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根据流量计泄漏测试的特点设计和研究的电磁流量计泄漏全自动
电磁流量计是当今在工业中应用很广泛的计量仪器。每台流量计出厂之前均要进行泄漏测试,即向流量计输入1·5~2倍额定压力的水压测其泄漏,以判定产品是否合格。目前各专业厂家测试均采用手动操作,其主要操作步骤如下:
(2)向封闭容腔内注水至充满容腔;
(3)用手揿水泵,泵入高压水至测试压力;
(4)手动关闭截止阀形成密闭高压容腔,观察是否渗漏,判定产品合格与否;
(5)卸压、放水、拆端盖。
由于整个测试过程采用人工手动操作,效率低下且劳动强度大,测试工序成为生产“瓶颈”,为此我们研制了电磁流量计泄漏全自动测试机。
1 测试方案拟订
通过对手动测试方法的分析,结合全自动控制要求拟定了测试方案。
(1)流量计立式摆放,下密封盘固定,上密封盘移动压紧流量计法兰端面,形成密闭容腔;
(2)采用低压水泵向被测件容腔内快速注水,水增压器增压;
(3)在规定时间内,压力传感器测定密闭腔水压力下降值,判定流量计是否泄漏;
(4)测试机采用液压传动控制。
根据以上拟订的测试方案制订了测试程序(见图1)。
2 液压气动控制系统设计
对液压控制系统的要求是:不同工位测试时保证相应的工作压力且互不干扰;对被测件的不同规格和测试压力,系统可多级调压;测试水压与密封压力可同比例控制;系统可保压、卸载以减少能耗;液压缸运动平稳,速度可调。
根据上述要求,设计了液压控制回路(见图2):
(1)密封液压缸17、39用于控制上密封盘上下移动,采用回油路节流阀节流调速,保证液压缸向下运动平稳。当各密封盘压住被测件达到所需的密 封压力时,相应的三位五通Y型换向阀12或35复中位,各密封压紧缸分别与对应的液控单向阀13或29和蓄能器16或44组成保压系统,可长时间保持密封 液压缸上腔的压力,实现不同工位测试互不干扰。
(2)在测试中对不同通径的流量计有不同的测试水压,因而密封盘上作用的密封力要求不同,通过液压系统对应不同输入压力进行控制。如测试小口径 壳体,压力太高会压坏流量计壳体,而大口径壳体测试时,水作用面积大,密封力太小会造成密封端面泄漏。在液压回路中通过溢流阀8、9、10和换向阀11组 成三级调压系统,满足测试中不同压力切换的要求。为提高密封性能和减小密封作用力,将密封盘设计成锥型,使端面密封由面接触变为线接触。
(3)流量计壳体是采用在金属薄璧筒上下端面焊接发兰的方式,其规格为φ20~φ300 mm,根据不同规格,测试压力为1·6 MPa、4 MPa和6 MPa,对应的密封力最大可达30 t,为避免压坏壳体,在低压充水时密封盘预压紧,(液压缸压力为1 MPa)。专门设计的定比减压阀25,其输入输出比为1∶0·5,测试水压与密封缸压力可同步比例增加,或当阀28的2DT通电,测试水压与密封缸压力比 为1∶1,使系统压力和水压达到控制要求。
(4)水增压装置23由液压缸和水增压器组合而成,增压比为1∶1。对于不同通径流量计的测压要求,分别有压力发信器18、19、42、43控制。
3 水压气压控制系统
水压系统要求能对2个工位测试提供不同的水压进行密封测试而互不影响。由于水几乎不可压缩,在测试时先用0·1~0·3 MPa的大流量水泵31向流量计内充水至满,然后有水增压器23注入高压水(高压水量小于1 L),一旦水压达到被测压力,自动分别关闭水截止阀①或②,在容腔形内成封闭高压水腔,若在规定时间内压力降小于规定值为合格,否则为不合格,并立即发信 报警,停止测试退出。整个高低压供水系统运用较为合理,水系统封闭独立循环,定期换水。
为了简化测试控制,专门设计了多功能组合发信阀,其主要原理为:根据流体不同黏度在间隙流动中的压差变化,控制阀芯移动,实现开启、关闭和发信 等要求。当低压水泵向密封容腔内充水,容腔内的空气可通过组合阀内阀芯的间隙排出,而当水充满时,水排入组合阀内,由于水的黏度远大于空气,在通过间隙流 动时产生的压差推动阀芯移动,关闭截止阀口并触动微动开关发信。在测试完毕后,为使容腔内的水能迅速排回水箱,在打开密封盘前,开启相应的水截止阀①或 ②,通过控制气控换向阀21和组合阀向密闭容腔输入压缩空气把水迅速压出。因此多功能组合阀具有排气、水满截止关闭、发信和反向开启充气等功能。此外,高 压水截止阀①、②也设计为气控形式。
该自动测试机采用PLC控制,根据已编制的程序以及位置和压力的信号,按顺序将被测件送入、压紧密封、充水、增压、保压,并测试压力下降值。在 规定的时间内压力下降小于设定值,合格指示灯亮,系统自动控制完成卸压、排水、卸密封盘、退出等程序。否则,测试机报警,同时指示灯闪烁,待操作员按下确 认按钮,被测件自动退出。
我们设计和研究的电磁流量计泄漏全自动测试机,是根据流量计泄漏测试的特点,对各工序进行了详尽地分析,较为合理地设计了液压传动控制系统,专门设计的阀类元件满足了测试要求并简化了控制,目前该设备已投入使用2年多,运行稳定可靠,提高了流量计的泄漏测试的效率。
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