CN104198136A - 一种膨胀水箱密封性检测设备及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于检测机械技术领域，具体涉及一种膨胀水箱密封性检测设备及其检测方法。包括多个待检测的膨胀水箱、机架、夹具装置、进水装置，其中，所述机架由铝合金材质制成，机架包括如下组成元素及其质量百分比：Si：1.00-1.50％、Mg：0.50-1.00％、Fe：0.10-0.20％、Cu：0.05-0.08％、Zn：0.02-0.07％、Mn：0.08-0.12％、Ni：0.02-0.06％，Sb：0.05-0.10％、Ti：0.12-0.15％，其他杂质元素中单项杂质元素含量≤0.025％，杂质元素总含量≤0.1％，余量为铝。该设备检测精确性级检测效率高。

Description

一种膨胀水箱密封性检测设备及其检测方法

技术领域

本发明属于检测机械技术领域，具体涉及一种膨胀水箱密封性检测设备及其检测方法。

背景技术

膨胀水箱是热水采暖系统和中央空调水路系统中的重要部件，它的作用是收容和补偿系统中水的胀缩量，被广泛应用于中央空调、锅炉、热水器、变频、恒压供水等设备中，其能缓冲系统压力的波动，起到稳压卸荷的作用，在系统内水压轻微变化时，膨胀水箱气囊的自动膨胀收缩会对水压的变化有一定缓冲作用，能保证系统的水压稳定，水泵不会因压力的改变而频繁的开启。

从中可见，膨胀水箱的密封性能很重要，若膨胀水箱气囊存在泄露，即密封性能不好，会使设备因为压力过大或者水压的不稳定而造成损坏，因此需要一种能检测膨胀水箱密封性能的设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以自动控制检测膨胀水箱密封性能是否良好的设备，并且可以提高检测精度和检测效率的检测系统和检测方法。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种膨胀水箱密封性检测设备，包括：

多个待检测的膨胀水箱；

机架，所述机架包括上面板和下面板，上面板设有触摸屏，所述下面板包括操作台一和操作台二，所述操作台一上设有夹具装置；

夹具装置，所述夹具装置包括安装于机架上的气缸座、安装于气缸座上的气缸以及设置于操作台一上方且位于气缸下端的水箱靠座；

进水装置，所述进水装置包括设置于下面板内部的水槽和水泵，以及用于往膨胀水箱内注水的储水罐，所述水槽和水泵之间、水泵和储水罐之间以及水槽和膨胀水箱之间通过水管连接，且储水罐和膨胀水箱之间安装有手动球阀和密封阀；水槽和膨胀水箱之间安装有电控制的溢流阀；

其中，被检测的膨胀水箱放置于水箱靠座上，检测时，气缸向下压紧膨胀水箱，将水管与膨胀水箱对接，水泵开始向膨胀水箱内进水；

所述机架由铝合金材质制成，机架包括如下组成元素及其质量百分比：Si：1.00-1.50％、Mg：0.50-1.00％、Fe：0.10-0.20％、Cu：0.05-0.08％、Zn：0.02-0.07％、Mn：0.08-0.12％、Ni：0.02-0.06％，Sb：0.05-0.10％、Ti：0.12-0.15％，其他杂质元素中单项杂质元素含量≤0.025％，杂质元素总含量≤0.1％，余量为铝。

本发明所述的机架采用配伍合理的铝硅镁系铝合金，所述机架铝合金中将硅含量提高至1.0-1.50％，不仅可以和镁元素形成Mn₂Si相，提高合金的强度和硬度，还能与铝组成固溶体，提高合金的高温造型性，减少收缩率，无热裂倾向，还可提高合金的耐腐蚀性能。但是过多的镁元素容易增加合金脆性，生产过程氧化控制成本较高，因此需严格控制镁的含量。在硅元素和镁元素的合理配伍的基础上加入0.08-0.12％的锰，不仅可以降低镁的含量，降低热裂倾向，还可使Mg₅Al₈化合物均匀沉淀，改善合金抗蚀性，更重要的是与0.12-0.30％的铬配合，不仅可以改善含铜、含硅合金的高温强度，还能通过MnAl₆化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用，阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，显著细化再结晶晶粒，并溶解杂质铁，形成(Fe，Mn)Al₆，中和铁的有害作用，使铝合金中由铁形成的片状或针状组织变为细密的晶体组织。因此本发明机架铝合金中合理地选择了硅、镁、锰、铁、铬的配比。单独添加锌元素对铝合金强度的提高十分有限，同时还存在应力腐蚀开裂倾向，但是同时添加0.50-1.00％镁和0.02-0.07％锌，能形成强化相MgZn₂，再添加0.05-0.08％的铜，能更明显地提高合金的抗拉强度和屈服强度，并抵消铁锌造成的不良影响；同时为了抵消铜在合金中对耐腐蚀性的影响，需加入适量的铬。而添加0.02-0.08％的镍能提高合金的强度和硬度，并减少合金对模具的熔蚀，同时中和铁的有害作用；0.12-0.15％的钛能细化晶粒，并控制再结晶组织；0.05％-0.10％的锑元素作为变质元素以改善铝合金的金相组织、细化晶粒，改善铝合金的韧性和致密性。本发明机架铝合金通过各元素之间的协同作用，使机架具有优异的强度、硬度、抗腐蚀性等综合性能，进而提高膨胀水箱密封性测试设备的综合性能及使用寿命。

进一步的，所述操作台二上设有晾晒装置，所述晾晒装置包括膨胀水箱固定座架、放置膨胀水箱固定座架上的用于固定膨胀水箱的固定座以及放置于固定座上，且等待晾晒的被检测后的膨胀水箱。

上述膨胀水箱密封性测试设备中，所述的机架可通过如下加工方法制得：

S1：配料：按照膨胀水箱密封性测试设备中机架所述各组成元素及其质量百分比配料；

S2：熔炼：将上述配料熔炼成铝液，搅拌均匀后依次进行除气处理、精炼处理、变质处理；

S3：成型：将上述处理后的铝液在模具中进行浇注，得机架坯件，浇注温度为680-700℃，模具温度为280-320℃，开模时间为180-220s；

S4、热处理：对浇注后的机架坯件进行热处理，热处理包括固溶处理和时效处理，其中固溶处理温度为550-560℃，保温5-8h后立即进行淬火处理，时效处理温度为170-180℃，保温10-12h后自然冷却得膨胀水箱密封性测试设备中的机架成品。

经不断试验发现，在机架的加工方法中通过适当提高固溶处理中的温度可使Mg₂Si相固溶更加充分，适当延长时效时间可使β相析出更加均匀，从而使热处理后机架的力学性能得到大幅度的提高。

在上述机架加工方法的步骤S2中，所述的熔炼温度为720-740℃。

在上述机架加工方法的步骤S2中，所述的精炼处理为：采用C₂Cl₆精炼剂，精炼处理温度为700-720℃，精炼时间为8-10min，精炼后静置8-12min。

在上述机架加工方法的步骤S2中，所述的变质处理为：采用三元或四元钠盐变质剂，变质处理温度为700-720℃，变质时间为15-20min。

在上述机架加工方法的步骤S4中，所述淬火处理的水温为30-40℃。

本发明的另一个目的在于提供一种应用上述检测设备的检测方法，所述检测方法包括步骤：

装夹：把被检测膨胀水箱放置在水箱靠座上，将水管与被检测膨胀水箱对接，按下触摸屏上的启动按钮，气缸向下压住并压紧被检测膨胀水箱；

进水：开启手动球阀和密封阀，储水罐向被检测膨胀水箱注水直至达到设备预设的进水时间，此时设备会判断被检测膨胀水箱内的压力值，若压力值低于检测要求的最低压力，触摸屏上显示报警信息；若压力值高于最高设定值，则控制溢流阀开启，把多余的水排回水槽；

保压：关闭密封阀，并在预设的保压时间段内对被检测膨胀水箱内的压力值进行监控，若保压之后的压力值低于保压时间段内压力值5KPa，此时触摸屏上显示报警信息；

排水：检测完毕，关闭密封阀，关闭溢流阀，断开与膨胀水箱连接的水管，气缸恢复初始位置，将检测后的膨胀水箱置于晾晒装置上排水至水槽。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明利用程序控制检测设备测试膨胀水箱密封性的过程，提高了检测精确性，通过向被检测膨胀水箱内注水，检测监控膨胀水箱内的实时压力来判断膨胀水箱是否存在泄露，并在触摸屏上显示检测结果，使用触摸屏是为了方便人机交互，这样大大缩减了检测时间，提高了检测效率。

附图说明

图1为本发明设备的爆炸图；

图2为本发明检测的原理图。

图中：水箱100；机架200；夹具装置300；进水装置400；上面板210；下面板220；触摸屏211；操作台一221；操作台二222；气缸座310；气缸320；水箱靠座330；水槽410；水泵420；储水罐430；水管440；手动球阀450；密封阀460；溢流阀470；晾晒装置500；固定座架510；固定座520；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种膨胀水箱密封性检测设备，包括：多个待检测的膨胀水箱100、机架200、夹具装置300、进水组合400和晾晒装置500。

机架200包括上面板210和下面板220，上面板210设有触摸屏211，所述下面板220包括操作台一221和操作台二222，所述操作台一221上设有夹具装置300。

夹具装置300包括安装于机架100上的气缸座310、安装于气缸座310上的气缸320以及设置于操作台一221上方且位于气缸320下端的水箱靠座330。

进水装置400包括设置于下面板220内部的水槽410和水泵420，以及用于往膨胀水箱100内注水的储水罐430，所述水槽410和水泵420之间、水泵420和储水罐430之间以及水槽410和膨胀水箱100之间通过水管440连接，且储水罐430和膨胀水箱100之间安装有手动球阀450和密封阀460；水槽410和膨胀水箱100之间安装有电控制的溢流阀470，其中被检测的膨胀水箱100放置于水箱靠座330上，检测时，气缸320向下压紧膨胀水箱100，将水管440与膨胀水箱100对接，水泵420开始向膨胀水箱100内进水。

操作台二上设有晾晒装置500，晾晒装置500包括膨胀水箱100固定座架510、放置膨胀水箱固定座架510上的用于固定膨胀水箱100的固定座520以及放置于固定座520上，且等待晾晒的被检测后的膨胀水箱100。

其中，所述机架200由铝合金材质制成，包括如下组成元素及其质量百分比：Si：1.00-1.50％、Mg：0.50-1.00％、Fe：0.10-0.20％、Cu：0.05-0.08％、Zn：0.02-0.07％、Mn：0.08-0.12％、Ni：0.02-0.08％、Sb：0.05-0.10％、Ti：0.12-0.15％，其他杂质元素中单项杂质元素含量≤0.025％，杂质元素总含量≤0.1％，余量为铝。

表1：实施例1-3及对比例所述机架的组成元素及其质量百分比

实施例1

配料：按照表1实施例1膨胀水箱密封性测试设备中机架所述各组成元素成分的质量百分比配料；

熔炼：将上述配料在730℃下熔炼成铝液，搅拌均匀后先进除气处理，然后采用C₂Cl₆精炼剂进行精炼处理，精炼处理温度为710℃，精炼时间为9min，精炼后静置10min；接着采用三元或四元钠盐变质剂进行变质处理，变质处理温度为710℃，变质时间为18min；

成型：将上述处理后的铝液在模具中进行浇注，得机架坯件，浇注温度为690℃，模具温度为300℃，开模时间为200s；

热处理：对浇注后的机架坯件进行热处理，热处理包括固溶处理和时效处理，其中固溶处理温度为555℃，保温6h后立即进行淬火处理，淬火处理的水温为30℃，时效处理温度为180℃，保温12h后自然冷却得膨胀水箱密封性测试设备中的机架成品。

实施例2

配料：按照表1实施例2膨胀水箱密封性测试设备中机架所述各组成元素成分的质量百分比配料；

熔炼：将上述配料在720℃下熔炼成铝液，搅拌均匀后先进除气处理，然后采用C₂Cl₆精炼剂进行精炼处理，精炼处理温度为720℃，精炼时间为8min，精炼后静置12min；接着采用三元或四元钠盐变质剂进行变质处理，变质处理温度为720℃，变质时间为15min；

成型：将上述处理后的铝液在模具中进行浇注，得机架坯件，浇注温度为680℃，模具温度为320℃，开模时间为220s；

热处理：对浇注后的机架坯件进行热处理，热处理包括固溶处理和时效处理，其中固溶处理温度为550℃，保温6h后立即进行淬火处理，淬火处理的水温为40℃，时效处理温度为170℃，保温12h后自然冷却得膨胀水箱密封性测试设备中的机架成品。

实施例3

配料：按照表1实施例3膨胀水箱密封性测试设备中机架所述各组成元素成分的质量百分比配料；

熔炼：将上述配料在740℃下熔炼成铝液，搅拌均匀后先进除气处理，然后采用C₂Cl₆精炼剂进行精炼处理，精炼处理温度为700℃，精炼时间为10min，精炼后静置8min；接着采用三元或四元钠盐变质剂进行变质处理，变质处理温度为700℃，变质时间为20min；

成型：将上述处理后的铝液在模具中进行浇注，得机架坯件，浇注温度为700℃，模具温度为280℃，开模时间为180s；

热处理：对浇注后的机架坯件进行热处理，热处理包括固溶处理和时效处理，其中固溶处理温度为560℃，保温8h后立即进行淬火处理，淬火处理的水温为30℃，时效处理温度为180℃，保温10h后自然冷却得膨胀水箱密封性测试设备中的机架成品。

对比例

6061铝材的成分如表1对比例中所述，选取6061铝材通过熔炼后进行除气、精炼、变质处理，再浇铸成机架坯件，最后将机架坯件进行固溶处理和时效处理，固溶处理温度为520℃，保温2小时后进行淬火处理，淬火处理的水温为70℃，时效处理温度为200℃，保温3小时，得最终机架成品。

将实施例1-3及对比例中制得的机架进行性能测试，测试结果如表2所示。

表2：实施例1-3及对比例中机架的性能测试结果

众所周知，即便在6061铝材成分的基础上，对化学成分的取值不同，也会得到不同的材质特性，当化学成分的范围变化时，其性能差异也会在很大范围内波动，加工方法的不同对最后机架的性能也起着关键的作用。

如图2所示，本发明还提供了一种应用上述检测设备的检测方法：

装夹：把被检测的膨胀水箱100放置在水箱靠座330上，将水管440与被检测膨胀水箱100对接，按下触摸屏211上的启动按钮，气缸320向下压住并压紧被检测膨胀水箱100；

进水：开启手动球阀450和密封阀460，储水罐430向被检测膨胀水箱100注水直至达到设备预设的进水时间，此时设备会判断被检测膨胀水箱100内的压力值，若压力值低于检测要求的最低压力，触摸屏211上显示报警信息；若压力值高于最高设定值，则控制溢流阀470开启，把多余的水排回水槽410。

保压：关闭密封阀460，并在预设的保压时间段内对被检测膨胀水箱100内的压力值进行监控，若保压之后的压力值低于保压时间段内压力值5KPa，则系统报警停机，此时触摸屏211上显示报警信息。

排水：检测完毕，关闭密封阀460，关闭溢流阀470，断开与膨胀水箱100连接的水管440，气缸320恢复初始位置，将检测后的膨胀水箱100置于晾晒装置500上排水至水槽410。

本发明的实现是利用程序控制检测设备测试膨胀水箱密封性的过程，提高了检测精确性，通过向被检测膨胀水箱内注水，检测监控膨胀水箱内的实时压力来判断膨胀水箱是否存在泄露，并在触摸屏上显示检测结果，使用触摸屏是为了方便人机交互，这样大大缩减了检测时间，提高了检测效率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种膨胀水箱密封性检测设备，其特征在于：包括：

多个待检测的膨胀水箱；

机架，所述机架包括上面板和下面板，上面板设有用于运行整个检测设备的触摸屏，所述下面板包括操作台一和操作台二，所述操作台一上设有夹具装置；

夹具装置，所述夹具装置包括安装于机架上的气缸座、安装于气缸座上的气缸以及设置于操作台一上方且位于气缸下端的水箱靠座；

进水装置，所述进水装置包括设置于下面板内部的水槽和水泵，以及用于往膨胀水箱内注水的储水罐，所述水槽和水泵之间、水泵和储水罐之间以及水槽和膨胀水箱之间通过水管连接，且储水罐和膨胀水箱之间安装有手动球阀和密封阀；水槽和膨胀水箱之间安装有电控制的溢流阀；被检测的膨胀水箱放置于水箱靠座上，检测时，气缸向下压紧膨胀水箱，将水管与膨胀水箱对接，水泵开始向膨胀水箱内进水；

其中，所述机架由铝合金材质制成，机架包括如下组成元素及其质量百分比：Si：1.00-1.50％、Mg：0.50-1.00％、Fe：0.10-0.20％、Cu：0.05-0.08％、Zn：0.02-0.07％、Mn：0.08-0.12％、Ni：0.02-0.06％，Sb：0.05-0.10％、Ti：0.12-0.15％，其他杂质元素中单项杂质元素含量≤0.025％，杂质元素总含量≤0.1％，余量为铝。

2.根据权利要求1所述的膨胀水箱密封性检测设备，其特征在于：所述操作台二上设有晾晒装置，所述晾晒装置包括膨胀水箱固定座架、放置膨胀水箱固定座架上的用于固定膨胀水箱的固定座以及放置于固定座上，且等待晾晒的被检测后的膨胀水箱。

3.根据权利要求1所述的膨胀水箱密封性检测设备，其特征在于：所述的机架可通过如下加工方法制得：

S1：配料：按照膨胀水箱密封性测试设备中机架所述各组成元素成分的质量百分比配料；

S2：熔炼：将上述配料熔炼成铝液，搅拌均匀后依次进行除气处理、精炼处理、变质处理；

S3：成型：将上述处理后的铝液在模具中进行浇注，得机架坯件，浇注温度为680-700℃，模具温度为280-320℃，开模时间为180-220s；

S4、热处理：对浇注后的机架坯件进行热处理，热处理包括固溶处理和时效处理，其中固溶处理温度为550-560℃，保温5-8h后立即进行淬火处理，时效处理温度为170-180℃，保温10-12h后自然冷却得膨胀水箱密封性测试设备中的机架成品。

4.根据权利要求3所述的膨胀水箱密封性检测设备，其特征在于：机架加工方法的步骤S2中所述的熔炼温度为720-740℃。

5.根据权利要求3所述的膨胀水箱密封性检测设备，其特征在于：机架加工方法的步骤S2中所述的精炼处理为：采用C₂Cl₆精炼剂，精炼处理温度为700-720℃，精炼时间为8-10min，精炼后静置8-12min。

6.根据权利要求3所述的膨胀水箱密封性检测设备，其特征在于：机架加工方法的步骤S2中所述的变质处理为：采用三元或四元钠盐变质剂，变质处理温度为700-720℃，变质时间为15-20min。

7.根据权利要求3所述的膨胀水箱密封性检测设备，其特征在于：机架加工方法的步骤S4中所述淬火处理的水温为30-40℃。

8.一种应用上述检测设备的检测方法，包括步骤：

装夹：把被检测膨胀水箱放置在水箱靠座上，将水管与被检测膨胀水箱对接，按下触摸屏上的启动按钮，气缸向下压住并压紧被检测膨胀水箱；

进水：开启手动球阀和密封阀，储水罐向被检测膨胀水箱注水直至达到设备预设的进水时间，此时设备会判断被检测膨胀水箱内的压力值，若压力值低于检测要求的最低压力，触摸屏上显示报警信息；若压力值高于最高设定值，则控制溢流阀开启，把多余的水排回水槽；

保压：关闭密封阀，并在预设的保压时间段内对被检测膨胀水箱内的压力值进行监控，若保压之后的压力值低于保压时间段内压力值5KPa，此时触摸屏上报警信息；

排水：检测完毕，关闭密封阀，关闭溢流阀，断开与膨胀水箱连接的水管，气缸恢复初始位置，将检测后的膨胀水箱置于晾晒装置上排水至水槽。