CN106768679A - 一种涡轮增压器水冷腔密封性检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于涡轮增压技术领域，具体涉及一种涡轮增压器水冷腔密封性检测系统及方法。技术方案如下：包括机架、水槽、夹紧机构、升降机构、检测机构、控制机构、气压调节机构、气体管道和压缩空气源，所述升降机构包括第二气缸、连接架和移动平台，第二气缸设置在所述机架上部，所述连接架设置在所述机架下部并与第二气缸的第二活塞杆连接在一起，所述移动平台与所述连接架安装在一起，所述夹紧机构和检测机构安装在所述移动平台上；所述水槽设置在所述移动平台下方；所述压缩空气源通过所述气体管道与所述夹紧机构、升降机构和检测机构连通，所述气压调节机构安装在所述气体管道上进行气压调节，所述控制机构负责控制系统的工作状态。本发明使得涡轮增压器水冷腔密封性的检测的速度大为提高，有力地提高单位时间生产率。

Description

一种涡轮增压器水冷腔密封性检测系统及方法

技术领域

本发明属于涡轮增压技术领域，具体涉及一种涡轮增压器水冷腔密封性检测系统及方法。

背景技术

涡轮增压器越来越广泛地应用到各种发动机上，尤其是汽油机和防爆等特殊环境下的发动机上。在汽油机上，汽油机的出排气温度达到600℃以上，甚至1000℃左右，超出很多材料的使用温度极限；所以，汽油机涡轮增压器的中间体上设置水冷腔，以带走热量，把增压器部件的温度降低到材料工作温度允许的范围内，从而提高增压器的可靠性。在矿山等危险粉尘较多的环境下使用的发动机上需要进行防爆设计，相应涡轮增压器的涡壳及中间体等部件需要设置水冷腔，把增压器表面的温度降低到发动机工作环境所允许的范围内。

在制造增压器中间体和涡轮壳等带水冷腔的部件过程中，为保证质量，需要对中间体和涡轮壳等部件的水冷腔的密封性进行检测。密封性好的部件，工作时水冷腔内部的冷却水不能泄露。

目前，在增压器中间体等部件的水冷腔密封性检测的方法中，没有统一认可的方法，各厂家均是用自制的设备进行增压器部件水冷腔密封性的检测。各种方法中，存在检测效果差、检测速度慢及耗费较高等突出问题，需要进一步探索中间体和涡轮壳等部件水冷腔密封性的检测途径，开发更高效的设备和方法。

发明内容

本发明提供一种涡轮增压器水冷腔密封性检测系统及方法，使得涡轮增压器水冷腔密封性的检测的速度大为提高，有力地提高单位时间生产率。

本发明的技术方案如下：

一种涡轮增压器水冷腔密封性检测系统，包括机架、水槽、夹紧机构、升降机构、检测机构、控制机构、气压调节机构、气体管道和压缩空气源，所述升降机构包括第二气缸、连接架和移动平台，第二气缸设置在所述机架上部，所述连接架设置在所述机架下部并与第二气缸的第二活塞杆连接在一起，所述移动平台与所述连接架安装在一起，所述夹紧机构和检测机构安装在所述移动平台上；所述水槽设置在所述移动平台下方；所述压缩空气源通过所述气体管道与所述夹紧机构、升降机构和检测机构连通，所述气压调节机构安装在所述气体管道上进行气压调节，所述控制机构负责控制系统的工作状态。

所述的涡轮增压器水冷腔密封性检测系统，其中所述夹紧机构包括第一气缸、第一活塞杆、第一夹紧块和第一橡胶垫；所述检测机构包括第二夹紧块、第二橡胶垫和检测出气口；所述气压调节机构包括第一气压调节阀、第二气压调节阀及第三气压调节阀；所述控制机构包括转换按钮、自动档启停按钮、系统启动按钮、系统停止按钮、集成控制单元、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一气缸控制开关、第二气缸控制开关和检测气流开关；所述气体管道包括系统总气路、夹紧机构气路、升降机构气路和检测机构气路。

所述的涡轮增压器水冷腔密封性检测系统，其中所述第一气缸为双作用式气缸，第二气缸为带恢复弹簧的单作用式气缸；所述转换按钮设有手动档和自动档两个档位；所述自动档启停按钮用于控制自动档时系统工作的进行和停止；所述第一电磁阀为两位三通电磁阀；所述第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀均为常闭两位两通电磁阀；所述第一气缸控制开关与第二气缸控制开关均为踏板式开关；所述检测气流开关为手柄式开关；所述第一气缸横向布置在移动平台下部的右边，所述第一气缸的第一活塞杆端部连接第一夹紧块，第一夹紧块端面上设置第一橡胶垫；所述第一气压调节阀控制进入第一气缸的气压，第一电磁阀控制第一气缸工作，第一气缸带动第一夹紧块和第一橡胶垫做左右横向移动；所述第二气缸竖直布置在所述机架上，所述第二气缸的第二活塞杆向下其端部与所述连接架相连；所述第二气压调节阀控制进入第二气缸的气压，第二电磁阀控制第二气缸工作，第二气缸带动移动平台做上下升降移动；所述第二夹紧块设置在移动平台下部的左边，第二夹紧块端面设置第二橡胶垫；所述第二夹紧块和第二橡胶垫内部设置有检测机构气路，且在第二橡胶垫工作端面处设有检测出气孔；所述第三气压调节阀控制所述检测出气孔的气压，第三电磁阀控制所述检测出气孔气流的流通和关闭；第四电磁阀安装在所述系统总气路上，所述系统启动按钮带有绿色指示灯并控制第四电磁阀连通和电源进入系统，使得系统总气路开通和各工作电器元件通电；所述系统停止按钮带有红色指示灯，控制第四电磁阀关闭和系统电源的断开，使得系统总气路断开和各工作电器元件断电；所述集成控制单元包括计时器、触发器、计数器、组合电路开关及相应连接电路，所述集成控制单元用于连接显示器；所述转换按钮用于手动操作与自动操作之间的转换。

所述的涡轮增压器水冷腔密封性检测系统，其优选方案为，所述移动平台底部设置有均匀分布的透水孔。

一种涡轮增压器水冷腔密封性检测方法，利用上述的涡轮增压器水冷腔密封性检测系统进行检测，具体包括如下步骤：

(1)将带有水冷腔的涡轮增压器工件的水冷腔进出口一侧紧靠在第二橡胶垫的工作端面上，所述工件的另一侧朝向第一橡胶垫的工作端面；所述水槽装有用于检测的水；所述转换按钮处于手动挡时，所述自动挡启停按钮处于不能用状态；此时，所述第一气缸控制开关控制第一电磁阀，所述第二气缸控制开关控制第二电磁阀，所述检测气流开关控制第三电磁阀；

(2)当所述第一气缸控制开关被触发，第一气缸带动第一夹紧块和第一橡胶垫向左移动并夹紧工件；然后，所述第二气缸控制开关被触发并处于触发状态，压缩气流进入第二气缸，第二气缸带动移动平台向下运动，夹紧的所述工件被置于水中；接着，检测气流开关被置于打开状态，检测压缩空气从检测出气孔流出并进入所述工件水冷腔内部；查看水槽中的水是否有稳定的气泡产生，若有稳定的气泡产生，判断所述工件水冷腔的密封性不合格，若没有稳定的气泡产生，则判断所述工件水冷腔密封性合格；

(3)所述工件密封性得到判断之后释放所述工件；释放所述工件时，首先，使所述检测气流开关被置于关闭状态，切断检测出气孔气流；然后，使所述第二气缸控制开关恢复为未触发状态，使进入第二气缸的气流被切断，移动平台在第二气缸恢复弹簧的作用下向上运动，最终使移动平台和所述工件回复检测之前的高度；接着，所述第一气缸控制开关再次被触发，第一气缸进气方向被切换，第一气缸带动第一夹紧块和第一橡胶垫向右移动并远离所述工件，所述工件被释放并被移开，一个手动操作检测过程完成；

(4)所述转换按钮处于自动挡时，所述第一气缸控制开关、第二气缸控制开关及检测气流开关均为不能用状态，此时，所述自动挡启停按钮用于控制系统自动工作的开始和停止，所述显示器显示系统自动工作过程中已检测的所述工件数目，除了所述工件的安放和移开之外，依次进行所述工件的夹紧、移动平台的下移、检测气体的流通与关闭、移动平台的上升及所述工件释放的步骤均在集成控制单元的控制下自动完成。

本发明的有益效果为：本发明的检测系统和方法具有检测速度快、检测更可靠、气源耗费少的优点，使用操作更便捷、更安全。本发明的系统即可单独使用，也可以集成到生产线中，与自动化生产线的作业节奏相统一。

附图说明

图1为涡轮增压器水冷腔密封性检测系统结构示意图；

图2为移动平台的仰视图；

图3为涡轮增压器水冷腔密封性检测系统检测工件的示意图。

图中标记：1、第一气缸，101、第一活塞杆，102、第一夹紧块，103、第一橡胶垫，2、第二气缸，201、第二活塞杆，3、第二夹紧块，301第二橡胶垫，302、检测出气口，303、检测机构管道，4、第一气缸控制开关，5、第二气缸控制开关，6、检测气流开关，7、第一气压调节阀，8、第二气压调节阀，9、第三气压调节阀，10、第一电磁阀，11、第二电磁阀，12、第三电磁阀，13、第四电磁阀，14、移动平台，15、透水孔，16、连接架，17、水槽，18、系统启动按钮，19、系统停止按钮，20、系统总气路，21、转换按钮，22、自动挡启停按钮，23、集成控制单元，24、机架，25、水。

具体实施方式

如图1-3所示，一种涡轮增压器水冷腔密封性检测系统，包括：机架24，夹紧机构，升降机构，检测机构，控制机构，气压调节机构，气体管道和压缩空气源；夹紧机构包括第一气缸1、第一活塞杆101、第一夹紧块102、第一橡胶垫103；检测机构包括第二夹紧块3、第二橡胶垫301、检测出气口302；升降机构包括第二气缸2、第二活塞杆201、连接架16、移动平台14；检测机构和夹紧机构设置在移动平台14下部；控制机构包括转换按钮21、自动档启停按钮22、系统启动按钮18、系统停止按钮19、集成控制单元23、第一电磁阀10、第二电磁阀11、第三电磁阀12、第四电磁阀13、第一气缸控制开关4、第二气缸控制开关5、检测气流开关6；气压调节机构包括第一气压调节阀7、第二气压调节阀8及第三气压调节阀9；水槽17设置在移动平台14下部。

所述第一气缸1为双作用式气缸，第二气缸2为带恢复弹簧的单作用式气缸；所述转换按钮21设有手动档和自动档两个档位；所述自动档启停按钮22用于控制自动档时系统工作的进行和停止；所述第一电磁阀10为两位三通电磁阀；所述第二电磁阀11、第三电磁阀12和第四电磁阀13均为常闭两位两通电磁阀；所述第一气缸控制开关4与第二气缸控制开关5均为踏板式开关；所述检测气流开关6为手柄式开关；所述移动平台14底部设置有均匀分布的透水孔15，移动平台14上部通过连接架16与第二活塞杆201相连。

所述系统启动按钮18带有绿色指示灯，控制第四电磁阀13连通和电源进入系统，使得系统总气路20开通和各工作电器元件通电，同时系统启动按钮18的绿色指示灯工作；所述系统停止按钮19带有红色指示灯，控制第四电磁阀13关闭和系统电源的断开，使得系统总气路断开和各工作电器元件断电，同时系统停止按钮19的红色指示灯工作；所述系统总气路20在第四电磁阀13之后分为三路，分别通往夹紧机构、升降机构及检测机构。

所述第一气缸1横向布置在移动平台14下部的右边，属于第一气缸1的第一活塞杆101端部连接第一夹紧块102，第一夹紧块102端面上设置第一橡胶垫103；所述第一气压调节阀7控制进入第一气缸1的气压，第一电磁阀10控制第一气缸1工作，第一气缸1带动第一夹紧块102和第一橡胶垫103做左右横向移动。

所述第二气缸2竖直布置在系统的机架24上，且属于第二气缸2的第二活塞杆201向下；所述第二活塞杆201端部与连接架16相连；所述第二气压调节阀8控制进入第二气缸2的气压，第二电磁阀11控制第二气缸2工作，第二气缸2带动移动平台14做上下升降移动。

所述第二夹紧块3设置在移动平台14下部的左边，第二夹紧块3端面设置第二橡胶垫301；所述第二夹紧块3和第二橡胶垫301内部设置有检测机构管道303，且在第二橡胶垫301工作端面处设有检测出气口302；所述第三气压调节阀9控制检测出气口302的气压，第三电磁阀12控制检测出气口302气流的流通和关闭。

所述集成控制单元23由计时器、触发器、计数器、组合电路开关及相应连接电路组成，所述集成控制单元23连接显示器24；所述转换按钮21用于手动操作与自动操作之间的转换。

其工作过程如下：

系统工作前，打开系统启动按钮18，绿色指示灯工作，各机构通电通气，系统进入工作前的准备状态。

操作人员将带有水冷腔的涡轮增压器工件的水冷腔进出口一侧紧靠在第二橡胶垫301的工作端面上，工件的另一侧朝向第一橡胶垫103的工作端面；所述水槽17装有用于检测密封性的水25。

所述转换按钮21处于手动档时，所述自动档启停按钮22处于不能用状态；此时，所述第一气缸控制开关4控制第一电磁阀10，所述第二气缸控制开关5控制第二电磁阀11，所述检测气流开关6控制第三电磁阀12。

当所述第一气缸控制开关4被触发，第一气缸1带动第一夹紧块102和第一橡胶垫103向左移动并夹紧工件；然后，所述第二气缸控制开关5被触发并处于触发状态，压缩气流进入第二气缸2，第二气缸2带动移动平台14向下运动，夹紧的工件被置于水25中；接着，检测气流开关6被置于打开状态，检测压缩空气从检测出气口302流出并进入工件水冷腔内部；查看水槽17中的水25是否有稳定的气泡产生，若有稳定的气泡产生，判断工件水冷腔的密封性不合格，若没有稳定的气泡产生，则判断工件水冷腔密封性合格。

工件密封性得到判断之后，需要释放工件；释放工件时，首先，使所述检测气流开关6被置于关闭状态，切断检测出气口302气流；然后，使所述第二气缸控制开关5恢复为未触发状态，使进入第二气缸2的气流被切断，移动平台14在第二气缸2恢复弹簧的作用下向上运动，最终使移动平台14和工件回复检测之前的高度；接着，所述第一气缸控制开关4再次被触发，第一气缸1进气方向被切换，第一气缸1带动第一夹紧块102和第一橡胶垫103向右移动并远离工件，工件被释放并被移开，一个手动操作检测过程完成。

一个手动操作检测过程完成后系统回到准备状态，如果需要停止工作，打开系统停止按钮19，红色指示灯工作，各机构断电断气，系统进入关机状态。

当系统计入准备状态时，将上述转换按钮21调至自动档，系统进入自动连续工作状态。

所述转换按钮21处于自动档时，所述第一气缸控制开关4、第二气缸控制开关5及检测气流开关6均为不能用状态。此时，所述自动档启停按钮22用于控制系统自动工作的开始和停止，所述显示器24显示系统自动工作过程中已检测的工件数目。

启动自动挡启停按钮22，在集成控制单元23的控制下，系统依次进行工件的夹紧、移动平台的下移、检测气体的流通与关闭、移动平台的上升及工件释放步骤。

除了工件的安放和移开之外，系统自动工作过程中，操作人员仅在检测前将工件安放在夹紧块之间和检测后移开工件，不需要操作第一气缸控制开关4、第二气缸控制开关5及检测气流开关6。

再按一次自动档启停按钮22，系统结束自动工作过程，系统处于自动档准备状态；将转换按钮21调至手动档时，系统恢复至手动档准备状态。

以上是对本发明进行的说明，本发明具体实现并不受限于上述说明；对于本领域内的相关人员会识别本文所公开的具体实施例的改进或代替，均是在本发明的精神和范围内的。

Claims (5)

1.一种涡轮增压器水冷腔密封性检测系统，其特征在于，包括机架、水槽、夹紧机构、升降机构、检测机构、控制机构、气压调节机构、气体管道和压缩空气源，所述升降机构包括第二气缸、连接架和移动平台，第二气缸设置在所述机架上部，所述连接架设置在所述机架下部并与第二气缸的第二活塞杆连接在一起，所述移动平台与所述连接架安装在一起，所述夹紧机构和检测机构安装在所述移动平台上；所述水槽设置在所述移动平台下方；所述压缩空气源通过所述气体管道与所述夹紧机构、升降机构和检测机构连通，所述气压调节机构安装在所述气体管道上进行气压调节，所述控制机构负责控制系统的工作状态。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器水冷腔密封性检测系统，其特征在于，所述夹紧机构包括第一气缸、第一活塞杆、第一夹紧块和第一橡胶垫；所述检测机构包括第二夹紧块、第二橡胶垫和检测出气口；所述气压调节机构包括第一气压调节阀、第二气压调节阀及第三气压调节阀；所述控制机构包括转换按钮、自动档启停按钮、系统启动按钮、系统停止按钮、集成控制单元、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一气缸控制开关、第二气缸控制开关和检测气流开关；所述气体管道包括系统总气路、夹紧机构气路、升降机构气路和检测机构气路。

3.根据权利要求2所述的涡轮增压器水冷腔密封性检测系统，其特征在于，所述第一气缸为双作用式气缸，第二气缸为带恢复弹簧的单作用式气缸；所述转换按钮设有手动档和自动档两个档位；所述自动档启停按钮用于控制自动档时系统工作的进行和停止；所述第一电磁阀为两位三通电磁阀；所述第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀均为常闭两位两通电磁阀；所述第一气缸控制开关与第二气缸控制开关均为踏板式开关；所述检测气流开关为手柄式开关；所述第一气缸横向布置在移动平台下部的右边，所述第一气缸的第一活塞杆端部连接第一夹紧块，第一夹紧块端面上设置第一橡胶垫；所述第一气压调节阀控制进入第一气缸的气压，第一电磁阀控制第一气缸工作，第一气缸带动第一夹紧块和第一橡胶垫做左右横向移动；所述第二气缸竖直布置在所述机架上，所述第二气缸的第二活塞杆向下其端部与所述连接架相连；所述第二气压调节阀控制进入第二气缸的气压，第二电磁阀控制第二气缸工作，第二气缸带动移动平台做上下升降移动；所述第二夹紧块设置在移动平台下部的左边，第二夹紧块端面设置第二橡胶垫；所述第二夹紧块和第二橡胶垫内部设置有检测机构气路，且在第二橡胶垫工作端面处设有检测出气孔；所述第三气压调节阀控制所述检测出气孔的气压，第三电磁阀控制所述检测出气孔气流的流通和关闭；第四电磁阀安装在所述系统总气路上，所述系统启动按钮带有绿色指示灯并控制第四电磁阀连通和电源进入系统，使得系统总气路开通和各工作电器元件通电；所述系统停止按钮带有红色指示灯，控制第四电磁阀关闭和系统电源的断开，使得系统总气路断开和各工作电器元件断电；所述集成控制单元包括计时器、触发器、计数器、组合电路开关及相应连接电路，所述集成控制单元用于连接显示器；所述转换按钮用于手动操作与自动操作之间的转换。

4.根据权利要求1所述的涡轮增压器水冷腔密封性检测系统，其特征在于，所述移动平台底部设置有均匀分布的透水孔。

5.一种涡轮增压器水冷腔密封性检测方法，其特征在于，利用如权利要求1-4之一所述的涡轮增压器水冷腔密封性检测系统进行检测，具体包括如下步骤：

(1)将带有水冷腔的涡轮增压器工件的水冷腔进出口一侧紧靠在第二橡胶垫的工作端面上，所述工件的另一侧朝向第一橡胶垫的工作端面；所述水槽装有用于检测的水；所述转换按钮处于手动挡时，所述自动挡启停按钮处于不能用状态；此时，所述第一气缸控制开关控制第一电磁阀，所述第二气缸控制开关控制第二电磁阀，所述检测气流开关控制第三电磁阀；

(2)当所述第一气缸控制开关被触发，第一气缸带动第一夹紧块和第一橡胶垫向左移动并夹紧工件；然后，所述第二气缸控制开关被触发并处于触发状态，压缩气流进入第二气缸，第二气缸带动移动平台向下运动，夹紧的所述工件被置于水中；接着，检测气流开关被置于打开状态，检测压缩空气从检测出气孔流出并进入所述工件水冷腔内部；查看水槽中的水是否有稳定的气泡产生，若有稳定的气泡产生，判断所述工件水冷腔的密封性不合格，若没有稳定的气泡产生，则判断所述工件水冷腔密封性合格；

(3)所述工件密封性得到判断之后释放所述工件；释放所述工件时，首先，使所述检测气流开关被置于关闭状态，切断检测出气孔气流；然后，使所述第二气缸控制开关恢复为未触发状态，使进入第二气缸的气流被切断，移动平台在第二气缸恢复弹簧的作用下向上运动，最终使移动平台和所述工件回复检测之前的高度；接着，所述第一气缸控制开关再次被触发，第一气缸进气方向被切换，第一气缸带动第一夹紧块和第一橡胶垫向右移动并远离所述工件，所述工件被释放并被移开，一个手动操作检测过程完成；

(4)所述转换按钮处于自动挡时，所述第一气缸控制开关、第二气缸控制开关及检测气流开关均为不能用状态，此时，所述自动挡启停按钮用于控制系统自动工作的开始和停止，所述显示器显示系统自动工作过程中已检测的所述工件数目，除了所述工件的安放和移开之外，依次进行所述工件的夹紧、移动平台的下移、检测气体的流通与关闭、移动平台的上升及所述工件释放的步骤均在集成控制单元的控制下自动完成。