:油箱5.1、液压栗5.3、安全阀5.9、卸荷阀5.10、调压阀5.11、电液伺服阀6和液压缸4.1，构成伺服控制回路。
[0050]电液伺服阀6为三位四通伺服阀，其四个接口分别与油箱5.1、液压栗5.3、液压缸4.1的上腔和下腔，即上油腔和下油腔连接，其中进油口与液压栗5.3通过单向阀5.5连接。电液伺服阀6的的开口情况由工控计算机9控制，通过控制电液伺服阀6的开口情况，可对液压缸4.1的活塞杆运动进行无极调速和改变运动方向；
[0051 ]本实施例中，采用电液比例溢流阀作为安全阀5.9，其安全压力值由工控计算机9给定的电信号决定。安全阀5.9的进油口与液压栗5.3连接，出油口与油箱5.1连接。采用两位两通电磁阀作为卸荷阀5.10，其卸荷信号是由工控计算机9给定的电信号决定。卸荷阀5.10的进油口与安全阀5.9的控制端口连接，出油口与油箱5.1连接，当其接受到卸荷信号时，卸荷阀5.10接通，从而控制安全阀5.9油路接通直接卸荷。
[0052]本实施例中，采用电液比例溢流阀作为调压阀5.11，其压力信号值由工控计算机9给定的电信号决定;调压阀5.11的进油口与液压栗5.3通过单向阀5.5连接，出油口与油箱5.1连接。
[0053]为了能够监测液压缸4.1活塞杆动作的位置以便于工控计算机9发出相应的控制信号，在液压缸顶部还同时安装了位移传感器8;
[0054]由于伺服控制回路对油源的清洁程度和温度有较高的要求，在压力油路和回油路安装了过滤器5.2、5.4、5.7，在回油路上安装了冷却器5.6以及油箱设置了温度计5.8监测油源温度。
[0055]工作时，加压系统根据试验要求输入加压信号，通过压缩机10和增压栗的11共同作用，使试验管道I的管压达到试验的要求；同时，还利用第一压力传感器13和第二压力传感器14监测和反馈压缩机出口和增压栗11出口的压力，压力控制器12根据监测信号调节加压系统，保证试验管道I内的压力稳定。
[0056]另外，电液伺服阀6根据在工控计算机9输入的振动波形信号及其它控制信号，使两组液压缸的活塞杆按照指令进行动作，驱动试验管道I发生振动，从而模拟试验管道受到振动荷载的作用；同时，还利用位移传感器8对液压缸的位置进行监测和反馈，工控计算机9根据反馈信号进行位置伺服控制，电液伺服阀6起到换向阀和流量控制阀的作用，从而实现对两组液压缸的活塞杆伸出位置、速度、加速度等物理量的控制；在电液伺服阀6和位移传感器8的共同作用下，保证液压缸有稳定的输出，从而得到稳定的波形图。
[0057]本发明模拟天然气管道受振动和弯矩荷载的方法，可通过如下步骤实现。
[0058]模拟试验管道I受到弯矩荷载时的弯曲变形步骤:
[0059]由位于底座2两端的外压杆组件3对试验管道I两端施加载荷使其弯曲变形，即外压板3.2压在试验管道I的上表面，通过旋转丝杠3.3的端部与外压板3.2相抵，并使其推动试验管道I向下运动，从而使试验管道I的两端向下运动发生弯曲变形;完成模拟试验管道I受到弯矩荷载时的弯曲变形测试；
[0060]模拟试验管道I内压测试步骤:
[0061]按照试验要求，在工控计算机9输入对应指令，控制压缩机10和增压栗11对试验管道I内进行加压，加压是指气压或者液压;通过第一压力传感器13和第二压力传感器14监测和反馈压力信息，压力控制器12根据监测和反馈到的压力信息，对加压系统进行调节，使试验管道I内的液体或者气体压力达到试验要求并保持稳定;完成模拟试验管道I内压测试；
[0062]模拟试验管道I在受到振动时的步骤:
[0063]在工控计算机9输入试验要模拟的振动波形的控制信号，工控计算机9给电液伺服阀6发出控制信号，控制两组液压缸4.1动作，即控制液压缸4.1的活塞杆完成所需的伸缩速度和伸缩频率动作，驱动试验管道I发生振动；同时，利用位移传感器8对液压缸4.1活塞杆的伸缩行程进行监测和反馈，工控计算机9根据反馈信号进行活塞杆的位置伺服控制，使液压缸4.1有稳定的输出，并得到实验所需要的波形图；完成模拟试验管道I在受到振动时的测试。
[0064]在实际应用时，上述三个步骤可单独分别进行试验，也可组合同时进行试验，顺序也可不分先后。两组液压缸的振动波形可以不同，也可以相同，二者共同作用驱动试验管道振动。
[0065]如上所述，便可较好地实现本发明。
[0066]本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种模拟天然气管道受振动和弯矩荷载的试验装置，其特征在于包括 底座(2); 分别设置在底座(2)两端的用于给试验管道(I)的两端提供下压力矩的外压杆组件(3)，以模拟试验管道(I)受到弯矩荷载时的弯曲变形； 设置在底座(2)中部设有两组液压机构(4)，试验管道(I)承载在两组液压机构(4)上并通过紧固件与之固定连接;所述两组液压机构(4)用于模拟试验管道(I)在受到振动的状态； 试验管道(I)的一端密封，另一端连接加压系统，加压系统给试验管道(I)内提供气压或者液压，用于模拟天然气管道内输送的气体或者液体； 两组液压机构(4)和加压系统分别信号连接工控计算机(9)。2.根据权利要求1所述模拟天然气管道受振动和弯矩荷载的试验装置，其特征在于，所述液压机构(4)包括，液压缸(4.1)、位移传感器(8)、电液伺服阀(6)、液压油源控制系统(5)和振动控制器(7); 所述液压缸(4.1)的上油腔和下油腔分别通过管路连接电液伺服阀(6)，所述电液伺服阀(6)通过管路连接液压油源控制系统(5); 所述位移传感器(8)、电液伺服阀(6)和液压油源控制系统(5)分别与振动控制器(7)信号连接;所述振动控制器(7)信号连接工控计算机(9);所述工控计算机(9)通过对振动控制器(7)的控制，使液压缸(4.1)的活塞杆完成所需伸缩行程、伸缩速度和伸缩频率，以模拟试验管道(I)在受到振动时的状态。3.根据权利要求1所述模拟天然气管道受振动和弯矩荷载的试验装置，其特征在于，所述加压系统包括压缩机(10)、增压栗(11)、压力控制器(12)、第一压力传感器(13)、第二压力传感器(14); 所述压缩机(10)通过工质输送管连接试验管道(I)的未密封端，所述增压栗(11)设置于工质输送管的管路上，在压缩机(10)至增压栗(11)的工质输送管管路上设有第一压力传感器(13)，在增压栗(11)至连接试验管道(I)的工质输送管管路上设有第二压力传感器(14)； 所述第一压力传感器(13)和第二压力传感器(14)分别与压力控制器(12)信号连接;所述压力控制器(12)信号连接工控计算机(9)。4.根据权利要求1至3中任一项所述模拟天然气管道受振动和弯矩荷载的试验装置，其特征在于，所述外压杆组件(3)包括外压杆(3.1)、外压板(3.2)、丝杠(3.3)、丝杠连接板(3.4)； 所述外压杆(3.1)的下端连接底座(2)的端部，外压杆(3.1)的上端依次穿过外压板(3.2)和丝杠连接板(3.4);所述外压板(3.2)置于试验管道(I)的上方;所述丝杠(3.3)设置在丝杠连接板(3.4)的中部，丝杠(3.3)与丝杠连接板(3.4)之间采用螺纹配合；当转动丝杠(3.3)使其向下运动时，使试验管道(I)的两端向下运动发生弯曲变形，以模拟试验管道(I)受到弯矩荷载时的弯曲变形测试。5.根据权利要求4所述模拟天然气管道受振动和弯矩荷载的试验装置，其特征在于，所述试验管道(I)承载在两组液压机构(4)上并通过紧固件与之固定连接，其中，该紧固件包括固定在液压缸(4.1)的活塞杆端部的支撑弯模(4.3)和卡扣(4.4)，所述试验管道(I)被限制在支撑弯模(4.3)于卡扣(4.4)之间。6.根据权利要求5所述模拟天然气管道受振动和弯矩荷载的试验装置，其特征在于，所述支撑弯模(4.3)和卡扣(4.4)与试验管道(I)的接触面为面接触。7.—种模拟天然气管道受振动和弯矩荷载的方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述模拟天然气管道受振动和弯矩荷载的试验装置实现，具体包括如下步骤: 模拟试验管道(I)受到弯矩荷载时的弯曲变形测试步骤 由位于底座(2)两端的外压杆组件(3)对试验管道(I)两端施加载荷使其弯曲变形，SP外压板(3.2)压在试验管道(I)的上表面，通过旋转丝杠(3.3)的端部与外压板(3.2)相抵，并使其推动试验管道(I)向下运动，从而使试验管道(I)的两端向下运动发生弯曲变形;完成模拟试验管道(I)受到弯矩荷载时的弯曲变形测试； 模拟试验管道(I)内压测试步骤 按照试验要求，在工控计算机(9)输入对应指令，控制压缩机(10)和增压栗(11)对试验管道(I)内进行加压，加压是指气压或者液压;通过第一压力传感器(13)和第二压力传感器(14)监测和反馈压力信息，压力控制器(12)根据监测和反馈到的压力信息，对加压系统进行调节，使试验管道(I)内的液体或者气体压力达到试验要求并保持稳定;完成模拟试验管道(I)内压测试； 模拟试验管道(I)在受到振动荷载时的步骤 在工控计算机(9)输入试验要模拟的振动波形的控制信号，工控计算机(9)给电液伺服阀(6)发出控制信号，控制两组液压缸(4.1)动作，即控制液压缸(4.1)的活塞杆完成所需的伸缩速度和伸缩频率动作，驱动试验管道(I)发生振动；同时，利用位移传感器(8)对液压缸(4.1)活塞杆的伸缩行程进行监测和反馈，工控计算机(9)根据反馈信号进行活塞杆的位置伺服控制，使液压缸(4.1)有稳定的输出，并得到实验所需要的波形图；完成模拟试验管道(I)在受到振动时的测试。
【专利摘要】本发明公开了一种模拟天然气管道受振动和弯矩荷载的试验装置及方法，包括底座，分别设置在底座两端的用于给试验管道的两端提供下压力矩的外压杆组件、设置在底座中部设有两组液压机构。外压杆组件模拟试验管道受到弯矩时所受荷载；两组液压机构用于模拟试验管道在受到振动的状态。试验管道的一端密封，另一端连接加压系统，加压系统给试验管道内提供气压或者液压，用于模拟天然气管道内输送的气体或者液体；两组液压机构和加压系统分别信号连接工控计算机。本试验装置满足了燃气管道的性能和寿命测试的要求，为燃气管道性能和寿命测试项目，提供了模拟燃气管道受竖向振动荷载和弯矩加载的试验的平台。
【IPC分类】G01N3/36, G01N3/12, G01N3/20
【公开号】CN105547859
【申请号】CN201610039917
【发明人】曲杰, 岳凯
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月21日