Устройство для испытания гидромашин

(19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ нное научие "Союэаумана и ского поА.П. На есоцкии(57) Изобретенмя испытаний г О ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГИД вне- щБ 11 конпозволяет.сократить вре омашин (ГМ). ГМ 1 имее(71) Всесоюзное специализировано-производственное объединенучприбор", МГТУ им, Н.З, БКовровский филиал Владимирлитехнического института(56) Авторское свидетельство ССВ 437937, кл, 6 01 1. 3/26, 1972.(51)ю Г 15 В 19/00, Р 04 В 51/00 всасывающую 2, сливную 3 и напорную 4 магистрали. Два измерителя 7, 8 т-ры установлены на входе в ГМ 1 и выходе иэ него, измеритель 9 давления - на выходе из ГМ 1. Входы измерителей 7, 8 подключены соответственно к первому и второму входам измерителя 10 разности т-р. Теплообменник 18 установлен на выходе регулируемого дросселя 5, расположенного на выходе ГМ 1. Кроме того, установлены задатчик 23 макс. давления, элемент 22 управления дросселем 5, элемент 17 управления теплообменником 18, блок(Б) 12 сравнени-, генератор 24, задатчик 19 макс, т-ры датчик 14 окончания испытания, второй Бэ сравнения, интегратор 20, третий Б 21 сра ния, Б 15 разрешения сравнения, дифференцирования и индикатор 13 о чания испытания. 9 ил.Ье5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано при проектировании, изготовлении, эксплуатации обьемных гидромашин и гидроприводов.Целью изобретения является сокращение времени испытаний.На фиг, 1 изображена гидравлическая схема устройства для испытания гидромашин со схемой управления; на фиг, 2 - зависимость перепада температур на дросселе и сливной магистрали от времени приработки; на фиг, 3 - функциональная схема второго блока сравнения; на фиг, 4 - временные диаграммы работы второго блока сравнения; на фиг. 5 - функциональная схема блока разрешения сравнения; на фиг, 6 - функциональная схема первого блока сравнения; на фиг, 7 - функциональная схема блока дифференцирования; на фиг, 8 - временные диаграммы работы блока дифференцирования; на фиг, 9 - функциональная схема третьего блока сравнения,устройство для испытания гидромашин содержит гидромашину 1 с всасывающей 2, сливной 3 и напорной 4 магистралями, регулируемый дроссель 5, сливную полость 6, первый 7 и второй 8 измерители температуры, измеритель 9 давления в напорной магистрали,Выходы первого 7 и второго 8 измерителей температуры подключены соответственно к первому и второму входам измерителя 10 разности температур, его выход- к входу блока 11 дифференцирования, выход последнего - к первому входу первого блока 12 сравнения, его выход - к входу индикатора 13 окончания испытания, Второй вход первого блока 12 сравнения соединен с выходом задатчика 14 окончания испытания, третий вход блока 12 сравнения - с выходом блока 15 разрешения сравнения, его вход - с выходом блока 11 дифференцирования, Выход первого измерителя 7 температуры подключен к входу второго блока 16 сравнения, его выход - к входу элемента 17 управления теплообменником 18, связанного с исполнительным элементом теплообменника 18. Второй вход второго блока 16 сравнения соединен с выходом задотчика 19 максимальной температуры, Вход интегратора 20 связан с выходом измерителя 9 давления, выход - с входом третьего блока 21 сравнения, вход которого подключен к входу элемента 22 управления дросселем 5, соединенного с исполнительным элементом дросселя 5, а второй вход - к задатчику 23 максимального давления. Выход генератора 24 соединен с входами синхронизации блоков дифференцирования 11 и разрешения сравнения 15 первого 12, второго 16 и третьего 21 блоков сравнения.Первый 7 и второй 8 измерители температуры построены по схеме термопреобразователя с частотным выходом, содержащего полупроводниковый преобразователь температуры и преобразователь напряжения в частоту, Частоты выходного сигнала термопреобразователя пропорциональны измеряемой температуре. Измеритель 10 разности температур построен по схеме вычитания частот.Задатчики окончания испытания 14, максимальной температуры 19 и максимального давления 23 представляют собой регистры памяти на основе микросхем (МС) К 155 ИР 15 и обеспечивают запись двоичных кодов (которые соответствуют моменту окончания испытания, предельным значениям температуры и давления) и передачу этой информации на соответствующие входы блоков 12, 16 и 21,Во втором блоке 16 сравнения (фиг. 3) счетчик 25 осуществляет суммирование в течение 1 с импульсов Р 1, поступающих с выхода первого измерителя 7 температуры, С приходом импульса Оз (фиг. 4) с выхода генератора 24 через формирователь 26 управляющих импульсов осуществляется запись кода из счетчика 25 в регистр 27 памяги. Цифровой компаратор 28 осуществляет сравнение кодов, поступающих на входы А и В, и формирует выходной сигнал О 2, когда код на входе А больше кода на входе В, Временное распределение импульсов на входе формирователя 26 управляющих импульсов таково, что сигнал О 2 появляется позже, чем сигнал От, который обнуляет триггер 29. Импульс на прямом выходе триггера 29 поступает на преобразователь 30 сигналов, который может содержать реверсивный счетчик импульсов со схемой установки минимального значения кода при появлении сигнала на выходе обратного переноса и цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) с соответствующей схемой синхронизации, При появлении импульса О 2 счетчик в преобразователе сигналов увеличивает код на выходе. При отсутствии импульса О 2 сигнал Он поступает с выхода формирователя 26 управляющих импульсов через элемент И 31 на второй вход преобразователя 30 сигналов, который подключен к вычитающему входу счетчика и уменьшает код на его выходе, Счетчик 25 построен на МС типа К 155 ИЕ 6 (К 155 ИЕ 7), Регистр 27 памяти на МС типа К 155 ИР 15. Цифровой компаратор 28 выполнен на МС типа 564 ИП 2 по схеме. Формирователь 26 управляющих импульсовсодержит последовательно соединенные инверторы и одновибраторы с определенным временем включения (задержки), Одновибраторы построены на базе МС типа К 155 АМ.Блок 15 разрешения сравнения предназначен для формирования в момент времени 111 м сигнала, который разрешает работу первого блока 12 сравнения. В блоке 15 разрешения сравнения (фиг. 5) на вход А цифрового компаратора 32 поступает код 51 с выхода блока 11 дифференцирования, значение которого пропорционально скорости ЬТ изменения разности температур, Старший (знаковый) разряд кода 51 поступает только на вход элемента И ЗЗ. На вход В цифрового компаратора 32 поступает код Яф с выхода формирователя 34 кода, построенного на базе регистров памяти К 155 ИР 15. Если значения кода на входе А больше кода на входе В и скорость ЬТ изменения разности температур отрицательна (фиг, 2), т,е, в знаковом разряде появляется лог, "1", то на выходе элемента И 33 в момент прихода синхронизирующего импульса с выхода линии 35 задержки формируется сигнал, который переключает ЯЯ-триггер 36 в единичное состояние в момент начала испытания триггер 36 переводится в нулевое состояние).Блок 12 сравнения (фиг, 6) выполнен на базе цифровых компараторов 37, За основу взята последняя схема соединения МС типа 564 ИП 2. Код 51 поступает на вход А компаратора 37 через элементы И 38, на вторые входы которых поступает сигнал Ор разрешения с выхода блока 15 разрешения сравнения. С выхода компаратора 37 сигнал поступает на 3 вход ЯЯ-триггера 39, на вход Я этого триггера 39 поступает синхроимпульс с линии 40 задержки.Блок 11 дифференцирования (фиг, 7) измеряет скорость йТ изменения разности температур ЛТ и знак этого изменения. На вход блока 11 поступает сигнал, частоты Л Р которого пропорциональны разности температур ЬТ. Частота импульсов, сдвинутых по фазе на различных выходах формирователя 41 импульсов для обеспечения последовательной работы остальных элементов блока 11, равна 1 Гц, Счетчик 42 осуществляет подсчет числа импульсов Л Р за интервал времени Т=1 с, Код с выхода счетчика 42 записывается в вычитающий счетчик 43 в момент прихода импульса Ис, В следующем такте Т+1 в вычитающем счетчике 43 осуществляется уменьшение записанного в такте значения, в результате в конце такта Тн.1 на выходе вычитающего счетчика 43 сформирован код, пропорциональный значению ЬТ. На выходе0 вычитающего счетчика 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 43 формируется сигнал, несущий информацию о знаке ЛТ, Регистр 44 памяти управляется сигналом Ор и осуществляетхранение поступившего на вход О кода ипередачу его на другие блоки, Формирователь 41 импульсов выполнен на одновибраторах. Счетчик 42 и вычитающий счетчик43 - на МС типа 155 ИЕ 6, регистр 44 памяти - на МС типа К 155 ИР 15,Третий блок 21 сравнения (фиг. 9) содержит аналого-цифровой преобразователь 45(АЦП) 572 ПВ 1, на вход стробирования которого поступают синхроимпульсы, Цифровойкомпаратор 46 (МС типа 564 ИП 2) сравнивает коды с выхода АЦП 45 и задатчика 23максимального давления и, если код с АЦП45 больше заданного, то триггер 47 устанав-ливается в единичное состояние, В противном случае синхроимпульс через линии 48 и49 задержки и элемент И 50 поступает напервый вход преобразователя 51 сигналов.Второй вход преобразователя 51 подключен к выходу триггера 47. Преобразователь51 сигналов может содержать реверсивныйсчетчик и ЦАП. Измеритель 10 разности температур выполнен по схеме вычитания частот.Интегратор 20 выполнен с использованием ОЦ К 140 УД 6,Измеритель 9 давления формирует аналоговый сигнал, пропорциональный давлению рабочей жидкости в напорноймагистрали 4, и представляет собой пьезоэлектрический датчик давления типа ЛХ или ЛХс согласующим усилителем.В качестве элемента 22 управлениядросселем 5 могут быть использованы блокиэлектронныетипа ЕУ 1100, БУ 1110, БУ 2100для гидроаппаратуры с пропорциональнымэлектрическим управлением.В качестве исполнительного элемента теплообменника 18 может быть использован вентилятор с пропорциональнымэлектрическим управлением.В качестве элемента 17 управления теплообменником 18 могут быть использованыблоки электронные типа БУ 1100, БУ 1110 иБУ 2110 для гидроаппаратуры с пропорциональным электрическим управлением, В качЕстве исполнительного элемента дросселя .5 может быть использована заслонка.Устройство для испытания гидромашинработает следующим образом.Термодатчик первого измерителя 7 температуры установлен в напорной магистрали 4. Сигнал Р 1, несущий информацию отемпературе Т рабочей жидкости гидромашины 1, сравнивается с сигналом с выходазадатчика 19 максимальной температурыТмакс жидкости. Если Т 1 Тмдк, то второй5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 блок 16 сравнения формируетуправляющий сигнал 02. Этот сигнал поступает на элемент управления теплообменником, который управляет режимом работы теплообменника 18. В результате температура Т 1 рабочей жидкости уменьшается,Датчик измерителя 9 давления установлен в заданной точке напорной магистрали 4, Сигнал с выхода измерителя 9 давления несет информацию о давлении Р 1 рабочей жидкости гидромашины 1, Интегратор 20 сглаживает имеющиеся пульсации сигнала с выхода измерителя 9 давления. Выходной сигнал интегратора 20 поступает на первый вход третьего блока 21 сравнения, а на второй вход этого блока подается сигнал, соответствующий предельному среднему значению давления в напорной магистрали. Сигнал с выхода третьего блока 21 сравнения поступает на элемент 22 управления дросселем 5, который регулирует величину диафрагмы дросселя 5 так, что среднее давление в напооной магистрали 4 близко, но не превышает предельного значения,В результате устанавливается Формированный режим испытания гидромашины 1, при котором давление и температура рабочей жидкости напорной магистрали 4 близки к соответствующим предельным значениям.Для определения окончания испытания гидромашины 1 измеряют разность ЛТ температур рабочей жидкости в напорной 4 и сливной 3 магистралях:Л Т=Т 1 - Т 2,Зависимость значения ЛТ от времени т испытания представлены на фиг. 2. После начала испытания величина ЬТ увеличивается, так как отдельные узлы гидромашины не приработаны. В момент времени Ь значение ЛТ достигает максимального значения, а затем медленно уменьшается, Испытания прекращают в тот момент 1 ц), когда скорость изменения ЛТ становится близкой к нулю,Ь Т= - С 1- --= О, при тЮсйИзмерение температур Т 1 и Т 2 в напорной 4 и сливной 3 магистралях осуществляется первым 7 и вторым 8 измерителями температуры. Если в качестве измерителей температуры используются термопреобразователи с частотным выходом, то частоты выходных сигналов измерителей 7 и 8 линейно зависят от температуры термодатчи- . ковг 1=кТ 1; Р 2=к 2 Т 2и для измерения разности температур достаточно определить разность частот ЛГ=Р 1 Г 2=к 1 Т 1 к 2 Т 2.При к 1=к 2=1 ЛР=Т 1-Т 2. Эту операцию выполняет измеритель 10 разности температур,В блоке 11 дифференцирования определяется скорость изменения ЛТ, т.е.Сигнал Я 1 с выхода блока 11 дифферен-, цирования, пропорциональный величинейТ, поступает на первый вход первого блока 12 сравнения. На второй вход этого блока подается сигнал с задатчика 14 окончания испытания, соответствующий значению С. Блок 15 разрешения сравнения формирует управляющий сигнал Ор, который открывает первый блок 12 сравнения, когда значение ЛТ начинает уменьшаться с определенной скоростью, т.е, с момента времени ттм, В момент т на выходе первого блока 12 сравнения формируется импульс 01, который поступает на индикатор 13 окончания испытания. Звуковым и световым сигналом оператор информируется об окончании испытания гидромашины, Генератор 24 синхронизирует работу блоков устройства, что позволяет исключить сбои в его работе,Формула изобретения Устройство для испытания гидромашин, содержащее гидромашину с всасывающей, сливной и напорными магистралями, дроссель, сливную полость, два измерителя температуры, установленные на входе и выходе из гидромашины, измеритель разности температуры и измеритель давления, установленный на выходе из гидромашины, о т л иц а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени испытаний, оно снабжено теплообменником, установленным на выходе регулируемого дросселя, расположенного на выходе гидромашины, задатчиком макси мального давления., элементом управления дросселем, элементом управления теплообменником, первым блоком сравнения, генератором, задатчи ком максимальной температуры, задатчиком окончания испытания, индикатором окончания испытания, вторым блоком сравнения, третьим блоком сравнения, интегратором, блоком разрешения сравнения, блоком дифференцирования, первый вход которого соединен с выходом измерителя разности температур, первый вход которого соединен с входом второго измерителя температуры, выход блока дифференцирования соединен с первым входом первого блока сравнения и с первым входом блока разрешения сравнения, выход первого блока сравнения соеди10 1 б 29 б 37 Ю 1 Фиг и нен с входом индикатора окончания испытания, выход блока разрешения сравнения соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход задатчика окончания испытания соединен с третьим входом первого блока сравнения, выход первого измерителя температуры соединен с вторым входом измерителя разности температур и с первым входом второго блока сравнения, выход которого соединен с входом элемента управления теплообменником, соединенного с исполнительным элементом теплообменника, второй вход второго блока сравнения соединен с выходом задатчика максимальной температуры,выход измерителя давления соединен с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом третьего блока сравнения, выход третьего блока сравнения соединен с 5 входом элемента управления дросселем, соединенного с исполнительным элементом дросселя, выход генератора соединен с вторым входом блока дифференцирования, с вторым входом блока разрешения сравне ния, с четвертым входом первого блокасравнения и с третьим входом второго блока сравнения и с вторым входом третьего блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом задатчика максимального 15 давления.1629637 оставитель И. Сальковаехред М,Моргентал Корректор А. Осауленк Редактор М. Блан Тираж 396 Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Заказ 426 ВНИИ