ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно к стендам испытания деталей и узлов двигателей внутреннего сгорания.
4
Известен стенд для испытания насосов, содержащий основной и расположенный внутри основного мерный баки, всасывающую и напорную гидролинии, сообщенные с испытуемым насосом, регулируемый дроссель, датчик давления, установленные в напорной гидролинии, устройство контроля, выполненное в виде датчика перемещения мерного бака, при этом основной бак снабжен направляющими, в которых установлен мерный бак с возможностью его перемещения в вертикальном направлении (см. а.с. SU №1416754 А1, МПК F04B 51/00, опубликовано 15.08.88).
5
Известен стенд для испытания насосов, содержащий расходный бак с рабочей жидкостью, связанный всасывающей гидролинией с установленным в ней запорным элементом с испытуемым насосом, напорная гидролиния которого сообщена с расходным баком гидролинией слива с установленными в ней датчиком расхода и нагружающим элементом, дополнительную гидролинию слива с отсечным элементом, подключенную к напорной гидролинии, вспомогательный источник давления, выполненный в виде источника газа и, подключенный к всасывающей гидролинии (см. а.с. SU №1564388 А1, МПК F04B 51/00, опубликовано 15.05.90).
3
Известен стенд для испытания насосов, содержащий станину с испытуемым насосом, связанным с приводом посредством ременной передачи, и поворотный в плоскости, перпендикулярной оси вала насоса, элемент, который выполнен в виде установленной на станине опоры, снабженной рукояткой и подпружиненной относительно станины (см. а.с. SU №870758, МПК F04B 51/00, опубликовано 07.10.81).
5
Известен стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащий электрическую машину постоянного тока, преобразователь, выключатель, средний зажим которого соединен с коллектором электрической машины, а к крайним зажимам подключены встречновключенные диоды и регулятор напряжения (см. а.с. SU №1643976 А1, МПК G01M 15/00, опубликовано 23.04.91).
5
5
Известна гидросистема стенда для испытаний насосов, содержащая бак, предохранительный клапан непрямого действия, состоящий из переливного клапана с полостью управления, гидрораспределитель с каналом слива, выполненным трехпозиционным четырехлинейным, сообщенный с баком, испытуемый насос, подключенный к предохранительному клапану, два дополнительных управляющих предохранительных клапана, подключенных своими входами к полости управления переливного клапана, а отводами - к выходам гидрораспределителя (см. а.с. SU №1645674 А1, МПК F15B 19/00, F04B 51/00, опубликовано 30.04.91).
2
Известен стенд для испытания насосов, содержащий привод насоса, бак, расходомер и регулируемый дроссель, соединенный подводящей гидролинией с нагнетательной магистралью испытуемого насоса, и выполненный с двумя соединяющимися с баком каналами постоянного и переменного расхода, где в канал переменного расхода установлен расходомер (см. а.с. SU №618575, МПК F04B 51/00, опубликовано 05.08.78).
Известен стенд для испытания и обкатки двигателей внутреннего сгорания, содержащий испытуемую машину и приводной двигатель, соединенный с испытуемой машиной гидропередачей, включающей регулируемый насос, кинематически связанный с приводным двигателем, бак и обратимую гидромашину, связанную кинематически с испытуемой машиной, а также гидролинией подвода с регулируемым насосом и гидролинией отвода с баком через регулируемый клапан, причем между гидролиниями установлены предохранительные клапаны, гидролиния отвода соединена с гидролинией подвода через обратный клапан и с баком через вентиль, а выход переливного клапана соединен с полостью корпуса обратимой гидромашины, которая дополнительной гидролинией соединена с баком (см. патент на изобретение №2267761 С1, МПК G01M 15/00 (2006.01), опубликовано 10.01.2006).
Известен стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания на тепловой удар, содержащий основание, насосы, соединенные с дросселями, расширительную емкость, систему охлаждения, горячий контур которой имеет емкость с охлаждающей жидкостью и теплообменник, а холодный контур имеет емкость с охлаждающей жидкостью, при этом емкости с охлаждающей жидкостью холодного и горячего контуров представляют собой соответственно термоизолированный аккумулирующий бак холодной охлаждающей жидкости и термоизолированный аккумулирующий бак горячей охлаждающей жидкости со встроенным подогревателем, электромагнитный клапан, трехходовые регулирующие клапаны, один из которых обеспечивает в горячем контуре короткий контур движения охлаждающей жидкости, а в холодный контур введен теплообменник, выходы горячего и холодного контуров теплообменника соединены с циркуляционными насосами, выходы которых соединены с дросселями, регулирующий клапан, установленный в гидравлической линии связи, датчики уровня, плотности, температуры и давления охлаждающей жидкости, подключенными к локальной системе управления (см. патент на полезную модель №109288 U8, МПК G01M 15/00 (2006.01), опубликовано 20.01.2012).
Известен стенд для испытания двигателей внутреннего сгорания, содержащий асинхронную электрическую машину обратимого действия, с валом которой соединена муфта измерения крутящего момента, инвертор для изменения нагрузки, систему автоматического управления и сбора информации с датчиков, систему поддержания температуры охлаждающей жидкости, систему подвода и фильтрации воздуха, отвода отработавших газов, модуль питания электронной системы управления двигателем и персональный компьютер с программным обеспечением для управления всеми системами стенда, клапан, расположенный в канале отвода наддувочного воздуха (см. патент на полезную модель №157305 U1, МПК G01M 15/02 (2006.01), опубликовано 21.04.2015).
Известен стенд для динамических испытаний насосов, содержащий насос, соединенный через всасывающую линию с баком, фильтр, предохранительный клапан, соединенный входом с напорной, а выходом - со сливной линией насоса, измерительную систему, содержащую датчики давления и расхода рабочей жидкости, установленные в напорной линии насоса, соединенные через модуль ввода сигналов с вычислительным устройством, и соединенный с входом последнего управляющий модуль вывода команд, дроссель, установленный в напорной линии насоса, соединенный с выходом управляющего модуля вывода команд, управляемой муфтой, соединяющей двигатель с насосом, и соединенным через модуль ввода сигналов с вычислительным устройством датчиком давления рабочей жидкости, размещенным во всасывающей линии насоса (см. патент на полезную модель №121312 U1, МПК F04B 51/00 (2006.01), опубликовано 20.10.2012).
Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания на тепловой удар, содержащий основание, на котором установлен испытываемый двигатель, связанный со стендовой системой охлаждения, включающая асинхронную электрическую машину, насос, установленный на станине, связанный с электрической машиной приводом и со стендовой гидравлической системой, имеющей соединительные трубопроводы, вентили, расширительный бачок с предохранительным клапаном, бак горячей охлаждающей жидкости со встроенным подогревателем, фильтр, дроссель, соединенный с насосом гидравлическим контуром, обратный клапан, измерительную систему, содержащую датчики температуры, уровня, плотности и давления, расходомер жидкости (см. патент на полезную модель №152389, МПК G01M 15/05 (2006.01), опубликовано 27.05.2015).
Известные решения в большинстве случаев не позволяют расширить функциональные возможности, повысить производительность стенда для испытания насосов, имеют ограниченное применение, связанное с испытанием только или насоса или двигателя в целом.
Задачей данной полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности проведения испытаний на одном стенде различных деталей и узлов.
Поставленная задача достигается тем, что испытательный стенд, содержащий основание, на котором установлен на станине насос, связанный с нагружающей обратимой электрической машиной приводом и со стендовой гидравлической системой, имеющей соединительные трубопроводы, вентили, расширительный бачок с предохранительным клапаном, бак горячей охлаждающей жидкости со встроенным подогревателем, фильтр, дроссель, емкость для охлаждающей жидкости, обратный клапан; датчики температуры, уровня жидкости, плотности, давления и расходомер жидкости, входящие в измерительно - управляющую систему, закрепленную на основании приводную обратимую электрическую машину ременного привода и станину натяжного перемещаемого измерительного шкива, связанного через шарнирно закрепленный на станине датчик усилия натяжения ремня привода и подвижную опору оси шкива, упругие муфты, датчик крутящего момента, связанные с нагружающей обратимой электрической машиной, блок управления стендом с персональным компьютером и электрический силовой модуль, связанный с измерительно - управляющей системой, которая дополнительно содержит бесконтактный дистанционный измеритель, датчик частоты вращения и терморегулятор с реле включения подогревателя жидкости. В частном случае исполнения измерительно - управляющая система связана через блок управления с персональным компьютером.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что дополнительно содержит закрепленную на основании приводную обратимую электрическую машину ременного привода и станину натяжного перемещаемого измерительного шкива, связанного через шарнирно закрепленный на станине датчик усилия натяжения ремня привода и подвижную опору оси шкива, упругие муфты, датчик крутящего момента, связанные с нагружающей обратимой электрической машиной, блок управления стендом с персональным компьютером и электрический силовой модуль, связанный с измерительно - управляющей системой, которая дополнительно содержит бесконтактный дистанционный измеритель, датчик частоты вращения и терморегулятор с реле включения подогревателя жидкости, позволяет расширить функциональные возможности за счет обеспечения возможности проведения испытаний на одном стенде различных деталей и узлов.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема предлагаемого стенда для испытания насосов:
Испытательный стенд содержит основание 1, на котором установлен на станине 2 насос 3, связанный с нагружающей обратимой электрической машиной 4 приводом 5, с которым связан датчик 6 частоты вращения, и со стендовой гидравлической системой. Стендовая гидравлическая система содержит соединительные трубопроводы, вентили 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, расширительный бачок 16 с предохранительным клапаном 17, бак 18 горячей охлаждающей жидкости со встроенным подогревателем 19, фильтры 20 и 21, дроссель 22, при помощи которого можно регулировать производительность насоса 3, а так же обратный клапан 23, технологический насос 24 жидкости и технологические емкости 25 и 26 жидкости. Соединительные трубопроводы гидравлической системы соединяют между собой насос 3, расширительный бачок 16 с предохранительным клапаном 17, бак 18 горячей охлаждающей жидкости со встроенным подогревателем 19, технологический насос 24, емкости 25 и 26 жидкости, и имеют датчики 27, 28, 29, 30 температуры, датчики 31 и 32 уровня жидкости, датчик 33 плотности, датчики 34 и 35 давления, расходомер 36 жидкости. Бак 18 горячей охлаждающей жидкости со встроенным подогревателем 19 содержит датчик 29 температуры, и связан трубопроводом гидравлической системы с терморегулятором 37 со встроенным реле включения подогревателя жидкости.
В одной из части стенда для испытания ремня 38 привода на основании 1 размещена приводная обратимая электрическая машина 39 и станина 40 натяжного перемещаемого измерительного шкива 41, связанного через шарнирно закрепленный на станине 40 датчик 42 усилия натяжения испытываемого ремня 38 привода и подвижную опору оси шкива 41. Ремень 38 привода и станина 40 натяжного перемещаемого измерительного шкива 41 связаны с нагружающей обратимой электрической машиной 4 через упругие муфты 43 и датчик 44 крутящего момента. За ременем 38 привода и станиной 40 натяжного перемещаемого измерительного шкива 41 на основании 1 расположен блок 45 управления стендом, связанный с персональным компьютером 46, и электрический силовой модуль 47. Для определения теплового состояния испытуемого ремня 38 привода предусмотрен бесконтактный дистанционный измеритель 48.
Датчик 6 частоты вращения, датчики 27, 28, 29, 30 температуры, датчики 31 и 32 уровня жидкости, датчик 33 плотности, датчики 34 и 35 давления, расходомер 36 жидкости, терморегулятор 37 с реле включения подогревателя жидкости, датчик 44 крутящего момента, бесконтактный дистанционный измеритель 48 входят в измерительно - управляющую систему, которая связана через блок 45 управления стендом с персональным компьютером 46 и с электрическим силовым модулем 47.
В качестве охлаждающей жидкости используют раствор этиленгликоля.
Стенд для испытания насосов работает следующим образом.
Перед заполнением технологической емкости 25 стендовой гидравлической системы необходимо закрыть вентили 10, 11, 12, 13, и открыть вентили 9, 14, 15. После включается технологический насос 24, и проводится откачивание охлаждающей жидкости из емкости 26. Контроль заполнения осуществляется датчиком 32 уровня жидкости, датчиками 33 и 30 плотности 32 и датчиком 30 температуры. Данные с датчиков передаются в измерительно-управляющую систему и отображаются на экране монитора персонального компьютера 46. При соответствии плотности охлаждающей жидкости на мониторе появится соответствующий сигнал о готовности заполнения стендовой гидравлической системы. Закрываются вентили 9, 12, 14, 15, и открываются вентили 10, 11, 13. Далее включается технологический насос 24, и проводится откачивание охлаждающей жидкости из технологической емкости 25, заполняется стендовая гидравлическая система. Охлаждающая жидкость из емкости 25 поступает в систему через фильтр 21, обратный клапан 23, расширительный бачок 16, при этом обеспечиваются условия свободного удаления воздуха из системы. Заполнение контролируется датчиком 31 уровня жидкости, расположенным в расширительном бачке 16. После заполнения охлаждающая жидкость прокачивается по системе включением на определенное время привода 5 насоса 3, после его остановки проверяется уровень жидкости в расширительном бачке 16. Если уровень ниже нормы, то производится доливка из емкости 25 включением технологического насоса 24 подачи жидкости.
Привод 5 насоса 3 осуществляется приводной обратимой электрической машиной 39 через ремень 38 привода, где нагружающая обратимая электрическая машина 4 работает в холостую. При испытаниях подготовленная жидкость вынужденно циркулирует под действием насоса 3 в стендовой гидравлической системе, проходит через бак 18 горячей охлаждающей жидкости со встроенным подогревателем 19, фильтр 20, и дроссель 22, которым задается необходимое разрежение на входе в насос 3. Параметры определяются по сигналам с датчиков 27, 28 температуры, датчиков 34, 35 давления, расходомера 36 жидкости. Затем проводится запись данных и управление испытаниями через персональный компьютер 46.
При испытаниях ремня 38 привод 5 размыкается. Привод испытуемого ремня 38, натягиваемого с определенным усилием регистрируемого датчиком 42 усилия, осуществляется приводной обратимой электрической машиной 39 и через привод в станине 40 натяжного перемещаемого измерительного шкива 41, а также через упругие муфты 43 и датчик 44 крутящего момента, который регистрирует передаваемый момент ременным приводом, при этом привод затормаживается нагружающей обратимой электрической машиной 4 и определяется тепловое состояние испытуемого ремня 38 привода при помощи бесконтактного дистанционного измерителя 48 температуры. Привод испытуемого ремня 38 может так же осуществляться нагружающей обратимой электрической машиной 4, нагружение - соответственно приводной обратимой электрической машиной 39, т.е. можно менять направление потока мощности при испытаниях.
Слив охлаждающей жидкости в емкость 25 осуществляется при открытии вентиля 12, при этом обеспечиваются условия свободного доступа воздуха в систему. При необходимости смены охлаждающей жидкости и откачивании ее из емкости 25 стендовой гидравлической системы необходимо закрыть вентили 11, 12, 14, 15, и открыть вентили 9, 10, 13. После включается технологический насос 24, и проводится откачивание охлаждающей жидкости в емкость 26.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить функциональные возможности за счет проведения испытания как насосов, так и ремня привода, то есть производить испытания на одном стенде различных деталей и узлов. Так же позволяет производить испытания в автоматическом режиме и реализовать систему защиты, при необходимости проводить слив жидкости из основного гидравлического контура.
Заявляемая полезная модель соответствует требованию промышленной применимости, его реализация возможна на стандартном технологическом оборудовании с применением ранее освоенных технологий.