CN105371927B - 一种带自锁装置的夹表器 - Google Patents

Abstract

一种带自锁装置的夹表器，其包括控制结构和夹表器主体，所述控制结构包括三通四位阀、主进水阀、关延时开关和开延时开关，所述三通四位阀的工作口A口和B口以及与大气端连接的端口分别连接有开关一、开关二和开关三，所述开关一的另一端连接主进气管，所述主进气管还连接有开关四，所述进气口、开关一、开关四为并联，所述开关四连接主进水切断阀。其中，与电源连接的继电器控制所述开关一、开关二和开关三，所述开延时开关和关延时开关连接电源，所述开延时开关连接开关四，所述关延时开关连接主开关。上述结构提高了夹表器在操作过程中的安全性能，防止了因人为操作失误而引起的安全隐患。

Description

一种带自锁装置的夹表器

技术领域

本发明涉及水表出厂检测领域，尤其涉及水表检测装置的夹表器。

技术背景

目前市场上水表校验台夹表器都没有自锁功能，基本都是通过三位四通手转阀来直接控制执行器，在实际使用过程中会有以下几个问题：

1、检测装置正常工作中，操作人员无意识的触碰到三位四通阀的开关阀杆，会出现管道内高压水外喷，给操作人员或设备造成损伤，工作场地大量积水影响正常的生产工作，如果管道内被测介质为高温水时，对人身的伤害会更大。

2、工作中由于操作人员经验不足，或者忘记开启夹表器，就开始操作设备也会造成装置喷水问题，所以直接采用手转三位四通阀来控制执行器的安全隐患大，对操作人员的要求更高。

3、普通的夹表器都采用内推式的气缸执行器，图1是一种内推式的夹表器，液体和气体主要通过密封圈1进行密封隔离。但是，外部套管2和活塞3之间长期的摩擦，会造成密封圈1的磨损，气压在0.6Mpa的情况下，气体通过密封圈向液体管道4挤压造成安全隐患。因此，需要对夹表器进行定期检查。

发明内容

本发明解决的技术问题是提高水表检测装置的夹表器的安全性能。

一种带自锁装置的夹表器，其包括控制结构和夹表器主体，所述控制结构包括主进水阀、主进气管、换向阀和供电模块，所述夹表器主体包括进水管、安装于进水管外部的套管和连接进水管的气缸，所述换向阀连接气缸，所述换向阀包括连接主进气管的进气口，与大气导通的出气口、连接气缸的工作口和阀杆，所述阀杆控制换向阀的转换，阀杆包括两个控制位，分别为夹表控制位和退表控制位，所述工作口包括A口和B口，所述A口连接气缸的后腔体，所述B口连接气缸的前腔体，所述A口和气缸的后腔体之间并联有开关一；所述B口和所述气缸的前腔体之间串联有开关二，所述出气口连接有开关三；

所述开关一的另一端连接主进气管，所述主进气管还连接有开关四，所述进气口、开关一、开关四为并联，所述开关四连接主进水切断阀，所述开关一、开关二和开关三分别连接供电模块。

作为优选，所述控制结构还包括延时开关，所述延时开关包括开延时开关和关延时开关，所述供电模块包括电源和主开关，所述主开关连接开关一、开关二和开关三，所述开延时开关和关延时开关连接电源，所述开延时开关连接开关四，所述关延时开关连接主开关。

作为优选，所述气缸为外置双气缸，安装在进水管和套管外部左右两侧，且所述外置双气缸的活塞连接进水管。

作为优选，所述开关一、开关二和开关三为两位两通电磁阀，所述主开关为继电器，所述继电器控制两位两通电磁阀，所述开关四为两位五通电磁阀，其控制主进水阀。

作为优选，所述套管为密封导管，密封导管前端的内圆周设有密封圈，进水管通过所述密封圈部分连接于密封导管内。

作为优选，主进气管前端安装有压力开关，所述压力开关包括气压传感器和电磁阀。

一种带自锁装置的夹表器的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

校验开始的控制流程如下：

(1)换向阀的阀杆转到夹表控制位；

(2)接通电源；

(3)接通电源后，主开关闭合，开延时开关开始计时；

(4)主开关闭合后控制开关二和开关三闭合，开关一开启；

(5)开延时开关计时结束后控制开关四开启；

(6)开关四开启后控制主进水阀开启。

校验结束后的控制流程如下：

(1)断开电源；

(2)断开电源后，开延时开关复位，关延时开关开始计时；

(3)开延时开关复位后控制开关四复位，开关四复位后控制主进水阀关闭；

(4)关延时开关计时结束，关延时开关控制主开关复位；

(5)主开关复位后控制开关二和开关三开启，开关一闭合；

(6)换向阀的阀杆转到退表控制位。

本发明的有益效果为：

1、进水前通过两位两通电磁阀进行自锁控制，防止因操作员对换向阀的不当控制造成的气缸活塞回缩；检测过程中，通过开关一的通路对气缸进行持续加压，保持夹表的稳定性，防止气压不足造成的液体泄漏或者液体喷溅；检测完成后进行拆卸时，先关闭主进水阀，再通过关延迟开关进行延时后操作换向阀，防止在主进水阀未关闭时操作而导致的喷水现象。

2、采用外置双气缸，解决了内推式的气缸执行器的内部漏气问题，减小校验过程中的不确定因素，提高安全性。

3、采用外置双气缸，气缸外推的长度无限制，可以更好的达到不同情况的夹表要求。

4、夹表器控制自动化加强，减少人为控制，安全性增加的同时减少了劳动力。

附图说明

图1为内推式夹表器的结构示意图；

图2为实施例1的结构示意图；

图3为实施例2的结构示意图；

图4为夹表器主体的组装图。

具体实施例

图2和图4为实施例1：

一种带自锁装置的夹表器，其包括控制结构和夹表器主体，所述控制结构包括主进水阀5、主进气管6、换向阀和供电模块。夹表器主体包括进水管7、安装于进水管外部的套管8和连接进水管的气缸，套管前端内部设有两个O型密封圈，进水管的一部分伸入套管内，通过O型密封圈与套管密封连接。

该气缸为外置双气缸9，分别位于进水管和套管外部的左右两侧，外置双气缸的两个活塞通过一根横向推板11连接，并固定在进水管外部。

夹表器主体外部设有夹表器外壳、外壳挡板13和外壳底板14，夹表器主体固定在外壳底板上，进水管伸出外壳挡板，套管尾部为进水接入口15。其中，外置双气缸通过后支架16和前支架17固定。

换向阀为三位四通阀18，其连接外置双气缸。三位四通阀包括四个外接孔、阀芯、阀腔体和密封圈，四个外接孔为连接主进气管的进气口，与大气导通的出气口、连接外置双气缸的工作口和阀杆19。阀杆控制换向阀的转换，有三个停留位置：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。三位四通阀各个进出口字母标示为R口、A口、B口和IN口，阀杆Ⅰ位置时R-A相通、B-IN相通，阀杆Ⅰ位置为夹表控制位；阀杆Ⅱ位置时R-B相通、A-IN相通，阀杆Ⅱ位置为退表控制位；阀杆Ⅲ位置时各进出口均不通。

其中A口连接外置双气缸的后腔体20，B口连接外置双气缸的前腔体21。阀杆在Ⅰ位置时，压缩空气通过A口进入外置双气缸后腔体20，推动外置双气缸活塞和工作杆前行。由于外置双气缸前腔体21和B口连接，B口和IN口相通，此时，气缸前腔体和大气相通。阀杆在Ⅱ位置时供气方式为压缩空气从B口至外置双气缸前腔体，A口和IN相通，外置双气缸活塞后退。夹表器导管在气缸的作用下实现了伸缩功能，即活塞伸出时夹紧水表，缩回时拆卸水表。

A口和外置双气缸的后腔体之间并联有两位两通电磁阀C1；B口和气缸的前腔体之间串联有两位两通电磁阀C2，出气口IN口连接有两位两通电磁阀C3。

两位两通电磁阀C1的另一端连接主进气管，主进气管还连接有一个两位五通电磁阀。进气口、两位两通电磁阀C1、两位五通电磁阀22为并联，两位五通电磁阀控制主进水阀。

上述连接均通过通气导管连接，其中，在两位两通电磁阀C1打开的时候，主进气管可以通过两位两通电磁阀C1所在通路将气压送入外置双气缸。其中，两位两通电磁阀C1为常闭开关，两位两通电磁阀C2和两位两通电磁阀C3为常开开关。

本实施例中三通四位阀为手动三通四位阀，在其它实施例中也可以改用气动或者电动，通过控制系统可以自动控制夹表器的运行，具体控制流程如下：

进行校验：

1、将阀杆转换到阀杆Ⅰ位置，此时，R-A导通，B-IN导通，气体进入外置双气缸后腔体，外置双气缸的活塞伸出，夹紧水表；

2、系统控制接通电源；

3、接通电源后，两位两通电磁阀C1开启，气体可以从两位两通电磁阀C1处进入外置双气缸的后腔体。此时，即使阀杆位置不小心移动到位置Ⅲ后仍然会有气体输入后腔体，同时可以提高稳定性，使水表不易松动；

接通电源后，两位两通电磁阀C2和两位两通电磁阀C3闭合，外置双气缸的前腔体进气口被锁住，即使阀杆位置不小心移动到阀杆位置Ⅱ，外置双气缸的前腔体不会进气。

4、两位五通电磁阀得电开启，气体进入主进水阀，主进水阀开启，进水管进水。

校验完成后：

1、系统控制断开电源；

2、断开电源后，两位五通电磁阀失电复位，主进水阀关闭进水管；

3、断开电源后，两位两通电磁阀C1关闭；两位两通电磁阀C2和两位两通电磁阀C3开启；

4、将阀杆转换到Ⅱ位置，此时，B-R导通，A-IN导通，外置双气缸的活塞回缩复位。

图3为实施例2：

在实施例1中的结构中加入两个延时控制开关，分别为开延时开关和关延时开关；

供电模块包括电源23和继电器24，两位两通电磁阀C1、两位两通电磁阀C2和两位两通电磁阀C3均由继电器控制。开延时开关25和关延时开关26连接电源，开延时开关25连接两位五通电磁阀22，即两位五通电磁阀22通过开延时开关25连接电源23。关延时开关连接继电器24，继电器24连接电源。

加入两个延时控制开关的夹表器的控制方法包括如下步骤：

校验开始：

1、将阀杆转换到阀杆Ⅰ位置，R-A导通，B-IN导通，气体进入外置双气缸后腔体；

2、接通电源，继电器得电闭合，同时开延时开关开始计时；

3、继电器控制两位两通电磁阀C1开启，气体可以从两位两通电磁阀C1处进入外置双气缸的后腔体。此时，即使阀杆位置不小心移动到位置Ⅲ后仍然会有气体输入后腔体；

两位两通电磁阀C2和两位两通电磁阀C3闭合，外置双气缸的前腔体进气口被锁住，即使阀杆位置不小心移动到阀杆位置Ⅱ，外置双气缸的前腔体不会进气；

5、开延时开关计时结束，两位五通电磁阀得电开启，气体进入主进水阀，主进水阀开启进水管进水。

校验结束：

(1)系统控制电源断电；

(2)电源断电后，开延时开关复位，关延时开关开始计时；

(3)开延时开关复位后，控制两位五通电磁阀复位，主进水管关闭；

(4)关延时开关计时结束，继电器复位；

(5)继电器复位后，两位两通电磁阀C2和两位两通电磁阀C3开启，两位两通电磁阀C1闭合，自锁解除；

(6)换向阀的阀杆转到Ⅱ位置，此时，B-R导通，A-IN导通，外置双气缸的活塞回缩复位。

在实施例1和实施例2中，主进气管前端安装有压力开关27，该压力开关27包括压力传感器和与压力传感器连接的电磁阀，当传感器检测到压力超过范围时，电磁阀将关闭主进气口。

在上述实施例1和实施例2的基础上还可以增加其他控制开关和部件来增加夹表器的性能，除了在主进气管前安装压力开关外，还可以在进水管前加入水压开关。

本文所阐述到的控制流程均可以通过PLC控制程序进行自动控制，通过上述实施例1和实施例2的流程编写PLC控制程序，可以进一步实现夹表器的自动化控制。

以上所述仅为本发明实施的具体实例，并不可以用该实例限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带自锁装置的夹表器，其包括控制结构和夹表器主体，所述控制结构包括主进水阀、主进气管、换向阀和供电模块，所述夹表器主体包括进水管、安装于进水管外部的套管和连接进水管的气缸，所述换向阀连接气缸，所述换向阀包括连接主进气管的进气口，与大气导通的出气口、连接气缸的工作口和阀杆，所述阀杆控制换向阀的转换，阀杆包括两个控制位，分别为夹表控制位和退表控制位，其特征在于，所述工作口包括A口和B口，所述A口连接气缸的后腔体，所述B口连接气缸的前腔体，所述A口和气缸的后腔体之间并联有开关一；所述B口和所述气缸的前腔体之间串联有开关二，所述出气口连接有开关三；

所述开关一的另一端连接主进气管，所述主进气管还连接有开关四，所述进气口、开关一、开关四为并联，所述开关四连接主进水切断阀，所述开关一、开关二和开关三分别连接供电模块。

2.根据权利要求1所述的带自锁装置的夹表器，其特征在于，所述控制结构还包括延时开关，所述延时开关包括开延时开关和关延时开关，所述供电模块包括电源和主开关，所述主开关连接开关一、开关二和开关三，所述开延时开关和关延时开关连接电源，所述开延时开关连接开关四，所述关延时开关连接主开关。

3.根据权利要求1所述的带自锁装置的夹表器，其特征在于，所述气缸为外置双气缸，安装在进水管和套管外部左右两侧，且所述外置双气缸的活塞连接进水管。

4.根据权利要求2所述的带自锁装置的夹表器，其特征在于，所述开关一、开关二和开关三为两位两通电磁阀，所述主开关为继电器，所述继电器控制两位两通电磁阀，所述开关四为两位五通电磁阀，其控制主进水阀。

5.根据权利要求1或3所述的带自锁装置的夹表器，其特征在于，所述套管为密封导管，密封导管前端的内圆周设有密封圈，进水管通过所述密封圈部分连接于密封导管内。

6.根据权利要求1所述的带自锁装置的夹表器，其特征在于，主进气管前端安装有压力开关，所述压力开关包括气压传感器和电磁阀。

7.根据权利要求1或2所述的带自锁装置的夹表器的控制方法，其特征在于：

所述控制方法包括如下步骤：

校验开始的控制流程如下：

(1)换向阀的阀杆转到夹表控制位；

(2)接通电源；

(3)接通电源后，主开关闭合，开延时开关开始计时；

(4)主开关闭合后控制开关二和开关三闭合，开关一开启；

(5)开延时开关计时结束后控制开关四开启；

(6)开关四开启后控制主进水阀开启；

校验结束后的控制流程如下：

(1)断开电源；

(2)断开电源后，开延时开关复位，关延时开关开始计时；

(3)开延时开关复位后控制开关四复位，开关四复位后控制主进水阀关闭；

(4)关延时开关计时结束，关延时开关控制主开关复位；

(5)主开关复位后控制开关二和开关三开启，开关一闭合；

(6)换向阀的阀杆转到退表控制位。