一種半自動碳罐控制閥流量測試裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種半自動碳罐控制閥流量測試裝置，包括流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)和流量測試機構(gòu)，流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)包括用于調(diào)節(jié)碳罐控制閥流量的螺絲刀、用于驅(qū)動螺絲刀快速步進(jìn)的第一升降氣缸、用于驅(qū)動螺絲刀調(diào)節(jié)碳罐控制閥流量步進(jìn)的調(diào)節(jié)氣缸、用于驅(qū)動螺絲刀脫離碳罐控制閥的復(fù)位助力氣缸和驅(qū)動螺絲刀旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機，在測試臺的上方設(shè)有碳罐控制閥測試架，碳罐控制閥測試架的下方設(shè)有待測碳罐控制閥，碳罐控制閥測試架的上方設(shè)有第二升降氣缸，流量測試機構(gòu)設(shè)置在第二升降氣缸與待測碳罐控制閥之間。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、檢測效率高、檢測效果好、使用安全可靠等特點。
【專利說明】
一種半自動碳罐控制閥流量測試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及流體的壓力、流量測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半自動碳罐控制閥流量測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]半自動碳罐控制閥終檢測試臺是一種自動化程度較高的閥體流量、泄露檢測臺。該檢測臺目前主要針對碳罐控制閥這一類型產(chǎn)品設(shè)計。經(jīng)過適當(dāng)?shù)纳壓?，可以適應(yīng)其它閥體的測試。
[0003]目前國內(nèi)閥體流量測試設(shè)備，多采用手動方式測試。操作工需要自己判斷傳統(tǒng)儀器流量計顯示的數(shù)據(jù)對產(chǎn)品做出判斷。采用這種生產(chǎn)方式效率低，有誤操作的風(fēng)險。本領(lǐng)域技術(shù)人員有必要針對現(xiàn)有的儀表結(jié)合產(chǎn)品對應(yīng)的特性，設(shè)計出合理的流量測試算法，用于實現(xiàn)快速穩(wěn)定地對碳罐控制閥進(jìn)行測試。
[0004]由于氣體流量測量過程中，受到的干擾因素較多。不同時刻的大氣壓力、環(huán)境溫度、管路形狀都會影響到測試結(jié)果。針對這些問題，有必要對于現(xiàn)有的檢測臺進(jìn)行模擬和實際測試，并選擇穩(wěn)定性高的計量儀表，流量監(jiān)測算法，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)相對簡單、操作方便、檢測效率高、檢測效果好、使用安全可靠的半自動碳罐控制閥流量測試裝置。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種半自動碳罐控制閥流量測試裝置，所述裝置包括流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)和流量測試機構(gòu)，所述流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)包括用于調(diào)節(jié)碳罐控制閥流量的螺絲刀、用于驅(qū)動螺絲刀快速步進(jìn)的第一升降氣缸、用于驅(qū)動螺絲刀調(diào)節(jié)碳罐控制閥流量步進(jìn)的調(diào)節(jié)氣缸、用于驅(qū)動螺絲刀脫離碳罐控制閥的復(fù)位助力氣缸和驅(qū)動螺絲刀旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機，所述第一升降氣缸、調(diào)節(jié)氣缸、復(fù)位助力氣缸和驅(qū)動電機分別與升降架連接，升降架上設(shè)有測試臺，與第一升降氣缸配合的活塞桿的一端與基座固定連接，與調(diào)節(jié)氣缸及復(fù)位助力氣缸配合的活塞桿的一端分別與螺絲刀的刀柄端連接，驅(qū)動電機的輸出軸通過皮帶傳動機構(gòu)與螺絲刀的到柄連接，在測試臺的上方設(shè)有碳罐控制閥測試架，碳罐控制閥測試架的下方設(shè)有待測碳罐控制閥，碳罐控制閥測試架的上方設(shè)有第二升降氣缸，與第二升降氣缸配合的活塞桿的一端固定在機架上，所述流量測試機構(gòu)設(shè)置在第二升降氣缸與待測碳罐控制閥之間。
[0008]其中優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述流量測試機構(gòu)包括自下至上通過管路連接的碳罐控制閥接頭、壓力表、流量測試閥、壓力維持閥、過濾器、流量計、真空調(diào)節(jié)閥和真空栗接口，其中壓力表并聯(lián)在碳罐控制閥接頭的一側(cè)，流量測試閥與壓力維持閥并聯(lián)連接并通過三通接件與管路連接。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述過濾器包括有金屬粉塵過濾器和空氣粉塵過濾器。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述碳罐控制閥接頭、壓力表、流量測試閥、壓力維持閥、過濾器、流量計、真空調(diào)節(jié)閥和真空栗接口分別通過管接件與管路連接。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述流量測試閥、壓力維持閥及真空調(diào)節(jié)閥均為電磁閥，所述壓力表為壓電式壓力測量表，所述流量計為電測量式的流量計。
[0012]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述驅(qū)動電機為伺服電機。
[0013]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述皮帶傳動機構(gòu)為同步帶傳動機構(gòu)。
[0014]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，在所述測試臺上設(shè)有液壓緩沖器。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)和流量測試機構(gòu)驅(qū)動部件或壓力表、流量計、流量測試閥、壓力維持閥及真空調(diào)節(jié)閥分別與PLC控制器連接。
[0016]本實用新型的優(yōu)點和有益效果在于:所述半自動碳罐控制閥流量測試裝置具有結(jié)構(gòu)相對簡單、操作方便、檢測效率高、檢測效果好、使用安全可靠。該裝置是一種更加智能的流量測試儀器儀表，可將先進(jìn)的儀表結(jié)合碳罐控制閥對應(yīng)的特性，設(shè)計出流量的測試算法，可以實現(xiàn)快速穩(wěn)定的對對碳罐控制閥進(jìn)行測試。
[0017]由于在對氣體流量測量過程中，受到的干擾因素較多。不同時刻的大氣壓力、環(huán)境溫度、管路形狀都會影響到測試結(jié)果。針對這些問題，該檢測裝置經(jīng)過模擬和實際測試，選擇了穩(wěn)定性高的計量儀表，流量監(jiān)測算法，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，流量測試GRR〈10%。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型半自動碳罐控制閥流量測試裝置中流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實用新型半自動碳罐控制閥流量測試裝置中流量測試機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實用新型半自動碳罐控制閥流量測試裝置的測試工作流程圖。
[0021 ]圖1中:1、螺絲刀;2、第一升降氣缸;3、調(diào)節(jié)氣缸;4、復(fù)位助力氣缸;5、驅(qū)動電機;6、升降架;7、測試臺；8、皮帶傳動機構(gòu);9、碳罐控制閥測試架；10、碳罐控制閥；11、第二升降氣缸;12、液壓緩沖器；
[0022]圖2中:21、碳罐控制閥接頭;22、壓力表;23、流量測試閥；24、壓力維持閥；25、金屬粉塵過濾器;26、空氣粉塵過濾器;27、流量計;28、真空調(diào)節(jié)閥；29、真空栗接口。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護(hù)范圍。
[0024]如附圖1所示:本實用新型是一種半自動碳罐控制閥流量測試裝置，所述裝置包括流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)和流量測試機構(gòu)，所述流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)包括用于調(diào)節(jié)碳罐控制閥流量的螺絲刀1、用于驅(qū)動螺絲刀快速步進(jìn)的第一升降氣缸2、用于驅(qū)動螺絲刀調(diào)節(jié)碳罐控制閥流量步進(jìn)的調(diào)節(jié)氣缸3、用于驅(qū)動螺絲刀脫離碳罐控制閥的復(fù)位助力氣缸4和驅(qū)動螺絲刀旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機5，所述第一升降氣缸2、調(diào)節(jié)氣缸3、復(fù)位助力氣缸4和驅(qū)動電機5分別與升降架6連接，升降架6上設(shè)有測試臺7，與第一升降氣缸2配合的活塞桿的一端與基座(圖中未示)固定連接，與調(diào)節(jié)氣缸3及復(fù)位助力氣缸4配合的活塞桿的一端分別與螺絲刀I的刀柄端連接，驅(qū)動電機5的輸出軸通過皮帶傳動機構(gòu)8與螺絲刀I的到柄連接，在測試臺7的上方設(shè)有碳罐控制閥測試架9，碳罐控制閥測試架9的下方設(shè)有待測的碳罐控制閥10，碳罐控制閥測試架9的上方設(shè)有第二升降氣缸11，與第二升降氣缸11配合的活塞桿的一端固定在機架(圖中未示)上，所述流量測試機構(gòu)設(shè)置在第二升降氣缸11與待測的碳罐控制閥10之間。
[0025]如圖2所示，本實用新型優(yōu)選的實施方案是，所述流量測試機構(gòu)包括自下至上通過管路連接的碳罐控制閥接頭21、壓力表22、流量測試閥23、壓力維持閥24、過濾器、流量計27、真空調(diào)節(jié)閥28和真空栗接口 29，其中壓力表22并聯(lián)在碳罐控制閥接頭21的一側(cè)，流量測試閥23與壓力維持閥24并聯(lián)連接并通過三通接件與管路連接。
[0026]本實用新型進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案是，所述過濾器包括有金屬粉塵過濾器25和空氣粉塵過濾器26。
[0027]本實用新型進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案還有，所述碳罐控制閥接頭21、壓力表22、流量測試閥23、壓力維持閥24、過濾器、流量計27、真空調(diào)節(jié)閥28和真空栗接口 29分別通過管接件與管路連接。
[0028]本實用新型進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案還有，所述流量測試閥23、壓力維持閥24及真空調(diào)節(jié)閥28均為電磁閥，所述壓力表22為壓電式壓力測量表，所述流量計27為電測量式的流量計。
[0029]本實用新型優(yōu)選的實施方案還有，所述驅(qū)動電機5為伺服電機。
[0030]本實用新型優(yōu)選的實施方案還有，所述皮帶傳動機構(gòu)8為同步帶傳動機構(gòu)。
[0031]本實用新型優(yōu)選的技術(shù)方案還有，在所述測試臺7上設(shè)有液壓緩沖器12。
[0032]本實用新型進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案還有，所述流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)和流量測試機構(gòu)驅(qū)動部件或壓力表22、流量計27、流量測試閥23、壓力維持閥24及真空調(diào)節(jié)閥28分別與PLC控制器連接。
[0033]本實用新型半自動碳罐控制閥流量測試裝置的工作原理是:
[0034]碳罐控制閥測試分為兩個步驟。第一個步驟通過流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，第二個步驟通過流量測試機構(gòu)進(jìn)行流量測試。
[0035]流量調(diào)節(jié)步驟細(xì)分為兩個重要的環(huán)節(jié)，流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)和流量控制的方法。流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)通過使用第一升降氣缸2、調(diào)節(jié)氣缸3和復(fù)位助力氣缸4完成調(diào)節(jié)螺絲刀I的升降控制。驅(qū)動電機5實現(xiàn)對碳罐控制閥流量的精確調(diào)節(jié)。第一升降氣缸2負(fù)責(zé)升降架6升降。調(diào)節(jié)氣缸3負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)螺絲刀I的調(diào)節(jié)升降。復(fù)位助力氣缸4負(fù)責(zé)將螺絲刀I脫離待測碳罐控制閥。驅(qū)動電機5通過皮帶傳動機構(gòu)8負(fù)責(zé)對碳罐控制閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0036]由于第一升降氣缸2面積大，因此推力可以將整個流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)向上推至較接近碳罐控制閥的高度。然后設(shè)計使用了推力較小的調(diào)節(jié)氣缸3將調(diào)節(jié)螺絲刀I推入待測碳罐控制閥中。這可以實現(xiàn)，大行程的運動，但是接觸待測碳罐控制閥的時候使用較小的力，以防止撞傷產(chǎn)品。在機構(gòu)最終接觸到待測碳罐控制閥的位置時增加液壓緩沖器12。采用這種方法可以進(jìn)一步減小對待測碳罐控制閥的沖擊。
[0037]驅(qū)動電機5使用伺服電機進(jìn)行精確位置控制。根據(jù)當(dāng)前實時流量值，計算出旋轉(zhuǎn)角度。完成調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過程中，使用皮帶傳動機構(gòu)8將驅(qū)動電機5旋轉(zhuǎn)的動力傳送到螺絲刀I的刀頭上。
[0038]通過PLC控制器定時采集當(dāng)前大氣壓和環(huán)境溫度，采集的周期為2個小時一次。經(jīng)過公式換算，將流量計測量的數(shù)據(jù)換算為標(biāo)準(zhǔn)的工況的流量。調(diào)節(jié)螺絲刀I調(diào)節(jié)待測的碳罐控制閥10的時候，根據(jù)碳罐控制閥10工作時的狀況給出脈沖信號，并進(jìn)行調(diào)節(jié)。本實施例是針對的一款產(chǎn)品是在調(diào)節(jié)時，給出1Hz脈沖信號，占空比為70 %。其控制方式如圖3所示。
[0039]壓力和流量會隨著設(shè)備給出的脈沖信號會產(chǎn)生周期性的抖動。為了消除這種抖動。設(shè)計使用濾波器進(jìn)行平滑濾波。在控制程序中采集連續(xù)的100個點的數(shù)據(jù)，做平滑濾波。這可以得到相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。判斷壓力和流量穩(wěn)定的方法，使用了兩個重要的范圍:
[°04°]當(dāng)前數(shù)據(jù)(壓力或者流量)是否在合理的范圍；
[0041]過往的兩個數(shù)據(jù)計算斜率，斜率是否小于設(shè)定值；
[0042]第一個數(shù)據(jù)，保證當(dāng)前的壓力或者流量處在正確的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。第二個參數(shù)保證壓力和流量，已經(jīng)沒有上升或者下降的。數(shù)據(jù)已經(jīng)穩(wěn)定。
[0043]第二個步驟是對調(diào)節(jié)螺絲刀I調(diào)節(jié)結(jié)果的驗證。待測碳罐控制閥經(jīng)過調(diào)節(jié)后，在工作條件下可能滿足需求。但是為了防止工作環(huán)境變化后，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。需要對產(chǎn)品進(jìn)行再次驗證。驗證的方法是在不同的占空比脈沖信號、相同的壓力下，流量是否變?yōu)橐廊惶幱趯?yīng)的合理范圍內(nèi)。當(dāng)出現(xiàn)一次不在合理范圍內(nèi)的流量數(shù)據(jù)后，PLC控制系統(tǒng)會再次重新測試，重復(fù)進(jìn)行三次。如果三次測試都失敗，則判定工件存在質(zhì)量問題。
[0044]本實用新型半自動碳罐控制閥流量測試裝置中的流量測試機構(gòu)用于測試閥體的流動方向為，從下向上，從左到右的方向。
[0045]在最下方為連接待測的碳罐控制閥接頭21。上方有一個壓力儀表22，用于檢測待測的碳罐控制閥10是否處于穩(wěn)定的壓力狀態(tài)。
[0046]流量測試閥23:當(dāng)需要進(jìn)行測試碳罐控制閥10時，此真空閥會打開。氣體將會從碳罐控制閥1方向流入。
[0047]當(dāng)沒有待測碳罐控制閥10時，流量測試閥23關(guān)閉。壓力維持閥24打開。這時可以保證管路中郵穩(wěn)定的壓力。當(dāng)需要進(jìn)行測試的時候，壓力維持閥24關(guān)閉。這樣可以減少壓力損失。快速從待機模式轉(zhuǎn)換為測試模式。
[0048]中間部分為兩個粉塵過濾器。左側(cè)為金屬粉塵過濾器25，該粉塵過濾器中包含磁鐵。磁鐵用于吸附產(chǎn)品中的金屬粉塵。右側(cè)為空氣粉塵過濾器26用于過濾產(chǎn)品組裝過程中遺留的塑料或者其他粉塵。
[0049]流量計27用于測試碳罐控制閥10的實際氣體流量。
[0050]真空調(diào)節(jié)閥28與壓力儀22表構(gòu)成了一個PID控制回路。PLC負(fù)責(zé)實現(xiàn)PID控制。保證在連接產(chǎn)品的接頭處，壓力實時處于一個確定的-7 OOmbar ± 20的負(fù)壓測試條件。
[0051]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種半自動碳罐控制閥流量測試裝置，其特征在于，所述裝置包括流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)和流量測試機構(gòu)，所述流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)包括用于調(diào)節(jié)碳罐控制閥流量的螺絲刀、用于驅(qū)動螺絲刀快速步進(jìn)的第一升降氣缸、用于驅(qū)動螺絲刀調(diào)節(jié)碳罐控制閥流量步進(jìn)的調(diào)節(jié)氣缸、用于驅(qū)動螺絲刀脫離碳罐控制閥的復(fù)位助力氣缸和驅(qū)動螺絲刀旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機，所述第一升降氣缸、調(diào)節(jié)氣缸、復(fù)位助力氣缸和驅(qū)動電機分別與升降架連接，升降架上設(shè)有測試臺，與第一升降氣缸配合的活塞桿的一端與基座固定連接，與調(diào)節(jié)氣缸及復(fù)位助力氣缸配合的活塞桿的一端分別與螺絲刀的刀柄端連接，驅(qū)動電機的輸出軸通過皮帶傳動機構(gòu)與螺絲刀的到柄連接，在測試臺的上方設(shè)有碳罐控制閥測試架，碳罐控制閥測試架的下方設(shè)有待測碳罐控制閥，碳罐控制閥測試架的上方設(shè)有第二升降氣缸，與第二升降氣缸配合的活塞桿的一端固定在機架上，所述流量測試機構(gòu)設(shè)置在第二升降氣缸與待測碳罐控制閥之間。2.如權(quán)利要求1所述的半自動碳罐控制閥流量測試裝置，其特征在于，所述流量測試機構(gòu)包括自下至上通過管路連接的碳罐控制閥接頭、壓力表、流量測試閥、壓力維持閥、過濾器、流量計、真空調(diào)節(jié)閥和真空栗接口，其中壓力表并聯(lián)在碳罐控制閥接頭的一側(cè)，流量測試閥與壓力維持閥并聯(lián)連接并通過三通接件與管路連接。3.如權(quán)利要求2所述的半自動碳罐控制閥流量測試裝置，其特征在于，所述過濾器包括有金屬粉塵過濾器和空氣粉塵過濾器。4.如權(quán)利要求2所述的半自動碳罐控制閥流量測試裝置，其特征在于，所述碳罐控制閥接頭、壓力表、流量測試閥、壓力維持閥、過濾器、流量計、真空調(diào)節(jié)閥和真空栗接口分別通過管接件與管路連接。5.如權(quán)利要求2所述的半自動碳罐控制閥流量測試裝置，其特征在于，所述流量測試閥、壓力維持閥及真空調(diào)節(jié)閥均為電磁閥，所述壓力表為壓電式壓力測量表，所述流量計為電測量式的流量計。6.如權(quán)利要求1所述的半自動碳罐控制閥流量測試裝置，其特征在于，所述驅(qū)動電機為伺服電機。7.如權(quán)利要求1所述的半自動碳罐控制閥流量測試裝置，其特征在于，所述皮帶傳動機構(gòu)為同步帶傳動機構(gòu)。8.如權(quán)利要求1所述的半自動碳罐控制閥流量測試裝置，其特征在于，在所述測試臺上設(shè)有液壓緩沖器。9.如權(quán)利要求1或5所述的半自動碳罐控制閥流量測試裝置，其特征在于，所述流量測試調(diào)節(jié)機構(gòu)和流量測試機構(gòu)驅(qū)動部件或壓力表、流量計、流量測試閥、壓力維持閥及真空調(diào)節(jié)閥分別與PLC控制器連接。
【文檔編號】G01F15/12GK205562162SQ201620396372
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】付杰, 桑生柱
【申請人】蘇州奧科姆自動化科技有限公司