本實(shí)用新型涉及開關(guān)閥的試驗(yàn)裝置，具體地，涉及一種用于船用柴油機(jī)排氣系統(tǒng)的開關(guān)閥的可靠性試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

開關(guān)閥是船用柴油機(jī)排氣系統(tǒng)的重要組成部分，其閥門打開和關(guān)閉直接影響排氣管路中流向渦輪增壓器的氣流流動，從而影響增壓器工作效率和柴油機(jī)性能。為了保證船用柴油機(jī)的正常運(yùn)行，開關(guān)閥必須具有在高溫高壓條件下長期可靠的正常開閉功能，因此需要能夠模擬船用柴油機(jī)正常工作時排氣系統(tǒng)實(shí)際高溫高壓狀態(tài)的試驗(yàn)裝置，從而對高溫開關(guān)閥開閉功能進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。這有利于控制柴油機(jī)工作時的故障風(fēng)險并能夠有效地降低試驗(yàn)成本。

目前國內(nèi)相關(guān)高溫條件下開關(guān)閥的試驗(yàn)裝置一般采用壓縮機(jī)、加熱罐檢測裝置和緩沖罐等部件，以用于閥門高溫介質(zhì)的流通性能試驗(yàn)。然而，在實(shí)際使用過程中，上述文獻(xiàn)所披露的現(xiàn)有試驗(yàn)裝置存在以下不足：

(1)上述試驗(yàn)裝置僅對空氣進(jìn)行加熱與加壓，不能反映柴油燃燒后排氣成分狀態(tài)。實(shí)際上，由于柴油機(jī)排氣中的顆粒物可能竄入填料致閥門卡阻或粘著在密封座導(dǎo)致閥門密封不嚴(yán)，因此在開關(guān)閥可靠性試驗(yàn)過程中很有必要模擬排氣成分狀態(tài)；

(2)空氣加熱速率慢，空氣加熱到正常的船用柴油機(jī)排氣溫度所需時間較長，且到待測開關(guān)閥部位時，溫度損失較大，從而影響了試驗(yàn)的精度；

(3)不能靈活調(diào)節(jié)待測高溫開關(guān)閥入口與出口的壓力差，實(shí)際上只有在一定的壓差下才能測取高溫開關(guān)閥關(guān)閉狀態(tài)下的氣體泄漏情況，從而無法有效試驗(yàn)開關(guān)閥在正常工作壓力下的氣體泄漏情況。

因此，有必要提出一種開關(guān)閥的試驗(yàn)裝置，從而解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的諸多不足中的至少一者。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在實(shí)用新型內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)用新型的實(shí)用新型內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的諸多不足中的至少一者，本實(shí)用新型公開了一種開關(guān)閥的試驗(yàn)裝置，該開關(guān)閥用于發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)，其中該裝置包括通過管路順次連接的空氣壓縮機(jī)、燃燒器、氣體混合加熱器、穩(wěn)壓筒、進(jìn)氣壓力筒以及背壓筒，開關(guān)閥設(shè)置在進(jìn)氣壓力筒與背壓筒之間的連接管路上，背壓筒上設(shè)置有與外部環(huán)境連通的排氣口，來自空氣壓縮機(jī)的空氣在氣體混合加熱器中由來自燃燒器的尾氣混合加熱，并且混合加熱后的氣體供給到開關(guān)閥。

根據(jù)本實(shí)用新型中的開關(guān)閥試驗(yàn)裝置，通過在試驗(yàn)裝置中設(shè)有燃燒器并由來自燃燒器的尾氣混合加熱來自空氣壓縮機(jī)的空氣，使得能夠模擬高溫開關(guān)閥在船用柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時所處的實(shí)際排氣成分狀態(tài)，并且提高了氣體溫度升高的速度。這對于模擬開關(guān)閥在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時所處的實(shí)際環(huán)境條件是非常有益的，從而能夠以高效率和低成本的方式對開關(guān)閥進(jìn)行模擬試驗(yàn)。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣壓力筒和所述背壓筒之間還設(shè)置有分流管路，在所述分流管路上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)所述進(jìn)氣壓力筒與所述背壓筒之間的壓力差的調(diào)節(jié)閥。

根據(jù)優(yōu)選的開關(guān)閥試驗(yàn)裝置，利用分流管路上的調(diào)節(jié)閥可以分別調(diào)節(jié)和控制進(jìn)氣壓力筒和背壓筒內(nèi)的氣體壓力，有效地調(diào)節(jié)開關(guān)閥的入口和出口之間的壓力差，進(jìn)而能夠使得待測開關(guān)閥兩端的壓力差與發(fā)動機(jī)排氣管路中的實(shí)際壓力差保持一致，從而能夠以高效率和低成本的方式對開關(guān)閥進(jìn)行模擬試驗(yàn)。同時，通過分流管路能夠把高溫氣體分流進(jìn)入進(jìn)氣筒和背壓筒，極大提高了高溫氣體利用率。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣壓力筒和/或所述背壓筒中設(shè)置有電加熱器。

根據(jù)優(yōu)選的開關(guān)閥試驗(yàn)裝置，利用進(jìn)氣壓力筒和/或所述背壓筒上增設(shè)的電加熱器對供給到開關(guān)閥的氣體進(jìn)行加熱補(bǔ)償。借此，一方面能夠補(bǔ)償氣體在管路中輸送時的熱量損失，另一方面，易于調(diào)節(jié)與控制試驗(yàn)裝置的加熱溫度，從而提高試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)精度。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓筒、進(jìn)氣壓力筒以及背壓筒上設(shè)置有用于監(jiān)測氣體壓力的傳感器。

根據(jù)優(yōu)選的開關(guān)閥試驗(yàn)裝置，能夠確保整個試驗(yàn)裝置中的容器都在工作壓力下運(yùn)行，從而提高了試驗(yàn)裝置的安全性。

優(yōu)選地，所述發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)為船用柴油機(jī)排氣系統(tǒng)，所述燃燒器為柴油燃燒器。

根據(jù)優(yōu)選的開關(guān)閥試驗(yàn)裝置，能夠有效檢驗(yàn)高溫開關(guān)閥在船用柴油機(jī)正常工作時的開閉功能可靠性，降低由高溫開關(guān)閥引起的船用柴油機(jī)運(yùn)行故障率，并以簡單有效的方式進(jìn)行開關(guān)閥的試驗(yàn)開發(fā)，從而有效地降低試驗(yàn)成本與周期。

優(yōu)選地，所述開關(guān)閥與所述連接管路通過短接件連接，所述短接件為兩端焊接有法蘭的變徑鋼管，所述變徑鋼管適用于不同口徑的開關(guān)閥。

根據(jù)優(yōu)選的開關(guān)閥試驗(yàn)裝置，利用短接件便于更換不同口徑的開關(guān)閥來進(jìn)行試驗(yàn)，從而提高了試驗(yàn)裝置的通用性并降低了試驗(yàn)人員的勞動強(qiáng)度。

附圖說明

本實(shí)用新型實(shí)施例的下列附圖在此作為本實(shí)用新型的一部分用于理解本實(shí)用新型。附圖中示出了本實(shí)用新型的實(shí)施方式及其描述，用來解釋本實(shí)用新型的原理。在附圖中，

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施方式的開關(guān)閥試驗(yàn)裝置的示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1、空氣壓縮機(jī) 2、燃燒器 3、氣體混合加熱器

4、穩(wěn)壓筒 5、電加熱器 6、進(jìn)氣壓力筒

7、背壓筒 8、開關(guān)閥 9、分流管路

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本實(shí)用新型更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本實(shí)用新型實(shí)施例可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本實(shí)用新型實(shí)施例發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

為了徹底了解本實(shí)用新型的實(shí)施例，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本實(shí)用新型實(shí)施例的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本實(shí)用新型還可以具有其他實(shí)施方式。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供一種開關(guān)閥試驗(yàn)裝置，其中該開關(guān)閥用于發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)。具體在以下優(yōu)選實(shí)施例中，該發(fā)動機(jī)為船用柴油機(jī)的排氣系統(tǒng)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，該開關(guān)閥并不限于用于船用柴油機(jī)的排氣系統(tǒng)，而是還可以用于其它諸如陸地用柴油機(jī)或者汽油機(jī)等發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施方式的開關(guān)閥試驗(yàn)裝置包括通過管路順次連接的空氣壓縮機(jī)1、燃燒器2、氣體混合加熱器3、穩(wěn)壓筒4、進(jìn)氣壓力筒6以及背壓筒7。開關(guān)閥8設(shè)置在進(jìn)氣壓力筒6和背壓筒7之間。

空氣壓縮機(jī)1可以為現(xiàn)有常規(guī)的空氣壓縮機(jī)，例如但不限于活塞式或者螺桿式空氣壓縮機(jī)，其中該空氣壓縮機(jī)1的排氣出口通過管路連接到氣體混合加熱器3。

燃燒器2優(yōu)選為船用柴油機(jī)的柴油燃燒器，該柴油燃燒器包括燃燒室和與氣體混合加熱器3通過管路連通的排氣口。將柴油和助燃?xì)怏w供給到燃燒室內(nèi)點(diǎn)燃，以形成高溫高壓的帶有顆粒物的尾氣，該尾氣經(jīng)排氣口通過管路輸送到氣體混合加熱器3中，以與來自空氣壓縮機(jī)1的空氣混合并對其進(jìn)行加熱。

氣體混合加熱器3例如可以是本領(lǐng)域已知的空氣-空氣混合換熱器，其通過管路連接到穩(wěn)壓筒4，以使來自氣體混合加熱器3的加熱后的混合氣體在穩(wěn)壓筒4中膨脹至穩(wěn)定的壓力。

在穩(wěn)壓筒4上設(shè)置有第一壓力傳感器以監(jiān)測穩(wěn)壓筒4內(nèi)的氣體壓力。穩(wěn)壓筒4通過管路連接到進(jìn)氣壓力筒6，以將穩(wěn)壓后的氣體供給到進(jìn)氣壓力筒6。在該管路上設(shè)置有用于控制管路開關(guān)的閥門，以控制到進(jìn)氣壓力筒6的氣體供給。

在進(jìn)氣壓力筒6上設(shè)置有第二壓力傳感器，以監(jiān)測進(jìn)氣壓力筒6的氣體壓力。進(jìn)氣壓力筒6通過管路連接到開關(guān)閥8，以將在氣體混合加熱器3中混合加熱后的氣體供給到開關(guān)閥8。開關(guān)閥8設(shè)置在進(jìn)氣壓力筒與背壓筒7之間的連接管路上。

優(yōu)選地，開關(guān)閥與該連接管路通過短接件連接，該短接件為兩端焊接有法蘭的變徑鋼管，變徑鋼管適用于不同口徑的開關(guān)閥。這樣，對于具有不同外形尺寸的開關(guān)閥，使用短接件也能夠很方便地將待測的開關(guān)閥和連接管路相連接。

背壓筒7設(shè)置在開關(guān)閥8的下游，在背壓筒7上設(shè)置有第三壓力傳感器，以監(jiān)測背壓筒7的氣體壓力，同時還設(shè)置有與外部環(huán)境連通的排氣口，通過閥門能夠控制背壓筒7經(jīng)由該排氣口向外部環(huán)境排出多余的氣體。

進(jìn)一步，在進(jìn)氣壓力筒6和背壓筒7之間還可以設(shè)置有分流管路9，在該分流管路9上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力筒6與背壓筒7的壓力差的調(diào)節(jié)閥。通過該分流管路9能夠?qū)碜苑€(wěn)壓筒4的部分氣體在不流經(jīng)進(jìn)氣壓力筒6的情況下直接流入到背壓筒7。借此，能夠分別對進(jìn)氣壓力筒6和背壓筒7中的氣體壓力進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而調(diào)節(jié)開關(guān)閥8的上游和下游的氣體壓力差。該調(diào)整可以經(jīng)由操作人員在觀測第二和第三壓力傳感器的讀數(shù)后對管路上的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，該調(diào)整也可以通過將壓力傳感器的電信號經(jīng)由控制器處理后轉(zhuǎn)化為調(diào)節(jié)閥可識別的控制信號來實(shí)現(xiàn)。借此，能夠經(jīng)由設(shè)置的分流管路9來控制和調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力筒6和背壓筒7內(nèi)的氣體壓力，以模擬實(shí)際發(fā)動機(jī)運(yùn)行在不同工況下的排氣管內(nèi)上游與下游氣體的壓力差并進(jìn)而模擬高溫開關(guān)閥在不同工況下的環(huán)境壓力。

更進(jìn)一步，在進(jìn)氣壓力筒6和背壓筒7中可以設(shè)置有電加熱器5。該電加熱器可以是本領(lǐng)域公知的加熱器類型，例如可以是電阻加熱器或者PTC加熱器等。設(shè)置電加熱器5一方面可以對進(jìn)氣壓力筒6和背壓筒7中的氣體溫度進(jìn)行加熱補(bǔ)償以精確控制氣體溫度，從而模擬高溫閥在發(fā)動機(jī)不同工況下的工作環(huán)境溫度。另一方面，可以滿足流向開關(guān)閥8的更高溫度的氣體的需求。應(yīng)當(dāng)了解，在未示出的實(shí)施方式中，電加熱器也可以僅設(shè)置在進(jìn)氣壓力筒或者背壓筒中。

在實(shí)際操作過程中，首先將待試驗(yàn)的開關(guān)閥8以打開的狀態(tài)例如經(jīng)由短接件連接在進(jìn)氣壓力筒6和背壓筒7之間的連接管路上。隨后，開啟空氣壓縮機(jī)1并點(diǎn)燃柴油燃燒器2。由空氣壓縮機(jī)1和柴油燃燒器2排出的空氣和尾氣分別經(jīng)由管路輸入到氣體混合加熱器3中。在氣體混合加熱器3中，來自空氣壓縮機(jī)的空氣在氣體混合加熱器中由來自燃燒器的尾氣混合加熱，以形成高溫高壓的并帶有一定顆粒物的氣體，其中該氣體的溫度和壓力優(yōu)選與船用柴油機(jī)的排氣溫度和壓力相當(dāng)。利用管路將氣體混合加熱器3中的氣體輸送到穩(wěn)壓筒4中，以在其中膨脹以穩(wěn)定氣體壓力。打開穩(wěn)壓筒4和進(jìn)氣壓力筒6之間管路上的閥門以使穩(wěn)壓后的氣體流入進(jìn)氣壓力筒6中，并隨后經(jīng)由開關(guān)閥8流入到背壓筒7中。在存在較高溫度需求時，可以通過開啟進(jìn)氣壓力筒6和背壓筒7中設(shè)置的電加熱器5來對氣體進(jìn)一步加熱。在試驗(yàn)的開始階段，保持背壓筒7上的排氣口關(guān)閉以在背壓筒7中逐漸建立背壓。在需要提高背壓筒7中的背壓的情況下，可以通過打開分流管路9上的閥門以使部分高壓氣體直接流入背壓筒7以提高其中的背壓。通過調(diào)整分流管路的閥門開度使進(jìn)氣壓力筒6和背壓筒7之間的壓力差穩(wěn)定在發(fā)動機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況下的壓力差范圍內(nèi)，并通過調(diào)整電加熱器5和/或柴油燃燒器的尾氣量來調(diào)整流經(jīng)開關(guān)閥的氣體溫度。在滿足試驗(yàn)條件的情況下，將開關(guān)閥由打開狀態(tài)切換為關(guān)閉狀態(tài)以開始可靠性試驗(yàn)。由于流經(jīng)開關(guān)閥的氣體與發(fā)動機(jī)實(shí)際運(yùn)行中的尾氣在成分、溫度和壓差等方面都相近似，從而能夠重現(xiàn)開關(guān)閥在柴油機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況下的工作環(huán)境，以得到準(zhǔn)確的可靠性結(jié)果。在測試結(jié)束后，依次關(guān)閉空氣壓縮機(jī)和柴油燃燒器并打開背壓筒7上的排氣口，排出試驗(yàn)裝置中的氣體，然后卸下或者更換開關(guān)閥。

本實(shí)用新型已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本實(shí)用新型限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。