CN105090080B - 一种多环境下的风机性能试验台 - Google Patents

Abstract

一种多环境下的风机性能试验台，被测风机设置在所述试验舱内，所述回风主管从所述试验舱的出风口接出，经过流量调节单元后再依次经过所述第一调节阀、所述加热器、所述增压风机和所述主换热器后接回所述试验舱的进风口；所述流量调节单元并联设置的至少两个回风主管支路，每个所述回风主管支路上按照流量方向均依次设有所述流量计和所述支管切断阀，并且其中至少一个所述回风支管上在所述支管切断阀之后还设有第二调节阀.本发明可以自动测试在不同环境下的风机的性能指标，测试环境多样，操作简单，减少人为测试差错。

Description

一种多环境下的风机性能试验台

技术领域

本发明涉及风机测试设备技术领域，尤其是涉及一种多环境下的风机性能试验台。

背景技术

风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。现有技术中的风机试验台，只能够在常温的状态下测试风机的性能，无法考核风机在高低温环境下的性能指标，并且一般也是在常压下测试风机，不能在真空状态下进行测试。

发明内容

本发明的目的在于设计一种新型的多环境下的风机性能试验台，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多环境下的风机性能试验台，包括真空泵、第二切断阀、试验舱、差压传感器、第一绝压传感器、加速度传感器、转速传感器、位移传感器、频率计、第一温度传感器、第二温度传感器、第二绝压传感器、流量计、支管切断阀、第二调节阀、第一调节阀、加热器、增压风机、主换热器、冷却器、回冷器、第三调节阀、第一切断阀、***、回风主管、冷却空气管和真空控制管路；

被测风机设置在所述试验舱内，所述回风主管从所述试验舱的出风口接出，经过流量调节单元后再依次经过所述第一调节阀、所述加热器、所述增压风机和所述主换热器后接回所述试验舱的进风口；所述流量调节单元并联连接至少两个回风主管支路，每个所述回风主管支路上按照出风方向均依次设有所述流量计和所述支管切断阀，并且其中至少一个所述回风主管支路上在所述支管切断阀之后还设有第二调节阀；

所述冷却空气管的进气口端依次经过所述第一切断阀、所述第三调节阀、所述回冷器和所述冷却器后接入所述主换热器，在所述主换热器中完成换热后重新接入所述回冷器，在所述回冷器中完成回冷后从所述回冷器的冷边接出到所述冷却空气管的出气口端；

所述试验舱密封设置，所述真空控制管路的空气进口端经过所述第二切断阀后连通到所述试验舱，所述真空控制管路的空气出口端从所述试验舱接出后经过所述真空泵后接入大气；

所述试验舱上还设置有所述第一绝压传感器；所述被测风机上设置所述加速度传感器、所述转速传感器、所述位移传感器、所述频率计和所述第一温度传感器；所述被测风机的进出口上设置所述差压传感器；从所述试验舱的出风口到所述流量调节单元的所述回风主管上设置所述第二温度传感器和所述第二绝压传感器。

所述被测风机由中频电源供电。

所述加热器为PTC加热器。

所述冷却器为涡轮冷却器。

所述流量计为多孔平衡式流量计。

为了克服现有的风机试验台在测试环境上的不足,本发明提供一种多环境下的风机性能试验台，该试验台可以同时满足在高低温环境和真空状态下测试飞机上的风机的性能试验。本发明可以满足多环境下风机的测试要求，试验台的原理如图1所示。

本发明主要由试验舱、真空泵、阀门、PTC加热器、增压风机、主换热器、回冷器、涡轮冷却器、***、流量计、操作台、测控***及传感器组成。

风机置于试验舱内。试验舱用于为被测风机提供高低温和真空环境。风机的入口不断地抽取试验舱内的空气。风机出口的空气经过三条并联的不同口径的管道，管道上分别有流量计和切断阀，依据试验风机的流量大小，切换不同的测试管道。由于主管道的口径大，在小口径的管道上设计有一台同样通径的调节阀，可以提高小流量状态时的调节特性。主管道的调节阀用来调节被测风机的背压。风机出口的空气再经过PTC加热器，增压风机，主换热器后回到试验舱，形成循环回路。

PTC加热器加热管道中的循环空气，从而使整个***的回路温度升高，通过控调节PTC加热器的功率来控制温度达到试验的要求。增压风机可在被测风机不工作的情况下，使***回路的空气进行循环，经过主换热器时，与主换热器冷边的低温气体进行热交换，进而降低***回路内的空气温度。主换热器的冷边空气来自涡轮冷却器出口的低温气体。调节涡轮冷却器入口的空气流量，影响主换热器的换热量，进而控制***回路内的空气温度。

真空泵通过变频调速的方式为整个循环***提供一个稳定的真空压力状态。

测控***主要由传感器、流量计、数据采集模块、PLC、计算机、测控软件和控制台组成。完成风机性能试验台的各项指标的测量，包括温度、压力、流量、功率、转速、振动。自动完成风机性能曲线的绘制。

本发明的有益效果可以总结如下：

1、本发明可以自动测试在不同环境下的风机的性能指标，测试环境多样，操作简单，减少人为测试差错。

2、本发明可以自动测试在不同环境下的风机的性能指标，可以在不同的温度和不同的真空压力状态下，可以自动测试风机的各项参数，包括温度、压力、流量、功率、转速、振动，绘制风机性能曲线。

3、本发明的温度控制***由PTC加热器、主换热器、涡轮冷却器、回冷器、增压风机、调节阀、温度传感器组成，可以自动控制***的温度。

4、本发明的压力控制***由真空泵、变频器、切断阀、绝压传感器组成，可以自动控制***的真空压力。

5、本发明的测控***由差压传感器、绝压传感器、加速度传感器、转速传感器、位移传感器、频率计、温度传感器、流量计、数据采集模块、PLC、计算机、测控软件和控制台组成。

6、本发明可在不同的温度和不同的真空压力状态下，自动测试风机的各项参数，包括温度、压力、流量、功率、转速、振动，绘制风机性能曲线。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1真空泵，2.第二切断阀，3.试验舱，4.差压传感器，5.中频电源，7.第一绝压传感器，8.加速度传感器，9.转速传感器，10.位移传感器，11.频率计，12.第一温度传感器，13.第二温度传感器，14.第二绝压传感器，15流量计，18.支管切断阀，21.第二调节阀，22.第一调节阀，23.加热器，24.增压风机，25.主换热器，26.冷却器，27.回冷器，28.第三调节阀，29.第一切断阀，30.***,31.工厂气源，32.大气，33.室内大气。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种多环境下的风机性能试验台，包括真空泵、第二切断阀、试验舱、差压传感器、第一绝压传感器、加速度传感器、转速传感器、位移传感器、频率计、第一温度传感器、第二温度传感器、第二绝压传感器、流量计、支管切断阀、第二调节阀、第一调节阀、加热器、增压风机、主换热器、冷却器、回冷器、第三调节阀、第一切断阀、***、回风主管、冷却空气管和真空控制管路；被测风机设置在所述试验舱内，所述回风主管从所述试验舱的出风口接出，经过流量调节单元后再依次经过所述第一调节阀、所述加热器、所述增压风机和所述主换热器后接回所述试验舱的进风口；所述流量调节单元并联设置的至少两个回风主管支路，每个所述回风主管支路上按照流量方向均依次设有所述流量计和所述支管切断阀，并且其中至少一个所述回风支管上在所述支管切断阀之后还设有第二调节阀；所述冷却空气管的进气口端依次经过所述第一切断阀、所述第三调节阀、所述回冷器和所述冷却器后接入所述主换热器，在所述主换热器中完成换热后重新接入所述回冷器，在所述回冷器中完成回冷后从所述回冷器的冷边接出到所述冷却空气管的出气口端；所述试验舱密封设置，所述真空控制管路的空气进口端经过所述第二切断阀后连通到所述试验舱，所述真空控制管路的空气出口端从所述试验舱接出后经过所述真空泵后接入大气；所述试验舱上还设置有所述第一绝压传感器；所述被测风机上设置所述加速度传感器、所述转速传感器、所述位移传感器和所述频率计和所述第一温度传感器；所述被测风机的进出口上设置所述差压传感器；从所述试验舱的出风口到所述流量调节单元的所述回风主管上设置所述第二温度传感器和所述第二绝压传感器。

在更加优选的实施例中，所述被测风机由中频电源供电。所述加热器为PTC加热器。所述冷却器为涡轮冷却器。所述流量计为多孔平衡式流量计。

如图1所示,试验舱的温度控制分为升温控制和降温控制。升温控制是通过增压风机24、PTC电加热器23、第一温度传感器12来实现。计算机控制PTC电加热器23的功率，精确调节试验舱和管道内流体的温度。降温控制是通过管增压风机24、涡轮冷却器26、回冷器27、主换热器25、第一温度传感器12来实现。计算机自动调节第三调节阀28来控制涡轮冷却器26的出口温度与流量，从而改变主换热器25的换热量，即可精确控制试验舱和管道内流体的温度。

回冷器27的功能是降低涡轮冷却器26的入口温度，以便获得更低的涡轮冷却器出口温度。回冷器27的冷边出口接***30，可以有效降低涡轮冷却器26出口的排气噪声。

增压风机24的作用是快速稳定***内流体的温度，同时补偿空气管路中各附件造成的流体阻力。当试验舱温度达到设定温度值时，管道增压风机停止工作。当试验时，被测风机的压头不足以克服管道阻力时，计算机自动启动增压风机，并通过变频调速器调节增压风机的转速改变增压风机的压头，克服管道中的空气流动阻力。

试验舱的真空压力控制是通过真空泵1、第二切断阀2、第一绝压传感器7实现。计算机通过变频器调节真空泵电机的转速，控制***内的真空压力。第二切断阀2用于真空试验结束后，打开该阀门，给试验舱补气，平衡试验舱的内外压力，方便打开舱门。

流量测量有三种不同通径的流量计可供选择，控制支管切断阀18的状态(打开或关闭)，即可测量风机流量的大小。流量计前端的第二温度传感器13，第二绝压传感器14，应用于流量计测量气体质量流量时的密度补偿。

差压传感器4测量风机进出口的差压。第一绝压传感器7测量试验舱的绝对压力。加速度传感器8测量风机的振动加速度。转速传感器9测量风机叶轮的转速。位移传感器10测量风机的位移量。频率计11测量风机的频率值。第一温度传感器12测量试验舱的温度。中频电源5提供风机正常工作所需的电力。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多环境下的风机性能试验台，其特征在于：包括真空泵、第二切断阀、试验舱、差压传感器、第一绝压传感器、加速度传感器、转速传感器、位移传感器、频率计、第一温度传感器、第二温度传感器、第二绝压传感器、流量计、支管切断阀、第二调节阀、第一调节阀、加热器、增压风机、主换热器、冷却器、回冷器、第三调节阀、第一切断阀、***、回风主管、冷却空气管和真空控制管路；

被测风机设置在所述试验舱内，所述回风主管从所述试验舱的出风口接出，经过流量调节单元后再依次经过所述第一调节阀、所述加热器、所述增压风机和所述主换热器后接回所述试验舱的进风口；所述流量调节单元并联连接至少两个回风主管支路，每个所述回风主管支路上按照出风方向均依次设有所述流量计和所述支管切断阀，并且其中至少一个所述回风主管支路上在所述支管切断阀之后还设有第二调节阀；

所述冷却空气管的进气口端依次经过所述第一切断阀、所述第三调节阀、所述回冷器和所述冷却器后接入所述主换热器，在所述主换热器中完成换热后重新接入所述回冷器，在所述回冷器中完成回冷后从所述回冷器的冷边接出到所述冷却空气管的出气口端；

所述试验舱密封设置，所述真空控制管路的空气进口端经过所述第二切断阀后连通到所述试验舱，所述真空控制管路的空气出口端从所述试验舱接出后经过所述真空泵后接入大气；

所述试验舱上还设置有所述第一绝压传感器；所述被测风机上设置所述加速度传感器、所述转速传感器、所述位移传感器、所述频率计和所述第一温度传感器；所述被测风机的进出口上设置所述差压传感器；从所述试验舱的出风口到所述流量调节单元的所述回风主管上设置所述第二温度传感器和所述第二绝压传感器。

2.根据权利要求1所述的多环境下的风机性能试验台，其特征在于：所述被测风机由中频电源供电。

3.根据权利要求1所述的多环境下的风机性能试验台，其特征在于：所述加热器为PTC加热器。

4.根据权利要求1所述的多环境下的风机性能试验台，其特征在于：所述冷却器为涡轮冷却器。

5.根据权利要求1所述的多环境下的风机性能试验台，其特征在于：所述流量计为多孔平衡式流量计。