一种适用于换热系统的高速旋转快速测试装置及其电控系统

技术领域

本发明属于换热设备测试技术领域，特别涉及一种适用于换热系统的高速旋转快速测试装置。本发明还涉及一种适用于换热系统的高速旋转快速测试装置的电控系统。

背景技术

换热器是冷热流体间进行换热的设备，可用于回收热流体的余热，此外换热器还广泛用作加热器、冷却器和冷凝器。换热器热性能测试是换热器产品设计开发和质量控制的重要环节，现有换热器热性能检测装置性能和评价方法还不够完善，且存在耗能高的问题，其加热的空气的余热没得到有效利用，另外，目前现有进行换热器测试时，现有的测试条件并没有完全模拟实时换热器使用的情况，造成换热器测试的数据并不能完全体现换热器的实际性能。

热器性能的测试通常在换热器性能测试系统上进行，所述的换热器性能测试系统是为了测试换热器的流动换热性能而搭建的。换热器性能测试系统需要较长的管道及其相应的流量计来测量冷流体流量和热流体流量，因此需要占用的空间较大；需要增加进出口结构来对接管道和换热器进出口，甚至有时候需要改变换热器尺寸或形状，因此远离了换热器实际运行工况。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，解决了现有技术中进行换热设备检测时，现有的测试条件不满足换热器实际使用，尤其没有针对换热设备高速旋转条件下的检测。此检测装置结构设计合理，提高了检测的工作效率，应用灵活。本发明还提供一种适用于换热系统的高速旋转快速测试装置的电控系统，工作原理简单易行，工作过程自动化程度高，所需要的人力少，提高了检测效率。

技术方案：一种适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，包括旋转驱动组件、油箱及加热系统、待测试产品、旋转架体、监测模块一、监测模块二和测试平台，所述旋转驱动组件设置在测试平台上，并且旋转驱动组件和旋转架体连接，所述旋转驱动组件可驱动旋转架体做圆周运动，所述油箱及加热系统和待测试产品均设置在旋转架体上，并且油箱及加热系统和待测试产品分别位于旋转架体与测试平台连接的转轴径向方向的两端，所述旋转架体和测试平台转动连接，所述油箱及加热系统出液口上连接的管道通过监测模块一和待测试产品的进液端连接，所述待测试产品出液端连接的管道通过监测模块二和油箱及加热系统进液口连接的管道连接。

进一步的，上述的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，所述油箱及加热系统上设有出液口和回液口，所述出液口通过管道和监测模块一连接，所述回液口通过管道和监测模块二连接。

进一步的，上述的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，所述监测模块一上连接有流量计一、压力传感器一和温度传感器一，所述监测模块二上连接有流量计二、压力传感器二和温度传感器二。

进一步的，上述的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，所述监测模块一上连接有接口一，所述接口一通过管道和待测试产品的进液端连接，所述监测模块二上连接有接口二，所述接口二通过管道和待测试产品的出液端连接。

进一步的，上述的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，所述油箱及加热系统内部设有加热器。

进一步的，上述的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，所述旋转驱动组件包括旋转驱动电机、主动轮、从动轮和齿轮带，所述旋转驱动电机和主动轮连接，所述主动轮通过齿轮带和从动轮连接，所述从动轮和旋转架体的转轴连接。

进一步的，上述的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，所述旋转架体上设有产品控制滑环和推力轴承，所述旋转架体通过推力轴承和测试平台连接。

进一步的，上述的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，所述测试装置还包括矩形防护箱体和箱门，所述箱门和矩形防护箱体铰接，并且箱门罩设在矩形防护箱体一端的开口处，所述矩形防护箱体和箱门形成矩形箱体结构，所述测试平台固定设置在矩形防护箱体的内壁上，并且测试平台和旋转架体均位于矩形防护箱体和箱门所围矩形空间内。

进一步的，上述的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置的电控系统，包括总电源、开关一、熔断器一、接触器一、变频器、熔断器二、接触器二、24V开关电源一、IO模块、风扇一、风扇二、泵一、泵二和控制器，所述开关一和总电源连接，所述总电源的电源线经过开关一分别与熔断器一、熔断器二和24V开关电源一连接，所述接触器一、变频器和熔断器一串联，所述变频器和旋转驱动电机连接，所述接触器二和熔断器二串联，所述接触器二和加热器连接，所述24V开关电源一与压力传感器一、温度传感器一、压力传感器二和温度传感器二连接，所述压力传感器一、温度传感器一、压力传感器二和温度传感器二通过IO模块和控制器进行通信，所述流量计一、流量计二、风扇一、风扇二、泵一和泵二均与控制器的信号输入端连接。

进一步的，上述的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置的电控系统，所述电控系统还包括24V开关电源二、环境温度传感器和旋转架体转速传感器，所述24V开关电源二和总电源连接，所述环境温度传感器和旋转架体转速传感器均与24V开关电源二的电源输出端连接，并且环境温度传感器和旋转架体转速传感器与控制器的信号输入端连接。

本发明一种适用于换热系统的高速旋转快速测试装置的工作方法，包括如下步骤：

S1、将待测试产品固定在旋转架体上；

S2、将接口一上连接的管道与待测试产品的进液端连接，将接口二上连接的管道与待测试产品的出液端连接；

S3、油箱及加热系统内部的加热器启动，并通过PID控制系统控制油箱及加热系统内液体的温度；

S4、油箱及加热系统内的液体通过泵从出液口流动至监测模块一，并经过接口一向待测试产品内输入液体，流量计一、压力传感器一和温度传感器一分别记录输入液体的流量、压力和温度；

S5、待测试产品内的液体通过泵从接口二输出液体，输出的液体经过监测模块二流回油箱及加热系统内，流量计二、压力传感器二和温度传感器二分别记录输出也偷的流量、压力和温度；

S6、旋转驱动电机启动，通过同步带传动带动旋转架体在测试平台上旋转，从而带动待测试产品高速旋转。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，旋转部件安装在防护罩内，通过驱动装置使其在0~300RPM的速率区间高速旋转。油箱及加热系统内充满液体，其内部加热和温控装置通过PID控制恒定的温度，液体通过出液口，流经阀块部件，可实施监测并记录流量，压力和温度参数。待测试产品通过接口输入液体，通过接口输出液体。输出的液体流经阀块部件，可实施监测并记录流量，压力和温度参数。最后经回液口流回油箱及加热系统。

本发明的用于换热系统的高速旋转快速测试装置，具有如下优点：

1、防护装置允许气体流通，不影响换热测试；防止液体飞溅和构件冲撞，保护操作人员。

2、通过控制软件模拟过载0~50g的高速旋转换热系统的运行状态，测试其功能和可靠性。

3、系统运行时的气体和流体的压力/流量/温度参数，通过高速的信号传输系统实时传输给控制系统，并通过显示屏幕显示，也可离线拷贝出测试数据进一步分析。

4、测试装置可满足换热系统静态和动态的测试。

本发明所述的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置的电控系统，工作原理简单易行，工作过程自动化程度高，所需要的人力少，提高了检测效率，适合工业大规模应用。

附图说明

图1为本发明所述的用于换热系统的高速旋转检测装置的整体结构示意图；

图2为本发明所述的用于换热系统的高速旋转检测装置的局部结构示意图；

图3为本发明所述的用于换热系统的高速旋转检测装置的原理示意图；

图4为本发明所述的用于换热系统的高速旋转检测装置电控系统的原理图。

图中：旋转驱动组件1、油箱及加热系统2、待测试产品3、旋转架体4、监测模块一5、监测模块二6、测试平台7、出液口8、回液口9、流量计一10、压力传感器一11、温度传感器一12、流量计二13、压力传感器二14、温度传感器二15、接口一16、接口二17、加热器18、旋转驱动电机19、产品控制滑环20、推力轴承21、总电源23、开关一24、熔断器一25、接触器一26、变频器27、熔断器二28、接触器二29、24V开关电源一30、IO模块31、风扇一32、风扇二33、泵一34、泵二35、24V开关电源二36、环境温度传感器37、旋转架体转速传感器38、矩形防护箱体39、箱门40、待测件安装架41。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1-3所示的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，包括旋转驱动组件1、油箱及加热系统2、待测试产品3、旋转架体4、监测模块一5、监测模块二6和测试平台7，所述旋转驱动组件1设置在测试平台7上，并且旋转驱动组件1和旋转架体4连接，所述旋转驱动组件1可驱动旋转架体4做圆周运动，所述油箱及加热系统2和待测试产品3均设置在旋转架体4上，并且油箱及加热系统2和待测试产品3分别位于旋转架体4与测试平台7连接的转轴径向方向的两端，所述旋转架体4和测试平台7转动连接，所述油箱及加热系统2出液口上连接的管道通过监测模块一5和待测试产品3的进液端连接，所述待测试产品3出液端连接的管道通过监测模块二6和油箱及加热系统2进液口连接的管道连接。并且所述油箱及加热系统2内部设有加热器18。监测模块一5和监测模块二6根据所需测试的数据，设置温度传感器、压力传感器或者流量传感器等。

其中，所述油箱及加热系统2上设有出液口8和回液口9，所述出液口8通过管道和监测模块一5连接，所述回液口9通过管道和监测模块二6连接。

此外，所述监测模块一5上连接有流量计一10、压力传感器一11和温度传感器一12，所述监测模块二6上连接有流量计二13、压力传感器二14和温度传感器二15。所述监测模块一5上连接有接口一16，所述接口一16通过管道和待测试产品3的进液端连接，所述监测模块二6上连接有接口二17，所述接口二17通过管道和待测试产品3的出液端连接。

再次，所述旋转驱动组件1包括旋转驱动电机19、主动轮、从动轮和齿轮带，所述旋转驱动电机19和主动轮连接，所述主动轮通过齿轮带和从动轮连接，所述从动轮和旋转架体4的转轴连接。主动轮、从动轮和齿轮带形成的同步带传动结构在图中省略未示出。

上述结构中，所述旋转架体4上设有产品控制滑环20和推力轴承21，所述旋转架体4通过推力轴承21和测试平台7连接。所述测试装置还包括矩形防护箱体39和箱门40，所述箱门40和矩形防护箱体39铰接，并且箱门40罩设在矩形防护箱体39一端的开口处，所述矩形防护箱体39和箱门40形成矩形箱体结构，所述测试平台7固定设置在矩形防护箱体39的内壁上，并且测试平台7和旋转架体4均位于矩形防护箱体39和箱门40所围矩形空间内。所述旋转架体4远离油箱及加热系统2的一端设有待测件安装架41，所述待测试产品3固定设置在待测件安装架41上。

实施例二

基于实施例一结构的基础上，如图4所示的一种适用于换热系统的高速旋转快速测试装置的电控系统，包括总电源23、开关一24、熔断器一25、接触器一26、变频器27、熔断器二28、接触器二29、24V开关电源一30、IO模块31、风扇一32、风扇二33、泵一34、泵二35和控制器，所述开关一24和总电源23连接，所述总电源23的电源线经过开关一24分别与熔断器一25、熔断器二28和24V开关电源一30连接，所述接触器一26、变频器27和熔断器一25串联，所述变频器27和旋转驱动电机19连接，所述接触器二29和熔断器二28串联，所述接触器二29和加热器18连接，所述24V开关电源一30与压力传感器一11、温度传感器一12、压力传感器二14和温度传感器二15连接，所述压力传感器一11、温度传感器一12、压力传感器二14和温度传感器二15通过IO模块31和控制器进行通信，所述流量计一10、流量计二13、风扇一32、风扇二33、泵一34和泵二35均与控制器的信号输入端连接。所述电控系统还包括24V开关电源二36、环境温度传感器37和旋转架体转速传感器38，所述24V开关电源二36和总电源23连接，所述环境温度传感器37和旋转架体转速传感器38均与24V开关电源二36的电源输出端连接，并且环境温度传感器37和旋转架体转速传感器38与控制器的信号输入端连接。

基于上述结构的基础上，一种适用于换热系统的高速旋转快速测试装置的工作方法，包括如下步骤：

S1、将待测试产品3固定在旋转架体4上；

S2、将接口一16上连接的管道与待测试产品3的进液端连接，将接口二17上连接的管道与待测试产品3的出液端连接；

S3、油箱及加热系统2内部的加热器18启动，并通过PID控制系统控制油箱及加热系统2内液体的温度；

S4、油箱及加热系统2内的液体通过泵从出液口8流动至监测模块一5，并经过接口一16向待测试产品3内输入液体，流量计一10、压力传感器一11和温度传感器一12分别记录输入液体的流量、压力和温度；

S5、待测试产品3内的液体通过泵从接口二17输出液体，输出的液体经过监测模块二6流回油箱及加热系统2内，流量计二13、压力传感器二14和温度传感器二15分别记录输出也偷的流量、压力和温度；

S6、旋转驱动电机19启动，通过同步带传动带动旋转架体4在测试平台7上旋转，从而带动待测试产品3高速旋转。

本发明的适用于换热系统的高速旋转快速测试装置，能够提供稳定的热源，测量冷却系统在离心力作用下的散热功率和部件性能，，采用动态连接传输电力和信号，并且采用分布式实时数据处理系统，能够将经过计算的数据实时显示，另外安装高速摄像机，实时监控运行状况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。