本實(shí)用新型屬于機(jī)械測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核電站管道減震彈簧測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

核電站通常使用減震器來(lái)控制管道的震動(dòng)，而管道的震動(dòng)通常包括來(lái)源于內(nèi)部流體正常流動(dòng)帶來(lái)的基礎(chǔ)震動(dòng)、外部的干擾震動(dòng)、以及內(nèi)部流體不正常流動(dòng)，瞬間產(chǎn)生的瞬態(tài)震動(dòng)等。

核電站的安全問(wèn)題尤為重要，為了保證管道正常工作，不發(fā)生泄漏，對(duì)減震器的要求非常高，在投入使用之前需要對(duì)減震器進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試。減震器包括一阻尼部件和彈簧部件，通常的測(cè)試都是對(duì)減震器一體化測(cè)試，利用液壓油缸加壓，進(jìn)行耐久性測(cè)試。而專門針對(duì)減震用彈簧的測(cè)試一般僅在彈簧出廠前進(jìn)行。

傳統(tǒng)的彈簧測(cè)試方法，如機(jī)械式，對(duì)動(dòng)態(tài)顯示測(cè)量參數(shù)，輸出被測(cè)彈簧和拉伸、壓縮特性曲線，均無(wú)法測(cè)試彈簧由完全壓縮瞬時(shí)釋放的特性及耐久性。

因此，研究開發(fā)了一種能夠測(cè)試核電站用減震彈簧的瞬態(tài)釋放性能的測(cè)試裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：現(xiàn)有的彈簧測(cè)試方法不能測(cè)試出彈簧的瞬態(tài)釋放性能及其與耐久性拉伸與壓縮次數(shù)的關(guān)系。現(xiàn)提供一種核電站管道減震彈簧測(cè)試裝置，解決了無(wú)法測(cè)試彈由完全壓縮瞬時(shí)釋放的特性及耐久性等技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種核電站管道減震彈簧測(cè)試裝置，包括控制顯示裝置、液壓泵、液壓馬達(dá)、支架、凸輪結(jié)構(gòu)、彈簧、應(yīng)變計(jì)、計(jì)數(shù)器，液壓馬達(dá)固定在支架上，液壓馬達(dá)上還設(shè)有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上安裝有凸輪結(jié)構(gòu)，凸輪結(jié)構(gòu)的凸齒與彈簧的上端接觸；

控制顯示裝置均與應(yīng)變計(jì)、計(jì)數(shù)器、液壓泵連接，液壓泵與液壓馬達(dá)連接；

計(jì)數(shù)器安裝在支架上，計(jì)數(shù)器將獲得的凸輪結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸給控制顯示裝置，控制顯示裝置根據(jù)接收的凸輪結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)并結(jié)合所述凸齒的數(shù)量計(jì)算彈簧被壓縮的次數(shù)；

應(yīng)變計(jì)設(shè)置在彈簧上，應(yīng)變計(jì)將獲得的彈簧應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸給控制顯示裝置。

進(jìn)一步地，所述支架的下端、彈簧的下端均固定在支撐板上。

進(jìn)一步地，所述彈簧的下端通過(guò)鎖定螺栓固定在支撐板上。

進(jìn)一步地，所述支撐板為鐵地板，所述支架通過(guò)T型螺栓固定在鐵地板上，所述支架的一側(cè)設(shè)有多塊加強(qiáng)筋板。

進(jìn)一步地，所述核電站管道減震彈簧測(cè)試裝置還包括安全防脫結(jié)構(gòu)，安全防脫結(jié)構(gòu)包括 中間防脫桿、防脫爪，中間防脫桿的底部固定在支撐板上，多個(gè)所述防脫爪固定在中間防脫桿上，單個(gè)防脫爪與中間防脫桿相互垂直。

進(jìn)一步地，所述中間防脫桿的高度小于彈簧被壓縮時(shí)的高度，防脫爪的長(zhǎng)度小于彈簧的直徑。

進(jìn)一步地，所述計(jì)數(shù)器為紅外式計(jì)數(shù)器或電磁式計(jì)數(shù)器。

進(jìn)一步地，所述凸輪結(jié)構(gòu)的凸齒的個(gè)數(shù)為1—4個(gè)。

進(jìn)一步地，所述凸輪結(jié)構(gòu)的凸齒的兩側(cè)邊弧線均為外凸式弧線或一側(cè)邊弧線為外凸式弧線、另一側(cè)邊為內(nèi)凹式弧線。

進(jìn)一步地，所述應(yīng)變計(jì)為1個(gè)或2個(gè)或4個(gè)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)本實(shí)用新型采用計(jì)數(shù)器將監(jiān)控到的凸輪結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸給控制顯示裝置，控制顯示裝置根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)獲取彈簧被壓縮的次數(shù)，應(yīng)變計(jì)將彈簧被壓縮時(shí)的應(yīng)變信號(hào)傳輸給控制顯示裝置，控制顯示裝置可實(shí)時(shí)顯示彈簧被壓縮次數(shù)、彈簧的應(yīng)變信號(hào)，并分析數(shù)據(jù)，從而獲得彈簧被瞬間釋放時(shí)的特性及應(yīng)力變化情況。

(2)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，能夠?qū)穗娬竟艿朗褂玫膹椈蛇M(jìn)行瞬間釋放的彈簧彈力測(cè)試。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的正視圖；

圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)中凸輪結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖3是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)中的安全防脫結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖中：1-支撐板，2-控制顯示裝置，3-液壓泵，4-液壓馬達(dá)，5-計(jì)數(shù)器，6-凸輪結(jié)構(gòu)，7-加強(qiáng)筋板，8-支架，9-轉(zhuǎn)軸，10-彈簧，11-安全防脫結(jié)構(gòu)，12-鎖定螺栓，13-應(yīng)變計(jì)，14-中間防脫桿，15-防脫爪，16-凸齒。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本實(shí)用新型，并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。

實(shí)施例1：

如圖1、圖2、圖3所示，一種核電站管道減震彈簧測(cè)試裝置，包括控制顯示裝置2、液壓泵3、液壓馬達(dá)4、支架8、凸輪結(jié)構(gòu)6、彈簧10、應(yīng)變計(jì)13、計(jì)數(shù)器5，液壓馬達(dá)4固定在支架8上，液壓馬達(dá)4上還設(shè)有轉(zhuǎn)軸9，轉(zhuǎn)軸9上安裝有凸輪結(jié)構(gòu)6，凸輪結(jié)構(gòu)6的凸齒 16與彈簧10的上端接觸；

控制顯示裝置2均與應(yīng)變計(jì)13、計(jì)數(shù)器5、液壓泵3連接，液壓泵3與液壓馬達(dá)4連接；

計(jì)數(shù)器5安裝在支架8上，計(jì)數(shù)器5將獲得的凸輪結(jié)構(gòu)6的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸給控制顯示裝置2，控制顯示裝置2根據(jù)接收的凸輪結(jié)構(gòu)6的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)并結(jié)合所述凸齒16的數(shù)量計(jì)算彈簧10被壓縮的次數(shù)；

應(yīng)變計(jì)13設(shè)置在彈簧10上，應(yīng)變計(jì)13將獲得的彈簧10應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸給控制顯示裝置2。

本實(shí)施例中所述支架8可為立柱、豎直桿等結(jié)構(gòu)，支架8的下端固定在支撐板1上，支架8的上端可用于固定液壓馬達(dá)4，液壓馬達(dá)4可上下調(diào)節(jié)地固定在支架8上，液壓馬達(dá)4與支架8的具體連接關(guān)系為：液壓馬達(dá)4的轉(zhuǎn)軸9穿過(guò)所述支架8，轉(zhuǎn)軸9上安裝有凸輪結(jié)構(gòu)6，凸輪結(jié)構(gòu)6隨著轉(zhuǎn)軸9的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。

在轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)軸9上設(shè)置的凸輪結(jié)構(gòu)6的凸齒16與彈簧10的接觸狀態(tài)不同，當(dāng)彈簧10完全被壓縮時(shí)，彈簧10的上端與凸輪結(jié)構(gòu)6的凸齒16的頂部接觸，彈簧16為自由狀態(tài)時(shí)，彈簧10的上端與凸輪結(jié)構(gòu)6的凸齒16的側(cè)邊弧線接觸。

其中，設(shè)置在支架8上的計(jì)數(shù)器5可監(jiān)控到凸輪結(jié)構(gòu)6的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，并將該轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸給控制顯示裝置2，控制顯示裝置2根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)獲取彈簧10被壓縮的次數(shù)；同時(shí)，控制顯示裝置1實(shí)時(shí)顯示彈簧10被壓縮次數(shù)、彈簧10的應(yīng)變信號(hào)、液壓泵3的壓力和流量、液壓馬達(dá)4的壓力和轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

其中，設(shè)置在彈簧10上的應(yīng)變計(jì)13，可監(jiān)控到彈簧10被壓縮或釋放狀態(tài)的應(yīng)變信號(hào)，并將該信號(hào)傳輸給控制顯示裝置2，控制顯示裝置2將彈簧第一次被壓縮的應(yīng)力值與彈簧被多次壓縮后的應(yīng)力值進(jìn)行比較，兩者的差值在一定范圍內(nèi)，則判定合格，即可確認(rèn)核電站用減震彈簧的瞬態(tài)釋放性能及耐久性。

具體操作方法為：打開控制顯示裝置2、液壓泵3的電源，將待測(cè)的彈簧10固定到位，啟動(dòng)液壓馬達(dá)4，在自動(dòng)控制模式下，彈簧可以是瞬時(shí)釋放也可以是受約束釋放，通過(guò)控制顯示裝置2設(shè)定需要測(cè)試的次數(shù)，例如10000次，則裝置一直運(yùn)行，在彈簧被壓縮10000次后，自動(dòng)停止，在被壓縮過(guò)程中，轉(zhuǎn)軸9開始轉(zhuǎn)動(dòng)，彈簧10多次重復(fù)被壓縮、釋放，支架8上的計(jì)數(shù)器5記錄彈簧10被壓縮的次數(shù)，并將該信號(hào)傳輸給控制顯示裝置2，安裝在彈簧10上的應(yīng)變計(jì)13記錄彈簧10在被壓縮時(shí)的應(yīng)變信號(hào)，并將該應(yīng)變信號(hào)傳輸給控制顯示裝置2，控制顯示裝置2根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理，從而計(jì)算獲得測(cè)試彈簧在完全壓縮狀態(tài)下瞬時(shí)釋放的特性及耐久性。

控制顯示裝置2上還設(shè)有急停按鈕，在出現(xiàn)意外情況時(shí)，緊急停止裝置運(yùn)行。

本實(shí)施例中所述的計(jì)數(shù)器5可為紅外式計(jì)數(shù)器，通過(guò)記錄紅外反射脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，其結(jié)構(gòu)及其原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，不再詳述。

本實(shí)施例中所述的應(yīng)變計(jì)13的主要作用是監(jiān)控得到彈簧的應(yīng)變信號(hào)，其具體結(jié)構(gòu)及其原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，不再詳述。

其中，控制顯示裝置2、液壓泵3可均放置在支撐板1上，支撐板1可為四邊體結(jié)構(gòu)的平板。其中，控制顯示裝置2包括控制器、顯示器和輸入裝置，控制器可以采用51單片機(jī)，其根據(jù)預(yù)設(shè)的耐久次數(shù)或急停按鈕的信號(hào)啟動(dòng)或關(guān)閉液壓泵3。顯示器可以是LED或LCD顯示器，接收控制器的控制信息以及數(shù)據(jù)信息，顯示實(shí)時(shí)壓力值以及彈簧被壓縮次數(shù)，進(jìn)一步還可以顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，例如液壓泵的參數(shù)及液壓油的參數(shù)等。

本實(shí)施例中所述的液壓馬達(dá)4固定在支架8上，且可以上下可調(diào)節(jié)的方式固定在所述支架8上。這種調(diào)節(jié)方式主要針對(duì)核電站管道減震彈簧的尺寸不同，為了能夠使用不同的彈簧尺寸，將液壓馬達(dá)4設(shè)置為可調(diào)高度，具體實(shí)現(xiàn)方式可通過(guò)采用絲杠式高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或液壓桿式高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等。

本實(shí)施例中所述的液壓泵3的出口端還連接有溢流閥，控制顯示裝置2通過(guò)對(duì)溢流閥進(jìn)行控制從而調(diào)節(jié)液壓泵3的壓力以適應(yīng)不同的彈簧10的形變量。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例在實(shí)施例的1的基礎(chǔ)上進(jìn)一步限定，所述支架8的下端、彈簧10的下端均固定在支撐板1上，所述彈簧10的下端通過(guò)鎖定螺栓12固定在支撐板1上，本實(shí)施例中將支架8的下端固定在支撐板1，便于支架8承受液壓馬達(dá)4、支架8的重力，并且支持支架8的轉(zhuǎn)軸9帶動(dòng)凸輪結(jié)構(gòu)6的凸齒與彈簧10進(jìn)行壓縮、恢復(fù)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。將彈簧10的下端即是對(duì)彈簧10的一端固定，另一端在轉(zhuǎn)軸9的轉(zhuǎn)動(dòng)作用下被壓縮或瞬間釋放，實(shí)現(xiàn)在自動(dòng)控制下完成對(duì)彈簧10瞬時(shí)釋放特性及耐久性的測(cè)試。本實(shí)施例中所述的支架8、彈簧10、支撐板1等結(jié)構(gòu)的作用為本領(lǐng)域公知的結(jié)構(gòu)及其作用，為本領(lǐng)域所述的公知常識(shí)，不再詳述。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例與上述實(shí)施例的區(qū)別在于：所述支架8的一側(cè)設(shè)置有多塊所述加強(qiáng)筋板7，加強(qiáng)筋板7的主要作用是起到加強(qiáng)支架8的作用，防止在壓力作用下支架8發(fā)生形變，起到一定的支撐作用，加強(qiáng)筋板7的具體結(jié)構(gòu)及其作用為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，不再詳述。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例與上述實(shí)施例的區(qū)別在于：所述還包括安全防脫結(jié)構(gòu)11，安全防脫結(jié)構(gòu)11包括中間防脫桿14、防脫爪15，中間防脫桿14的底部固定在支撐板1上，多個(gè)所述防脫爪15固定在中間防脫桿14上，單個(gè)防脫爪15與中間防脫桿14相互垂直。

所述中間防脫桿14的高度小于彈簧10被壓縮時(shí)的高度，防脫爪15的長(zhǎng)度小于彈簧10的直徑。

本實(shí)施例中安全防脫結(jié)構(gòu)11的主要作用是為了防止由于彈簧10的下端的鎖定螺栓12松動(dòng)而脫落，而發(fā)生彈簧迸出的危險(xiǎn)。設(shè)置安全防脫結(jié)構(gòu)11，其所起的作用是彈簧10側(cè)向迸出時(shí)，所述防脫爪15能勾住彈簧10，防止對(duì)人員或設(shè)備造成傷害。

在本實(shí)施例中為了保證所述中間防脫桿14對(duì)彈簧10的壓縮形成影響，將所述中間防脫桿14的高度設(shè)置為小于彈簧10被壓縮時(shí)的高度。設(shè)置防脫爪15的長(zhǎng)度小于彈簧10的直徑的主要作用是防止在測(cè)試過(guò)程中防脫爪15與彈簧10形成干涉，影響測(cè)試結(jié)果。其中，防脫爪15與中間防脫桿14采用固定連接方式，具體可焊接、螺接等。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述計(jì)數(shù)器5為紅外式計(jì)數(shù)器或電磁式計(jì)數(shù)器。電磁式計(jì)數(shù)器的作用是通過(guò)記錄磁脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將該磁脈沖信號(hào)發(fā)送給控制顯示裝置2。

在測(cè)試彈簧被壓縮瞬時(shí)釋放的特性時(shí)，彈簧10是被瞬時(shí)釋放，會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，故計(jì)數(shù)器5還可為聲音記錄器，記錄聲音脈沖的個(gè)數(shù)，也可直接獲得彈簧被壓縮的次數(shù)數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中的計(jì)數(shù)器5還可為其他結(jié)構(gòu)，其他具有記錄彈簧被壓縮次數(shù)的部件，均為計(jì)數(shù)器的等效功能結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例6：

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，限定所述凸輪結(jié)構(gòu)6的凸齒16的個(gè)數(shù)為1—4個(gè)。

所述凸輪結(jié)構(gòu)6的凸齒16的兩側(cè)邊弧線均為外凸式弧線或一側(cè)邊弧線為外凸式弧線、另一側(cè)邊為內(nèi)凹式弧線。

當(dāng)凸輪結(jié)構(gòu)6隨著轉(zhuǎn)軸9的轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)與彈簧10最近一端的位置時(shí)，彈簧10完全被壓縮，彈簧10與凸輪結(jié)構(gòu)6的凸齒16頂部接觸，彈簧10為自由狀態(tài)時(shí)，彈簧10的上端與凸輪結(jié)構(gòu)6的凸齒16的側(cè)邊弧線接觸。

本實(shí)施例中關(guān)于對(duì)凸輪結(jié)構(gòu)6的凸齒16進(jìn)行設(shè)置，其個(gè)數(shù)可為1—4個(gè)，優(yōu)選1個(gè)或2—4個(gè)，當(dāng)凸齒16的個(gè)數(shù)為1個(gè)時(shí)，凸齒16兩側(cè)邊弧線均為外凸式弧線，彈簧受約束被壓縮，隨后受約束而恢復(fù)，或者一側(cè)為外凸式弧線、另一側(cè)為內(nèi)凹式弧線，且在所述凸輪結(jié)構(gòu)16轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，首先與所述彈簧10的上端接觸的側(cè)邊弧線為外凸式弧線，另一側(cè)為內(nèi)凹式弧線，在該種情況下，彈簧受約束壓縮，而不受約束時(shí)回彈，實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)釋放。通過(guò)對(duì)凸輪結(jié)構(gòu)6的凸齒16個(gè)數(shù)的設(shè)置，在轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸齒16與彈簧的接觸情況不同，從而可測(cè)試得到彈簧受約束釋放與瞬時(shí)釋放兩種情況下，彈簧的瞬態(tài)釋放性能。

實(shí)施例7：

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，限定所述應(yīng)變計(jì)13為1個(gè)或2個(gè)或4個(gè)，應(yīng)變計(jì)13為1個(gè)，構(gòu)成四分之一橋的應(yīng)變測(cè)量電路；應(yīng)變計(jì)13為2個(gè)，構(gòu)成半橋的應(yīng)變測(cè)量電路；應(yīng)變計(jì)13為4個(gè)，構(gòu)成全橋的應(yīng)變測(cè)量電路。

本實(shí)施例中所述的支架8、鎖定螺栓、控制顯示裝置2、計(jì)數(shù)器5、液壓泵3，任何其他完成本實(shí)施例中所述同等功能的部件，盡管其描述術(shù)語(yǔ)與本技術(shù)方案中不一致，仍在本技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。