CN102865979B - 120阀主阀体组成气密性测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种120阀主阀体组成气密性测试系统及测试方法，通过微量变送器检测内部气路之间的漏泄，检测精度高达2.5Pa；通过压差计检测内部气路与大气之间的漏泄，极大地提高了气密性检测精度；测试系统采用微控方案，整个试验过程全部由程序自动执行，不受人为因素的影响，避免了错判、漏判的现象；测试系统的控制系统和执行机构为两体，其中控制系统具有通用性，可与相应产品的执行机构对接，实现对其他产品的气密性测试；性能稳定，密封可靠；操作方便；具有防误操作功能。

Description

120阀主阀体组成气密性测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及一种测试系统，尤其是涉及一种120阀主阀体组成气密性测试系统及测试方法。

背景技术

120阀主阀体组成为复杂阀体类结构，它由主阀体、滑阀套、紧急二段阀上套、局减阀套、止回阀座等部件构成。它的气密性质量是产品性能质量的关键控制要素，为此产品技术要求和相应的制造技术条件均明确要求逐件试验。但是由于其阀体结构的不规则，气路数多，造成装夹、微量漏泄的检测和取值、滑阀套部的密封可靠性以及气路与大气之间的漏泄检测等问题长时间得不到解决。目前所采用的试验装备自动化程度较差，漏泄判断以及保压时间主要由操作者主观去控制和判断，漏泄值无法量化，这对人的技能和职业素养要求较高，在实际生产过程中容易存在漏检、错判等问题，容易造成不合格品流出，影响了总装一次交验合格率。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种120阀主阀体组成气密性测试系统及测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种120阀主阀体组成气密性测试系统，包括控制系统和执行机构，所述控制系统包括可编程控制器，以及分别与可编程控制器通讯连接的可编程触摸屏、电磁阀、压差计、压力变送器和微量变送器；所述执行机构包括夹紧机构和密封结构。

所述夹紧机构包括安装面夹紧气缸、侧立面夹紧气缸、连杆摆动机构和二位五通电磁阀。

所述密封结构包括紧急二段上套、加速缓解阀套、局减阀套和止回阀套各气路采用的内置柱塞双O型圈密封结构；以及滑阀套气路采用的斜楔橡胶垫密封结构。

本发明还提供了一种120阀主阀体组成气密性测试方法，包括如下步骤：

（1）内部气路之间的漏泄检测：打开电磁阀对需要检测的气路充风至试验压力，然后关闭电磁阀进行稳定；稳定后，通过微量变送器检测其他气路压力是否产生变化即可判断该条检测气路是否与其他气路产生漏泄；

（2）内部气路与大气之间的漏泄检测：对所有气路充风到定压，保压一段时间后，通过采集压差计与稳定风缸的差值即可判断阀体内部气路是否与大气产生漏泄。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1）检测精度高

内部气路之间的漏泄采用微量变送器，检测精度高达2.5Pa；内部气路与大气之间的漏泄采用压差计，取代了传统压力传感器的检测方式，极大地提高了气密性检测精度。

（2）自动化程度高

测试系统采用微控方案，整个试验过程全部由程序自动执行，不受人为因素的影响，避免了错判、漏判的现象。

（3）具有多用性的功能

测试系统的控制系统和执行机构为两体，其中控制系统具有通用性，可与相应产品的执行机构对接，实现对其他产品的气密性测试。

（4）性能稳定，密封可靠

微机检测系统均采用工业自动化元气件，体积小、功能强、能耗低，且稳定性和可靠性高，同时具有抗高温、抗干扰、长寿命和抗振动等优点；阀体内部紧急二段上套、加速缓解阀套、局减阀套、止回阀套等结构采取内置柱塞双O型圈密封；滑阀套密封采用斜楔结构，实现可靠、快速密封，所有密封材料采用国家标准O型圈，成本低、易采购。

（5）操作方便

汉字提示下的触摸屏操作，完全摒弃了键盘和鼠标，使测试系统的操作易学易用，同时控制软件具有防止误操作的能力。

（6）具有防误操作功能

在夹紧逻辑设计上进行了顺序设计，只有当安装面夹紧后才能实施侧立面的夹紧，这样就很简单地实现了防止操作失误，如果先夹紧侧立面，就会使工件倾覆，达不到密封要求。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的气密性测试系统结构示意图；

图2是夹紧机构的结构示意图。

具体实施方式

一种120阀主阀体组成气密性测试系统，如图1和图2所示，包括：由双针压力表1、调压阀2、储风缸3、稳定风缸4、压差计5、压力变送器6、两位三通电磁阀（21、31、41、51、61、71、23、33、43、53、63、A、D）、微量变送器8、气缸9、两位五通电磁阀10、紫铜管11、两位两通电磁阀（22、32、42、52、62、E）、可编程控制器（PLC）和可编程触摸屏等构成的控制系统，以及由机柜、台架、夹紧机构和密封结构等构成的执行机构。其中：

所述可编程控制器（PLC）为测试系统的中央控制单元，实现对各电磁阀的逻辑控制、试验数据检测、运算、判断和存贮等功能。

所述可编程触摸屏与PLC进行数据通讯，实现对测试系统的手动操作、数据传输和显示等功能。

所述各电磁阀（21、31、41、51、61、71、23、33、43、53、63、A、D、22、32、42、52、62）作为试验控制的执行部件，通过连通或断开气路，实现各气路的充气、保压、排气功能。所述各电磁阀全部为板式集装，结构紧凑，维修方便，工作可靠。

测试系统配有双针空气压力表1和压力变送器6两套压力监测仪器，其中双针空气压力表1的主要作用是为操作者提供适时直观的压力显示（只作压力监视用）；所述压力变送器6的精度为±2kPa，主要用于由阀体铸造缺陷引起的大量漏泄的监测，起到保护其他精密电器元件的作用，由于精度较低不能达到精确检测要求，因此在系统中并不作为阀体内部气路与大气之间漏泄数据的采集来源。

为了解决阀体内部气路与大气之间微量漏泄不易检测的难点，我们利用压差计5对两侧气压差值反应很灵敏、精度高的特点，通过在压差计5的一侧设置一个小容积的稳定风缸4形成一个固定风压值，另一侧与试验气路联通，通过比较两侧的压差值即可精确检测气路与大气漏泄情况。

所述微量变送器8用于检测气路之间的微量串通漏泄，其精度可达到2.5Pa。微量变送器8的一端接入气路，另一端与大气相通。一旦该气路与其他气路产生漏泄，该气路压力空气将作用在微量变送器8中δ元件（即敏感元件）的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电压量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号就可计算出漏泄值。

微量变送器8的检测精度高可达2.5Pa。这里说明一下：一般来说，普通0.4、1、1.5级的压力表漏泄示值精度<槽浸<肥皂泡<微量变送器。

所述机柜和台架采用普通碳钢材料零件加工完毕预留量后表面镀镍，所有零件表面均要求倒圆，去除毛刺，防止伤害作业人员。           

所述夹紧机构为卧式快速夹紧连杆机构：采用直径200的后摆式气缸和四连杆摆动机构，2吨夹紧力作为装夹内力在一条作用线上既能防止工件扭转，又能避免上下盖面偏离作用中心线导致漏泄。所述夹紧机构的结构如图2所示，包括连杆21、安装面夹紧气缸22、侧立面夹紧气缸23和二位五通电磁阀24等。

紧急二段上套、加速缓解阀套、局减阀套、止回阀套等处气路的分隔密封采取内置柱塞双O型圈密封结构。

滑阀套密封是主阀体组成气密性试验的难点，它包含了多条气路，如果密封不可靠将可能出现误判。因此本发明采用了斜楔橡胶垫密封结构，利用滑阀套本身直径45的内孔导向，利用斜楔水平运动在垂直方式上产生的位移对橡胶垫产生压量，实现可靠、快速密封。

测试系统的检测气路数为6条，不仅能够实现对其中任意两条气路之间的漏泄进行精准检测，而且通过采用压差计实现了气路与大气之间的漏泄的精准检测。试验台具备自动和手动两种操作方式：1、在自动操作方式下，可进行自动试验和试验台机能检查等项目，试验过程中将自动完成主体装夹、顺序充排气、稳定、保压以及漏泄的检测、取值、判断，检测数据将会自动存入微机。2、在手动操作方式下，操作者可通过可编程触摸屏上的阀门控制按钮实现自己想要的试验操作，同时微机的压力测量系统工作正常时仍可实时进行各压力数值的显示。具体测试方法为：

（1）内部气路之间的漏泄检测：打开电磁阀对需要检测的气路充风至试验压力，然后关闭电磁阀进行稳定。稳定后，通过微量变送器检测其他气路压力是否产生变化即可判断该条检测气路是否与其他气路产生漏泄。检测过程分为初次检测和微量检测两部分。初次检测主要用于漏泄量较大的情况，比如阀体铸造串通。微量漏泄主要用于气路之间的微小串通漏泄。以检测副风管气路为例，具体检测过程如下：

1）初次检测：同时打开电磁阀D、E、71、62、52、42、32、22，对副风管气路进行充风；待压力变送器值≥试验压力（比如：700kPa）后，关闭电磁阀D、E进行稳定，稳定后进行检测判断：

A、若5S内压力变送器值变化大于2kPa，则说明该条检测气路存在大的漏泄，然后直接进入下个气路进行气密性检测；

B、若5S内压力变送器值变化小于等于2kPa，则说明该条检测气路无大的漏泄，则进行微量检测；

2）微量检测：打开电磁阀D、E对副风管气路进行充风，待压力变送器值≥试验压力（比如：700kPa）后，关闭电磁阀D、E；打开电磁阀A、63、53、43、33、23，再关闭电磁阀62、52、42、32、22进行检测判断：

若30S内压差计检测值≤0.2kPa，且微量变送器检测值≤0.12kPa，则判定该检测气路为合格（即无微量漏泄），否则判定该检测气路为不合格（即存在微量漏泄），并在可编程触摸屏的实验结果表单上对应位置显示变化差值及判定结果（合格或不合格）；

同时关闭电磁阀A、63、53、43、33、23、71，打开电磁阀62、52、42、32、22。

（2）内部气路与大气之间的漏泄检测：对所有气路充风到定压，稳定后保压30S，通过采集压差计与稳定风缸的差值即可判断阀体内部气路是否与大气产生漏泄。当压差计与稳定风缸的差值小于0.2kPa时，则判定内部气路与大气之间无漏泄，否则判定内部气路与大气之间存在漏泄。

Claims (2)

1.一种120阀主阀体组成气密性测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）内部气路之间的漏泄检测：打开电磁阀对需要检测的气路充风至试验压力，然后关闭电磁阀进行稳定；稳定后，通过微量变送器检测其他气路压力是否产生变化即可判断该条检测气路是否与其他气路产生漏泄并进一步计算出漏泄值：当该条检测气路与其他气路产生漏泄时，该气路压力空气作用在微量变送器中敏感元件的两侧隔离膜片上，通过隔离膜片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧，致使测量膜片产生位移，且其位移量和压力差成正比，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号就可计算出漏泄值；

内部气路之间的漏泄检测过程分为初次检测和微量检测两部分：

1）初次检测：同时打开电磁阀D、电磁阀E、第一电磁阀（71）、第二电磁阀（62）、第三电磁阀（52）、第四电磁阀（42）、第五电磁阀（32）和第六电磁阀（22），对副风管气路进行充风；待压力变送器值≥试验压力后，关闭电磁阀D和电磁阀E进行稳定，稳定后进行检测判断：

A、若5S内压力变送器值变化大于2kPa，则说明该条检测气路存在大的漏泄，然后直接进入下个气路进行气密性检测；

B、若5S内压力变送器值变化小于等于2kPa，则说明该条检测气路无大的漏泄，则进行微量检测；

2）微量检测：打开电磁阀D和电磁阀E对副风管气路进行充风，待压力变送器值≥试验压力后，关闭电磁阀D和电磁阀E；打开电磁阀A、第七电磁阀（63）、第八电磁阀（53）、第九电磁阀（43）、第十电磁阀（33）和第十一电磁阀（23），再关闭第二电磁阀（62）、第三电磁阀（52）、第四电磁阀（42）、第五电磁阀（32）和第六电磁阀（22）进行检测判断：

若30S内压差计检测值≤0.2kPa，且微量变送器检测值≤0.12kPa，则判定该检测气路为合格，否则判定该检测气路为不合格，并在可编程触摸屏的实验结果表单上对应位置显示变化差值及判定结果；

同时关闭电磁阀A、第七电磁阀（63）、第八电磁阀（53）、第九电磁阀（43）、第十电磁阀（33）、第十一电磁阀（23）和第一电磁阀（71），打开第二电磁阀（62）、第三电磁阀（52）、第四电磁阀（42）、第五电磁阀（32）和第六电磁阀（22）；

（2）内部气路与大气之间的漏泄检测：对所有气路充风到定压，保压一段时间后，通过采集压差计与稳定风缸的差值即可判断阀体内部气路是否与大气产生漏泄。

2.根据权利要求1所述的120阀主阀体组成气密性测试方法，其特征在于：在进行内部气路与大气之间的漏泄检测时，通过采集压差计与稳定风缸的差值判断阀体内部气路是否与大气产生漏泄的方法是：当压差计与稳定风缸的差值小于0.2kPa时，则判定内部气路与大气之间无漏泄，否则判定内部气路与大气之间存在漏泄。