電磁流量計是當今在工業中應用很廣泛的計量儀器。每臺流量計出廠之前均要進行泄漏測試,即向流量計輸入1·5~2倍額定壓力的水壓測其泄漏,以判定產品是否合格。目前各專業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)手動關閉截止閥形成密閉高壓容腔,觀察是否滲漏,判定產品合格與否;
(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“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快速注水,水增壓器增壓;
(3)在規定時間內,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 液壓氣動控制系統設計
對液壓控制系統的要求是:不同工位測試時保證相應的工作壓力且互不干擾;對被測件的不同規格和測試壓力,系統可多高調壓;測試水壓與密封壓力可同比例控制;系統可保壓、卸載以減少能耗;液壓缸運動平穩,速度可調。
根據上述要求,設計了液壓控制回路(見圖2):
(1)密封液壓缸17、39用于控制上密封盤上下移動,采用回油路節流閥節流調速,保證液壓缸向下運動平穩。當各密封盤壓住被測件達到所需的密 封壓力時,相應的三位五通Y型換向閥12或35復中位,各密封壓緊缸分別與對應的液控單向閥13或29和蓄能器16或44組成保壓系統,可長時間保持密封 液壓缸上腔的壓力,實現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,通過液壓系統對應不同輸入壓力進行控制。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***調壓系統,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,將密封盤設計成錐型,使端面密封由面接觸變為線接觸。
(3)流量計殼體是采用在金屬薄璧筒上下端面焊接發蘭的方式,其規格為φ20~φ300 mm,根據不同規格,測試壓力為1·6 MPa、4 MPa和6 MPa,對應的密封力***可達30 t,為避高壓壞殼體,在低壓充水時密封盤預壓緊,(液壓缸壓力為1 MPa)。專門設計的定比減壓閥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,或當閥28的2DT通電,測試水壓與密封缸壓力比 為1∶1,使系統壓力和水壓達到控制要求。
(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,分別有壓力發信器18、19、42、43控制。
3 水壓氣壓控制系統
水壓系統要求能對2個工位測試提供不同的水壓進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),***旦水壓達到被測壓力,自動分別關閉水截止閥①或②,在容腔形內成封閉高壓水腔,若在規定時間內壓力降小于規定值為合格,否則為不合格,并立即發信 報警,停止測試退出。整個高低壓供水系統運用較高為合理,水系統封閉***立循環,定期換水。
為了簡化測試控制,專門設計了多功能組合發信閥,其主要原理為:根據流體不同黏度在間隙流動中的壓差變化,控制閥芯移動,實現開啟、關閉和發信 等要求。當低壓水泵向密封容腔內充水,容腔內的空氣可通過組合閥內閥芯的間隙排出,而當水充滿時,水排入組合閥內,由于水的黏度遠大于空氣,在通過間隙流 動時產生的壓差推動閥芯移動,關閉截止閥口并觸動微動開關發信。在測試完畢后,為使容腔內的水能迅速排回水箱,在打開密封盤前,開啟相應的水截止閥①或 ②,通過控制氣控換向閥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、水滿截止關閉、發信和反向開啟充氣等功能。此外,*** 壓水截止閥①、②也設計為氣控形式。
該自動測試機采用PLC控制,根據已編制的程序以及位置和壓力的信號,按順序將被測件送入、壓緊密封、充水、增壓、保壓,并測試壓力下降值。在 規定的時間內壓力下降小于設定值,合格指示燈亮,系統自動控制完成卸壓、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 認按鈕,被測件自動退出。
我們設計和研究的電磁流量計泄漏全自動測試機,是根據流量計泄漏測試的特點,對各工序進行了詳盡地分析,較高為合理地設計了液壓傳動控制系統,專門設計的閥類元件滿足了測試要求并簡化了控制,目前該設備已投入使用2年多,運行穩定可靠,提高了電磁流量計的泄漏測試的效率。