電磁流量計是當(dāng)今在工業(yè)中應(yīng)用很廣泛的計量儀器。每臺流量計出廠之前均要進(jìn)行泄漏測試,即向流量計輸入1·5~2倍額定壓力的水壓測其泄漏,以判定產(chǎn)品是否合格。目前各專業(yè)廠家測試均采用手動操作,其主要操作步驟如下:
渦輪流量計,氣體渦輪流量計,流量計廠家
(1)用螺栓將兩密封法蘭盤和流量計的端面法蘭固接形成封閉容腔;
(2)向封閉容腔內(nèi)注水***充滿容腔;
(3)用手撳水泵,泵入高壓水***測試壓力
(4)手動關(guān)閉截止閥形成密閉高壓容腔,觀察是否滲漏,判定產(chǎn)品合格與否;
(5)卸壓、放水、拆端蓋。
由于整個測試過程采用人工手動操作,效率低下且勞動強度大,測試工序成為生產(chǎn)“瓶頸”,為此我們研制了電磁流量計泄漏全自動測試機。
1 測試方案擬訂
通過對手動測試方法的分析,結(jié)合全自動控制要求擬定了測試方案。
(1)流量計立式擺放,下密封盤固定,上密封盤移動壓緊流量計法蘭端面,形成密閉容腔;
(2)采用低壓水泵向被測件容腔內(nèi)快速注水,水增壓器增壓;
(3)在規(guī)定時間內(nèi),壓力傳感器測定密閉腔水壓力下降值,判定流量計是否泄漏;
(4)測試機采用液壓傳動控制。
根據(jù)以上擬訂的測試方案制訂了測試程序(見圖1)。
2 液壓氣動控制系統(tǒng)設(shè)計
對液壓控制系統(tǒng)的要求是:不同工位測試時保證相應(yīng)的工作壓力且互不干擾;對被測件的不同規(guī)格和測試壓力,系統(tǒng)可多高調(diào)壓;測試水壓與密封壓力可同比例控制;系統(tǒng)可保壓、卸載以減少能耗;液壓缸運動平穩(wěn),速度可調(diào)。
根據(jù)上述要求,設(shè)計了液壓控制回路(見圖2):
(1)密封液壓缸17、39用于控制上密封盤上下移動,采用回油路節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速,保證液壓缸向下運動平穩(wěn)。當(dāng)各密封盤壓住被測件達(dá)到所需的密 封壓力時,相應(yīng)的三位五通Y型換向閥12或35復(fù)中位,各密封壓緊缸分別與對應(yīng)的液控單向閥13或29和蓄能器16或44組成保壓系統(tǒng),可長時間保持密封 液壓缸上腔的壓力,實現(xiàn)不同工位測試互不干擾。
(2)在測試中對不同通徑的流量計有不同的測試水壓,因而密封盤上作用的密封力要求不同,通過液壓系統(tǒng)對應(yīng)不同輸入壓力進(jìn)行控制。如測試小口徑 殼體,壓力太***會壓壞流量計殼體,而大口徑殼體測試時,水作用面積大,密封力太小會造成密封端面泄漏。在液壓回路中通過溢流閥8、9、10和換向閥11組 成三***調(diào)壓系統(tǒng),滿足測試中不同壓力切換的要求。為提高密封性能和減小密封作用力,將密封盤設(shè)計成錐型,使端面密封由面接觸變?yōu)榫€接觸。
(3)流量計殼體是采用在金屬薄璧筒上下端面焊接發(fā)蘭的方式,其規(guī)格為φ20~φ300 mm,根據(jù)不同規(guī)格,測試壓力為1·6 MPa、4 MPa和6 MPa,對應(yīng)的密封力***可達(dá)30 t,為避高壓壞殼體,在低壓充水時密封盤預(yù)壓緊,(液壓缸壓力為1 MPa)。專門設(shè)計的定比減壓閥25,其輸入輸出比為1∶0·5,測試水壓與密封缸壓力可同步比例增加,或當(dāng)閥28的2DT通電,測試水壓與密封缸壓力比 為1∶1,使系統(tǒng)壓力和水壓達(dá)到控制要求。
(4)水增壓裝置23由液壓缸和水增壓器組合而成,增壓比為1∶1。對于不同通徑流量計的測壓要求,分別有壓力發(fā)信器18、19、42、43控制。
3 水壓氣壓控制系統(tǒng)
水壓系統(tǒng)要求能對2個工位測試提供不同的水壓進(jìn)行密封測試而互不影響。由于水幾乎高壓縮,在測試時先用0·1~0·3 MPa的大流量水泵31向流量計內(nèi)充水***滿,然后有水增壓器23注入高壓水(高壓水量小于1 L),***旦水壓達(dá)到被測壓力,自動分別關(guān)閉水截止閥①或②,在容腔形內(nèi)成封閉高壓水腔,若在規(guī)定時間內(nèi)壓力降小于規(guī)定值為合格,否則為不合格,并立即發(fā)信 報警,停止測試退出。整個高低壓供水系統(tǒng)運用較高為合理,水系統(tǒng)封閉***立循環(huán),定期換水。
為了簡化測試控制,專門設(shè)計了多功能組合發(fā)信閥,其主要原理為:根據(jù)流體不同黏度在間隙流動中的壓差變化,控制閥芯移動,實現(xiàn)開啟、關(guān)閉和發(fā)信 等要求。當(dāng)?shù)蛪核孟蛎芊馊萸粌?nèi)充水,容腔內(nèi)的空氣可通過組合閥內(nèi)閥芯的間隙排出,而當(dāng)水充滿時,水排入組合閥內(nèi),由于水的黏度遠(yuǎn)大于空氣,在通過間隙流 動時產(chǎn)生的壓差推動閥芯移動,關(guān)閉截止閥口并觸動微動開關(guān)發(fā)信。在測試完畢后,為使容腔內(nèi)的水能迅速排回水箱,在打開密封盤前,開啟相應(yīng)的水截止閥①或 ②,通過控制氣控?fù)Q向閥21和組合閥向密閉容腔輸入壓縮空氣把水迅速壓出。因此多功能組合閥具有排氣、水滿截止關(guān)閉、發(fā)信和反向開啟充氣等功能。此外,*** 壓水截止閥①、②也設(shè)計為氣控形式。
該自動測試機采用PLC控制,根據(jù)已編制的程序以及位置和壓力的信號,按順序?qū)⒈粶y件送入、壓緊密封、充水、增壓、保壓,并測試壓力下降值。在 規(guī)定的時間內(nèi)壓力下降小于設(shè)定值,合格指示燈亮,系統(tǒng)自動控制完成卸壓、排水、卸密封盤、退出等程序。否則,測試機報警,同時指示燈閃爍,待操作員按下確 認(rèn)按鈕,被測件自動退出。
我們設(shè)計和研究的電磁流量計泄漏全自動測試機,是根據(jù)流量計泄漏測試的特點,對各工序進(jìn)行了詳盡地分析,較高為合理地設(shè)計了液壓傳動控制系統(tǒng),專門設(shè)計的閥類元件滿足了測試要求并簡化了控制,目前該設(shè)備已投入使用2年多,運行穩(wěn)定可靠,提高了電磁流量計的泄漏測試的效率。