气瓶自动化试验系统的制作方法

本发明涉及一种气瓶测量系统，尤其涉及一种气瓶自动化试验系统。

背景技术：

压力容器生产过程中均需进行气密试验、强度试验、爆破试验、残余变形测量以及疲劳寿命试验等。传统的实验系统，阀门采用手动控制、高压泵为手动增压泵、压力数据采用机械压力表显示并通过人工判读、液体充放通过带刻度量筒测量，系统测量精度不高，数据可靠性差，试验过程繁琐效率不高。

技术实现要素：

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，效率高、安全、劳动强度低、便于信息化管理的气瓶自动化试验系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种气瓶自动化试验系统，包括回水箱、测量水箱、循环水箱、被测气瓶、调节管道水压的水压试验回路、调节管道气压的气压试验回路、四通、控制器；

所述被测气瓶通过支架安装在回水箱内，瓶身部分没入回水箱内且开口朝上，回水箱与循环水箱，且二者间设有循环水泵；

所述四通分别接气压试验回路、水压试验回路、泄压管道和高压过滤器，

其中：所述水压试验回路包括一主水路，支水路、补水箱、能调节管路中水压的增压单元，所述主水路一端接测量水箱，一端接四通，主水路上设有K4和V2，其中V2靠近四通，支水路一端连通主水路且位于K4和V2间，另一端连接补水箱，增压单元包括两个输出管路，其中一输出管路经K9连通主水路靠近测量水箱的一端，另一输出管路经K6连通支水路，且该输出管路与补水箱间的支水路上，设有K3；

所述气压试验回路与四通间设有V3，泄压管道上设有K5和V4，其中K5靠近四通，高压过滤器远离四通的一端连接一能与气瓶开口接通的接头；

其中，V2、V3、V4为高压手动针阀,K3、K4、K5、K6、K9为高压气控阀，高压气控阀均与控制器相连。

作为优选：还包括一灌装系统，所述灌装系统包括一注水箱、注水箱底部设有一为被测气瓶注水的注水口、所述注水箱和注水口间设有两条注水管道，两注水管道上分别设有大流量电控阀K1和小流量电控阀K2，注水箱上方设有检测其内部液位的激光位移传感器，被测气瓶内设有彩色小球，被测气瓶开口处一侧设有监测彩色小球的光电传感器，流量电控阀K1、小流量电控阀K2、激光位移传感器、光电传感器均与控制器连接，所述控制器根据光电传感器反馈的数据控制大流量电控阀K1和小流量电控阀K2的开合。

作为优选：还包括一与控制器相连的视频监控器，所述视频监控器监控被测气瓶状态。

作为优选：还包括一房间，所述房间分为操作室和测试设备室，操作室内设有操作台，控制器设置在操作台上，其余设备设置在测试设备室内。

作为优选：所述增压单元为能调节压力的增压泵。

作为优选：支水路和V2间的主水路上，设有压力传感器，气压实验回路和V3间的管路上，也设有压力传感器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、综合能力强，本发明可实现压力容器气密试验、强度试验、爆破试验、残余变形测量的自动化，且实验结果更加精准。

2、自动化程度高，从容器的容积测量到系统的增压、保压、补压、泄压等均可自动完成，无需人工操作。

3、信息化程度高，实验数据可动态采集、显示并存储，实现了数据的全数字化记录。

4、测量精度高，系统对液压、气压的测量精度不低于0.1％FS。

5、安全可靠，将实验设备与操作台分隔开来，降低劳动强度、提高效率的同时，增强了安全性。

附图说明

图1为本发明设置图；

图2为本发明电路原理图；

图3为灌装系统原理图；

图4为气压试验回路原理图。

图中：1、四通；2、高压过滤器；3、接头；4、循环水泵；5、被测气瓶；6、主水路；7、支水路；8、彩色小球；9、注水箱；10、视频监控器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：参见图1到图4，一种气瓶自动化试验系统，包括回水箱、测量水箱、循环水箱、被测气瓶5、调节管道水压的水压试验回路、调节管道气压的气压试验回路、四通1、控制器；

所述被测气瓶5通过支架安装在回水箱内，瓶身部分没入回水箱内且开口朝上，回水箱与循环水箱，且二者间设有循环水泵4；

所述四通1分别接气压试验回路、水压试验回路、泄压管道和高压过滤器2，

其中：所述水压试验回路包括一主水路6，支水路7、补水箱、能调节管路中水压的增压单元，所述主水路6一端接测量水箱，一端接四通1，主水路6上设有K4和V2，其中V2靠近四通1，支水路7一端连通主水路6且位于K4和V2间，另一端连接补水箱，增压单元包括两个输出管路，其中一输出管路经K9连通主水路6靠近测量水箱的一端，另一输出管路经K6连通支水路7，且该输出管路与补水箱间的支水路7上，设有K3；

所述气压试验回路与四通1间设有V3，泄压管道上设有K5和V4，其中K5靠近四通1，高压过滤器2远离四通1的一端连接一能与气瓶开口接通的接头3；

其中，V1、V2、V3、V4为高压手动针阀,K3、K4、K5、K6、为高压气控阀，高压气控阀均与控制器相连。

本实施例中：还包括一灌装系统，所述灌装系统包括一注水箱9、注水箱9底部设有一为被测气瓶5注水的注水口、所述注水箱9和注水口间设有两条注水管道，两注水管道上分别设有大流量电控阀K1和小流量电控阀K2，注水箱9上方设有检测其内部液位的激光位移传感器，被测气瓶5内设有彩色小球8，被测气瓶5开口处一侧设有监测彩色小球8的光电传感器，流量电控阀K1、小流量电控阀K2、激光位移传感器、光电传感器均与控制器连接，所述控制器根据光电传感器反馈的数据控制大流量电控阀K1和小流量电控阀K2的开合；

本实施例中，还包括一与控制器相连的视频监控器10，所述视频监控器10监控被测气瓶5状态；

另外，本实施例中，还包括一房间，所述房间分为操作室和测试设备室，操作室内设有操作台，控制器设置在操作台上，其余设备设置在测试设备室内。

本发明中，系统总体结构如图1，本发明可在该系统的基础上，进行压力容器气密试验、强度试验、爆破试验、残余变形测量实验等。

例如：关闭V2，开V3，气压试验回路与气瓶连通，可进行气压实验；关闭V3，开V2；水压试验回路与气瓶；连通，可进行水压实验；电磁阀K3、K4打开：可实现水压实验管路排气。

利用本发明装置进行实验的方法如下：

1、初始容积Vo测量

间接测量法(灌装计量法)：参见图3，被测气瓶5采用专用工装定位，开口向上。注水箱9底部的灌装速度设置大流量电控阀和小流量电控阀各一个。先用大流量电控阀将气瓶灌水至90％，剩余水采用小流量电控阀慢慢灌满。为了防止水灌满时溢出影响测量精度，小流量电控阀灌水何时结束，系统设置一套灌满检测传感装置。也就是上文中提到的：视频监控+彩色小球8，当气瓶灌满水时，彩色的空心小球露出瓶口，反射式光电传感器常开点接通，联动小流量电控阀关闭。气瓶容积则按：Vo＝△H*A计算得出。

其中，△H为注水箱9中液位下降的高度差，A为注水箱9的底面积。

2、加压后容积Vm和泄压后容积Vk测量方法

此处测量需开启水压试验回路、并关闭气压实验回路。

(1)打开系统图中的补水阀K3和泄压阀K5，让管路充水排气，并对接气瓶；

(2)关闭补水阀K3和泄压阀K5；

(3)调整增压泵的柱塞置位：0.2MPa→0.4MPa→0.6MPa→0.8MPa→1.0MPa→0MPa，等待增压泵的柱塞停留在最上端位置(靠自然压差或启动离心泵加压)，并记录测量水箱的液位值H1；

(4)此处可进行密封性试验加压：0MPa→9.81MPa，保压3min，开K4泄压至0MPa；

(5)再进行强度试验阶梯式加压：0MPa→1.0MPa→2.0MPa→……→33.0MPa→33.2MPa→33.4MPa→33.6MPa→33.8MPa→34.0MPa→34.2MPa→34.32MPa，保压10min；

(6)保压时间到，关闭阀K6、K9，并记录测量水箱的液位值H2；

(7)泄压：打开阀K4，气瓶回缩泄压至0MPa，等待气瓶回缩，回缩时间到，记录测量水箱的液位值H3；

(8)柱塞复位：0.2MPa→0.4MPa→0.6MPa→0.8MPa→1.0MPa→0MPa，等待增压泵的柱塞停留在最上端位置(靠自然压差或启动离心泵加压)，并记录测量水箱的液位值H4；

计算气瓶加压后容积Vm：

Vm＝初始容积+水箱输出水量+泵内置水减少量

＝Vo+(H2-H1)*S+(H4–H3)*S

＝Vo+(H2+H4-H1–H3)*S S为测量水箱截面积；计算气瓶泄压时容积Vk：

Vk＝加压后容积–气瓶回缩排出的水量

＝Vm-(H2–H3)*S

＝Vo+(H4-H1)*S S为测量水箱截面积；

3、气瓶残余容积自动计算

计算气瓶残余变形量：△＝(Vk-Vo)/(Vm-Vo-Wa)。