本發(fā)明涉及一種氣瓶測量系統(tǒng)，尤其涉及一種氣瓶自動化試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

壓力容器生產(chǎn)過程中均需進(jìn)行氣密試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)、殘余變形測量以及疲勞壽命試驗(yàn)等。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，閥門采用手動控制、高壓泵為手動增壓泵、壓力數(shù)據(jù)采用機(jī)械壓力表顯示并通過人工判讀、液體充放通過帶刻度量筒測量，系統(tǒng)測量精度不高，數(shù)據(jù)可靠性差，試驗(yàn)過程繁瑣效率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于提供一種解決上述問題，效率高、安全、勞動強(qiáng)度低、便于信息化管理的氣瓶自動化試驗(yàn)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種氣瓶自動化試驗(yàn)系統(tǒng)，包括回水箱、測量水箱、循環(huán)水箱、被測氣瓶、調(diào)節(jié)管道水壓的水壓試驗(yàn)回路、調(diào)節(jié)管道氣壓的氣壓試驗(yàn)回路、四通、控制器；

所述被測氣瓶通過支架安裝在回水箱內(nèi)，瓶身部分沒入回水箱內(nèi)且開口朝上，回水箱與循環(huán)水箱，且二者間設(shè)有循環(huán)水泵；

所述四通分別接氣壓試驗(yàn)回路、水壓試驗(yàn)回路、泄壓管道和高壓過濾器，

其中：所述水壓試驗(yàn)回路包括一主水路，支水路、補(bǔ)水箱、能調(diào)節(jié)管路中水壓的增壓單元，所述主水路一端接測量水箱，一端接四通，主水路上設(shè)有K4和V2，其中V2靠近四通，支水路一端連通主水路且位于K4和V2間，另一端連接補(bǔ)水箱，增壓單元包括兩個(gè)輸出管路，其中一輸出管路經(jīng)K9連通主水路靠近測量水箱的一端，另一輸出管路經(jīng)K6連通支水路，且該輸出管路與補(bǔ)水箱間的支水路上，設(shè)有K3；

所述氣壓試驗(yàn)回路與四通間設(shè)有V3，泄壓管道上設(shè)有K5和V4，其中K5靠近四通，高壓過濾器遠(yuǎn)離四通的一端連接一能與氣瓶開口接通的接頭；

其中，V2、V3、V4為高壓手動針閥,K3、K4、K5、K6、K9為高壓氣控閥，高壓氣控閥均與控制器相連。

作為優(yōu)選：還包括一灌裝系統(tǒng)，所述灌裝系統(tǒng)包括一注水箱、注水箱底部設(shè)有一為被測氣瓶注水的注水口、所述注水箱和注水口間設(shè)有兩條注水管道，兩注水管道上分別設(shè)有大流量電控閥K1和小流量電控閥K2，注水箱上方設(shè)有檢測其內(nèi)部液位的激光位移傳感器，被測氣瓶內(nèi)設(shè)有彩色小球，被測氣瓶開口處一側(cè)設(shè)有監(jiān)測彩色小球的光電傳感器，流量電控閥K1、小流量電控閥K2、激光位移傳感器、光電傳感器均與控制器連接，所述控制器根據(jù)光電傳感器反饋的數(shù)據(jù)控制大流量電控閥K1和小流量電控閥K2的開合。

作為優(yōu)選：還包括一與控制器相連的視頻監(jiān)控器，所述視頻監(jiān)控器監(jiān)控被測氣瓶狀態(tài)。

作為優(yōu)選：還包括一房間，所述房間分為操作室和測試設(shè)備室，操作室內(nèi)設(shè)有操作臺，控制器設(shè)置在操作臺上，其余設(shè)備設(shè)置在測試設(shè)備室內(nèi)。

作為優(yōu)選：所述增壓單元為能調(diào)節(jié)壓力的增壓泵。

作為優(yōu)選：支水路和V2間的主水路上，設(shè)有壓力傳感器，氣壓實(shí)驗(yàn)回路和V3間的管路上，也設(shè)有壓力傳感器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、綜合能力強(qiáng)，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)壓力容器氣密試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)、殘余變形測量的自動化，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加精準(zhǔn)。

2、自動化程度高，從容器的容積測量到系統(tǒng)的增壓、保壓、補(bǔ)壓、泄壓等均可自動完成，無需人工操作。

3、信息化程度高，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可動態(tài)采集、顯示并存儲，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的全數(shù)字化記錄。

4、測量精度高，系統(tǒng)對液壓、氣壓的測量精度不低于0.1％FS。

5、安全可靠，將實(shí)驗(yàn)設(shè)備與操作臺分隔開來，降低勞動強(qiáng)度、提高效率的同時(shí)，增強(qiáng)了安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明設(shè)置圖；

圖2為本發(fā)明電路原理圖；

圖3為灌裝系統(tǒng)原理圖；

圖4為氣壓試驗(yàn)回路原理圖。

圖中：1、四通；2、高壓過濾器；3、接頭；4、循環(huán)水泵；5、被測氣瓶；6、主水路；7、支水路；8、彩色小球；9、注水箱；10、視頻監(jiān)控器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：參見圖1到圖4，一種氣瓶自動化試驗(yàn)系統(tǒng)，包括回水箱、測量水箱、循環(huán)水箱、被測氣瓶5、調(diào)節(jié)管道水壓的水壓試驗(yàn)回路、調(diào)節(jié)管道氣壓的氣壓試驗(yàn)回路、四通1、控制器；

所述被測氣瓶5通過支架安裝在回水箱內(nèi)，瓶身部分沒入回水箱內(nèi)且開口朝上，回水箱與循環(huán)水箱，且二者間設(shè)有循環(huán)水泵4；

所述四通1分別接氣壓試驗(yàn)回路、水壓試驗(yàn)回路、泄壓管道和高壓過濾器2，

其中：所述水壓試驗(yàn)回路包括一主水路6，支水路7、補(bǔ)水箱、能調(diào)節(jié)管路中水壓的增壓單元，所述主水路6一端接測量水箱，一端接四通1，主水路6上設(shè)有K4和V2，其中V2靠近四通1，支水路7一端連通主水路6且位于K4和V2間，另一端連接補(bǔ)水箱，增壓單元包括兩個(gè)輸出管路，其中一輸出管路經(jīng)K9連通主水路6靠近測量水箱的一端，另一輸出管路經(jīng)K6連通支水路7，且該輸出管路與補(bǔ)水箱間的支水路7上，設(shè)有K3；

所述氣壓試驗(yàn)回路與四通1間設(shè)有V3，泄壓管道上設(shè)有K5和V4，其中K5靠近四通1，高壓過濾器2遠(yuǎn)離四通1的一端連接一能與氣瓶開口接通的接頭3；

其中，V1、V2、V3、V4為高壓手動針閥,K3、K4、K5、K6、為高壓氣控閥，高壓氣控閥均與控制器相連。

本實(shí)施例中：還包括一灌裝系統(tǒng)，所述灌裝系統(tǒng)包括一注水箱9、注水箱9底部設(shè)有一為被測氣瓶5注水的注水口、所述注水箱9和注水口間設(shè)有兩條注水管道，兩注水管道上分別設(shè)有大流量電控閥K1和小流量電控閥K2，注水箱9上方設(shè)有檢測其內(nèi)部液位的激光位移傳感器，被測氣瓶5內(nèi)設(shè)有彩色小球8，被測氣瓶5開口處一側(cè)設(shè)有監(jiān)測彩色小球8的光電傳感器，流量電控閥K1、小流量電控閥K2、激光位移傳感器、光電傳感器均與控制器連接，所述控制器根據(jù)光電傳感器反饋的數(shù)據(jù)控制大流量電控閥K1和小流量電控閥K2的開合；

本實(shí)施例中，還包括一與控制器相連的視頻監(jiān)控器10，所述視頻監(jiān)控器10監(jiān)控被測氣瓶5狀態(tài)；

另外，本實(shí)施例中，還包括一房間，所述房間分為操作室和測試設(shè)備室，操作室內(nèi)設(shè)有操作臺，控制器設(shè)置在操作臺上，其余設(shè)備設(shè)置在測試設(shè)備室內(nèi)。

本發(fā)明中，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1，本發(fā)明可在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行壓力容器氣密試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)、殘余變形測量實(shí)驗(yàn)等。

例如：關(guān)閉V2，開V3，氣壓試驗(yàn)回路與氣瓶連通，可進(jìn)行氣壓實(shí)驗(yàn)；關(guān)閉V3，開V2；水壓試驗(yàn)回路與氣瓶；連通，可進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)；電磁閥K3、K4打開：可實(shí)現(xiàn)水壓實(shí)驗(yàn)管路排氣。

利用本發(fā)明裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法如下：

1、初始容積Vo測量

間接測量法(灌裝計(jì)量法)：參見圖3，被測氣瓶5采用專用工裝定位，開口向上。注水箱9底部的灌裝速度設(shè)置大流量電控閥和小流量電控閥各一個(gè)。先用大流量電控閥將氣瓶灌水至90％，剩余水采用小流量電控閥慢慢灌滿。為了防止水灌滿時(shí)溢出影響測量精度，小流量電控閥灌水何時(shí)結(jié)束，系統(tǒng)設(shè)置一套灌滿檢測傳感裝置。也就是上文中提到的：視頻監(jiān)控+彩色小球8，當(dāng)氣瓶灌滿水時(shí)，彩色的空心小球露出瓶口，反射式光電傳感器常開點(diǎn)接通，聯(lián)動小流量電控閥關(guān)閉。氣瓶容積則按：Vo＝△H*A計(jì)算得出。

其中，△H為注水箱9中液位下降的高度差，A為注水箱9的底面積。

2、加壓后容積Vm和泄壓后容積Vk測量方法

此處測量需開啟水壓試驗(yàn)回路、并關(guān)閉氣壓實(shí)驗(yàn)回路。

(1)打開系統(tǒng)圖中的補(bǔ)水閥K3和泄壓閥K5，讓管路充水排氣，并對接氣瓶；

(2)關(guān)閉補(bǔ)水閥K3和泄壓閥K5；

(3)調(diào)整增壓泵的柱塞置位：0.2MPa→0.4MPa→0.6MPa→0.8MPa→1.0MPa→0MPa，等待增壓泵的柱塞停留在最上端位置(靠自然壓差或啟動離心泵加壓)，并記錄測量水箱的液位值H1；

(4)此處可進(jìn)行密封性試驗(yàn)加壓：0MPa→9.81MPa，保壓3min，開K4泄壓至0MPa；

(5)再進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)階梯式加壓：0MPa→1.0MPa→2.0MPa→……→33.0MPa→33.2MPa→33.4MPa→33.6MPa→33.8MPa→34.0MPa→34.2MPa→34.32MPa，保壓10min；

(6)保壓時(shí)間到，關(guān)閉閥K6、K9，并記錄測量水箱的液位值H2；

(7)泄壓：打開閥K4，氣瓶回縮泄壓至0MPa，等待氣瓶回縮，回縮時(shí)間到，記錄測量水箱的液位值H3；

(8)柱塞復(fù)位：0.2MPa→0.4MPa→0.6MPa→0.8MPa→1.0MPa→0MPa，等待增壓泵的柱塞停留在最上端位置(靠自然壓差或啟動離心泵加壓)，并記錄測量水箱的液位值H4；

計(jì)算氣瓶加壓后容積Vm：

Vm＝初始容積+水箱輸出水量+泵內(nèi)置水減少量

＝Vo+(H2-H1)*S+(H4–H3)*S

＝Vo+(H2+H4-H1–H3)*S S為測量水箱截面積；計(jì)算氣瓶泄壓時(shí)容積Vk：

Vk＝加壓后容積–氣瓶回縮排出的水量

＝Vm-(H2–H3)*S

＝Vo+(H4-H1)*S S為測量水箱截面積；

3、氣瓶殘余容積自動計(jì)算

計(jì)算氣瓶殘余變形量：△＝(Vk-Vo)/(Vm-Vo-Wa)。