必须对阀门进行复合载荷下试验。

目前的问题是，若将阀门安装于运载火箭上试验，其不但成本高昂，而且风险较大，故此方法非常不可取。因此需要在地面上模拟阀门的实际受载，对阀门进行功能特性试验。而针对此类机械产品的试验，现有的装置往往是在没有振动的情况下对阀门施加单载荷，其不能模拟阀门的整个工作环境，导致地面试验环境不够真实。

发明内容

要解决的技术问题

为给阀门功能特性试验提供试验装置，本发明提出了一种用于阀门功能特性试验的试验装置，该试验装置是考虑在振动环境下弯矩对阀门功能特性的影响，能实现阀门振动载荷和弯矩载荷的模拟，并能同时对阀门施加振动载荷和弯矩载荷，其中弯矩载荷可以是阀门给定横截面内的任意方向载荷，所模拟的环境条件较为真实。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种用于阀门功能特性试验的试验装置，其特征在于：由振动台、振动台架、弯矩加载架和试验连接件组成；弯矩加载架和待测阀门固定安装在振动台架上；弯矩加载架与待测阀门之间通过试验连接件固定连接；振动台架固定安装在振动台上，且振动台架及其上安装的弯矩加载架、待测阀门和试验连接件的整体重心处于振动台加载面的中心轴线上；

所述弯矩加载架包括弯矩框架、加载节、丝杠、丝杠接头和力传感器；弯矩框架固定安装在振动台架上，加载节一端与试验连接件固定连接；弯矩框架为承载结构，在弯矩框架的内侧面上安装有力传感器；丝杠接头安装在丝杠上，丝杠两端穿过加载节且与力传感器固定连接，丝杠与加载节不接触，丝杠接头处于加载节内，丝杠接头对加载节的作用产生待测阀门的弯矩载荷。

所述一种用于阀门功能特性试验的试验装置，其特征在于：在丝杠上还套有两个弹簧，弹簧处于丝杠接头两侧，弹簧传递丝杠接头与加载节之间的作用力。

所述一种用于阀门功能特性试验的试验装置，其特征在于：丝杠上套的弹簧为蝶形弹簧。

所述一种用于阀门功能特性试验的试验装置，其特征在于：振动台架上表面通过中空圆盘与待测阀门固定连接，并且中空圆盘外接圆管向阀门内通介质气体。

所述一种用于阀门功能特性试验的试验装置，其特征在于：试验连接件上开有泄漏气体口，用以监测阀门是否发生泄露及测量介质气体的泄漏量。

有益效果

本发明通过设置振动台架，使得振动台的工作过程中不受横向载荷或侧向载荷，确保了试验的稳定性和准确性；采用弯矩加载架形式，通过丝杠和丝杠接头对加载节产生弯矩，实现在所需方向上的弯矩加载，且可任意调节弯矩载荷的大小；通过设置蝶形弹簧，克服了由于阀门试验件刚度很大，如果直接转动丝杠容易导致弯矩加载到指定值时，丝杠接头仅有非常小的位移从而无法固定丝杠，特别是在振动环境下，甚至有可能引起载荷急剧增加或急剧减小，造成试验环境模拟失真的问题。

附图说明

图1：本发明的立体图；

图2：振动台架图；

图3：振动台架仰视图；

图4：振动台架侧视图；

图5：阀门试验件图；

图6：阀门弯矩加载装置图；

图7：阀门弯矩加载装置爆炸图；

图8：加载节及试验连接件装置图；

其中：A：振动台；B：振动台架；C：阀门试验件；D：试验连接件；E：弯矩加载架；1、下连接盘；2、腹板；3、介质气体入口；4、上连接盘；5、试验连接件；6、泄露气体口；7、弯矩框架；8、丝杠；9、丝杠接头；10、蝶形弹簧；11、力传感器；12、加载节。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：