CN107014629B - 净水器结构性能试验设备及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种净水器结构性能试验设备，包括水箱、变频水泵、压力桶和漏水检测装置，水箱、变频水泵、压力桶、第一开关泄压电磁阀和第一控制流量调压阀构成第一循环水路，试样净水器、进水阀组、第二开关泄压电磁阀和第二控制流量调压阀、水箱构成第二循环水路，水箱、变频水泵、开关进水电磁阀、第一压力传感器、进水阀组和试样净水器构成第三循环水路。本发明具有水压、水温控制精确，测试效率高，贴近实际工作情况，自动化程度高等特点，该设备可以很好的满足净水器结构性能试验的要求。
Description
技术领域
本发明涉及净水器结构性能检测技术领域，特别涉及净水器结构性能试验设备及试验方法。
背景技术
早些年净水器并没有国家标准，采用的是卫生许可批件制度。卫生许可批件制度只对出水水质、净水效率等进行规定，而不涉及净水器整机的电器安全、结构、环境试验等。针对这一情况，国家质检总局和标委会发布了GB/T30307-2013《家用和类似用途饮用水处理装置》标准，该标准对净水器产品提出了“结构要求”。主要包括结构设计、布局的合理性，结构性能试验等。结构设计和布局的合理性通过目视检查，而结构性能试验则需要专门的结构性能试验装置。
结构性能试验装置主要用于模拟净水器使用过程中可能出现的各种压力，如快速关闭龙头时在管路中产生的水锤现象产生的巨大压力对于净水器的影响、管路水压等。事实上，该项目的不合格会导致净水器在使用过程中容易出现漏水、甚至爆破。从调研看，漏水、爆破也是净水器产品非常严重的一个问题，产品退货的主要原因之一，是净水器使用中的一个硬伤，一直困扰着生产企业和消费者。
目前市面上销售的结构性能试验装置有两种，一种为结构简单、功能单一的液体压力测试设备，设备只提供测试所需水压，精度和功能都难以满足企业和检测机构的实际需求；一种为水锤试验机，相比于第一种功能更齐全，但仍存在着自动化程度不高，需要人工判定是否漏水，循环压力试验时无法保证每个循环的起始压力低于0.014MPa等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一台符合GB/T30307-2013标准要求的净水器结构性能试验设备，重点实现试验过程的自动化控制、易于操作的人机交互界面和设备的高效节能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种净水器结构性能试验设备，包括水箱、变频水泵、压力桶和漏水检测装置，水箱内设有加热器，水箱外部设有与水箱内部连通的制冷循环装置，水箱的出水端与变频水泵的输入端连接，变频水泵的输出端通过管路依序连通开关进水电磁阀、第一压力传感器和进水阀组后连接至试样进水器的进水端，试样净水器的检测端连接至漏水检测装置，试样净水器的纯净水出口端连接至水箱的进水端，试样净水器的废水出口端连接至排污接口，压力桶的增压输出端通过第一管道连接至变频水泵与开关进水电磁阀之间的管路上，第一管道上设有第二压力传感器和温度传感器，压力桶的泄压输出端通过第二管道连接至水箱的进水端，第二管道上依序设有第一开关泄压电磁阀和第一控制流量调压阀，第一压力传感器与进水阀组之间的连接管路通过第三管道连接至水箱的进水端，第三管道上依序设有第二开关泄压电磁阀和第二控制流量调压阀。
其中，进水阀组为6路进水阀组。
一种净水器结构性能试验设备的试验方法，包括以下测试步骤：
第一步，打开开关进水电磁阀，关闭第一开关泄压电磁阀和第二开关泄压电磁阀；
第二步，系统计时达到增压时限；
第三步，通过漏水检测装置检测试样净水器是否漏水；若是，系统报警，计数停止，测试结束；若否，进入下一步测试；
第四步，关闭开关进水电磁阀，打开第一开关泄压电磁阀和第二开关泄压电磁阀；
第五步，系统计时达到泄压时限；
第六步，通过漏水检测装置检测试样净水器是否漏水；若是，系统报警，计数停止，测试结束；若否，进入下一步测试；
第七步，累加计数；
第八步，系统判断是否达到循环检测次数；若是，计数停止，测试结束；若否，返回第一步进入循环测试。
进一步的，在所述测试步骤之前，还包括以下设备参数设定步骤：
第一步，设定压力桶水压、水温参数；
第二步，第一压力传感器和温度传感器达到设定的水压和水温参数值；
第三步，打开开关进水电磁阀，关闭第一开关泄压电磁阀和第二开关泄压电磁阀；
第四步，系统计时达到增压时限；
第五步，检测第一压力传感器是否达到增压检测阶段的设定压力；若是，进入下一步测试；若否，返回第一步从新设定参数值；
第六步，关闭开关进水电磁阀，打开第一开关泄压电磁阀和第二开关泄压电磁阀；
第七步，系统计时达到泄压时限；
第八步，检测第一压力传感器是否达到泄压检测阶段的设定压力；若是，参数设定结束；若否，返回第一步从新设定参数值。
其中，在所述参数设定步骤的第二步中，关闭开关进水电磁阀，打开第一开关泄压电磁阀，水箱、变频水泵、第一管道、压力桶和第二管道构成循环通路，以使压力桶内的水温达到设定的水温参数值，通过第一控制流量调压阀以使压力桶内的水压达到设定的水压参数值。
优选的，第二压力传感器和温度传感器用于监控压力桶中水压和水温，以控制变频水泵和水箱进行水压和水温调整。
进一步的，第一压力传感器用于监控试样净水器中水压的实时变化。
与现有技术相比本发明有益效果为：现有技术中，针对GB/T 30307-2013标准中的结构性能试验的设备严重不足。一方面由于GB/T 30307-2013标准并无对应的IEC标准，因此没有任何进口检测设备可供选择、比较；另一方面市场上仅有的几款国内制造商的同类产品多存在以下问题：水温控制、水压控制精度不足，稳定速度较慢；循环压力试验过程各项参数可控程度低，增压、泄压过程与实际情况不符；自动化程度不高，循环效率低，试验周期较长。通过针对性的设计，本设备较好地解决了上述问题。
1、可对温度、压力进行精准控制。水温通过制热、制冷的循环控制，保证了水箱中温度分布均匀。每个泄压阶段，通过变频水泵作用，使水箱、压力泵、压力桶中的水进行循环，使压力桶中的水温能够保持稳定，水温精度达到±1℃。压力的精准控制主要通过压力桶和变频水泵、第一开关泄压电磁阀共同作用实现。增压阶段通过压力桶保证净水器样品能达到标定的测试水压，由于压力桶容量较大，能够在增压过程中保证该设定压力的稳定。每个泄压阶段通过变频水泵和第一控制流量调压阀的配合，保证下一循环前压力桶内的水压的稳定，压力精度达到0.04MPa。
2、试验周期短，泄压曲线贴近实际情况。在泄压环节的设计上，通过第二流量调压阀保证试样净水器样品中水压快速、平稳地降至规定值以下，既保证了下一循环起始压力低于标定的测试水压值0.014MPa，同时也贴近净水器在使用中的实际情况，避免了水压过快下降，形成突变。本设备进行在泄压过程的同时，水箱、变频水泵、压力桶的循环水路运行，稳定下一循环压力桶中的水温水压，该设计既保证了对水温水压的精准控制，又缩短了循环周期，大大提高了测试效率。
3、6路进水阀组可同时试验，各路单独计数、报警。在测试水压相同的情况下，可同时进行6个净水器样品的结构性能试验。每路在测试过程中单独计时、计数，漏水监控可分辨出现漏水情况的样品机位，发出报警并单独终止该路测试，自动保存样品漏水时的时间、循环次数等数据。
该套设备已经研制完成，同市面上多数水压测试装置比较，本套设备对GB/T30307-2013标准的针对性强，自动化程度高，大大提高了检测效率。同时测试过程中对温度和压力的实时控制更为精准，检测结果准确，成本低廉。
附图说明
图1是本发明的结构原理的框图示意图。
图2是本发明的试验方法的流程图示意图。
图中:1、开关进水电磁阀；2、第二开关泄压电磁阀；3、第一控制流量电磁阀；4、第二控制流量电磁阀；5、第二压力传感器；6、第一压力传感器；7、第一开关泄压电磁阀；8、温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明所述的一种净水器结构性能试验设备，包括水箱、变频水泵、压力桶和漏水检测装置。
水箱内设有加热器，水箱外部设有与水箱内部连通的制冷循环装置，加热器与制冷循环装置配合使用，用于调节水箱内的水温至测试需求温度值。
水箱的出水端与变频水泵的输入端连接，变频水泵的输出端通过管路依序连通开关进水电磁阀1、第一压力传感器6和进水阀组后连接至试样进水器的进水端，试样净水器的纯净水出口端连接至水箱的进水端，变频水泵、试样净水器和水箱构成闭环循环水路，用于模拟净水器的实际使用环境，节水节能，第一压力传感器6用于监控试样净水器中水压的实时变化。试样净水器的废水出口端连接至排污接口，用于排放试样净水器的试验用水和废水。
试样净水器的检测端连接至漏水检测装置，漏水检测装置用于实时检测试样净水器在模拟使用环境下的漏水情况，最终得出试样净水器结构性能试验结果。
进一步的，压力桶的增压输出端通过第一管道连接至变频水泵与开关进水电磁阀1之间的管路上，第一管道上设有第二压力传感器5和温度传感器8，第二压力传感器5和温度传感器8用于监控压力桶中水压和水温，以控制变频水泵和水箱进行水压和水温调整。压力桶的泄压输出端通过第二管道连接至水箱的进水端，第二管道上依序设有第一开关泄压电磁阀7和第一控制流量调压阀3，第一压力传感器6与进水阀组之间的连接管路通过第三管道连接至水箱的进水端，第三管道上依序设有第二开关泄压电磁阀2和第二控制流量调压阀4。
水箱、变频水泵、压力桶、第一开关泄压电磁阀7和第一控制流量调压阀3构成第一循环水路，试样净水器、进水阀组、第二开关泄压电磁阀和第二控制流量调压阀、水箱构成第二循环水路，水箱、变频水泵、开关进水电磁阀1、第一压力传感器6、进水阀组和试样净水器构成第三循环水路。
如何保证试验过程中对水压的精准控制，实现施加给试样的水压变化快速、连续是净水器结构性能试验的关键问题。本试验设备通过硬件结构设计有效解决了这个问题。通过压力桶、变频水泵、第一开关泄压电磁阀7、第二开关泄压电磁阀2共同作用实现对水压的有效控制。预备阶段首先将达到设定温度的水通过变频水泵送入压力桶中达到设定压力。
其中，进水阀组为6路进水阀组，6路进水阀组可同时试验，各路单独计数、报警。在测试水压相同的情况下，可同时进行6个净水器样品的结构性能试验。每路在测试过程中单独计时、计数，漏水监控可分辨出现漏水情况的样品机位，发出报警并单独终止该路测试，自动保存样品漏水时的时间、循环次数等数据。
如图2所示，一种净水器结构性能试验设备的试验方法。
首先，包括以下设备参数设定步骤：第一步，设定压力桶水压、水温参数；第二步，第一压力传感器6和温度传感器8达到设定的水压和水温参数值；第三步，打开开关进水电磁阀1，关闭第一开关泄压电磁阀7和第二开关泄压电磁阀2；第四步，系统计时达到增压时限；第五步，检测第一压力传感器6是否达到增压检测阶段的设定压力；若是，进入下一步测试；若否，返回第一步从新设定参数值；第六步，关闭开关进水电磁阀1，打开第一开关泄压电磁阀7和第二开关泄压电磁阀2；第七步，系统计时达到泄压时限；第八步，检测第一压力传感器6是否达到泄压检测阶段的设定压力；若是，参数设定结束；若否，返回第一步从新设定参数值。
其次，包括以下测试步骤：第一步，打开开关进水电磁阀1，关闭第一开关泄压电磁阀7和第二开关泄压电磁阀2；第二步，系统计时达到增压时限；第三步，通过漏水检测装置检测试样净水器是否漏水；若是，系统报警，计数停止，测试结束；若否，进入下一步测试；第四步，关闭开关进水电磁阀1，打开第一开关泄压电磁阀7和第二开关泄压电磁阀2；第五步，系统计时达到泄压时限；第六步，通过漏水检测装置检测试样净水器是否漏水；若是，系统报警，计数停止，测试结束；若否，进入下一步测试；第七步，累加计数；第八步，系统判断是否达到循环检测次数；若是，计数停止，测试结束；若否，返回第一步进入循环测试。
标准要求：GB/T30307-2013中净水器产品结构性能试验包括了三个试验：静水压力试验、破裂压力试验和循环压力试验三项内容，用于模拟净水器产品在实际使用过程中可能出现的各种承压情况。
不同的试验，试验方法有较大的差异。试验过程中需要控制的参数不同，详见下表所示。
设备参数：水温调节范围：10℃～40℃；水温精度：±1℃；压力调节范围：0～3.00MPa；压力精度：0.04MPa；压力调节速度：0.1MPa/s～1.0 MPa/s；压力测量精度：0.5%；试验速率：MAX15次/分；循环次数：0～99万次任意设定；测试工位：6工位独立测试。
测试过程每一个循环分为增压和泄压两个阶段：
增压阶段，开关进水电磁阀1打开，第二开关泄压电磁阀2、第一开关泄压电磁阀7关闭，通过压力桶保证试样净水器能达到设定水压，由于压力桶容量较大，能够在增压过程中保证该设定压力的稳定。
泄压阶段，开关进水电磁阀1关闭，第二开关泄压电磁阀2、第一开关泄压电磁阀7打开，通过第二控制流量调压阀4保证试样净水器中水压快速、平稳地降至规定值以下，同时水箱、变频水泵、压力桶内的水形成循环，保证下一循环前压力桶内的水温稳定，通过变频水泵和第一控制流量调压阀3的配合，保证下一循环前压力桶内的水压稳定。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (7)
1.一种净水器结构性能试验设备，包括水箱、变频水泵、压力桶和漏水检测装置，水箱内设有加热器，水箱外部设有与水箱内部连通的制冷循环装置，水箱的出水端与变频水泵的输入端连接，变频水泵的输出端通过管路依序连通开关进水电磁阀（1）、第一压力传感器（6）和进水阀组后连接至试样净 水器的进水端，试样净水器的检测端连接至漏水检测装置，试样净水器的纯净水出口端连接至水箱的进水端，试样净水器的废水出口端连接至排污接口，其特征在于：压力桶的增压输出端通过第一管道连接至变频水泵与开关进水电磁阀（1）之间的管路上，第一管道上设有第二压力传感器（5）和温度传感器（8），压力桶的泄压输出端通过第二管道连接至水箱的进水端，第二管道上依序设有第一开关泄压电磁阀（7）和第一控制流量调压阀（3），第一压力传感器（6）与进水阀组之间的连接管路通过第三管道连接至水箱的进水端，第三管道上依序设有第二开关泄压电磁阀（2）和第二控制流量调压阀（4）。
2.根据权利要求1所述的净水器结构性能试验设备，其特征在于：进水阀组为6路进水阀组。
3.一种如权利要求1所述的净水器结构性能试验设备的试验方法，其特征在于，包括以下测试步骤：
第一步，打开开关进水电磁阀（1），关闭第一开关泄压电磁阀（7）和第二开关泄压电磁阀（2）；
第二步，系统计时达到增压时限；
第三步，通过漏水检测装置检测试样净水器是否漏水；若是，系统报警，计数停止，测试结束；若否，进入下一步测试；
第四步，关闭开关进水电磁阀（1），打开第一开关泄压电磁阀（7）和第二开关泄压电磁阀（2）；
第五步，系统计时达到泄压时限；
第六步，通过漏水检测装置检测试样净水器是否漏水；若是，系统报警，计数停止，测试结束；若否，进入下一步测试；
第七步，累加计数；
第八步，系统判断是否达到循环检测次数；若是，计数停止，测试结束；若否，返回第一步进入循环测试。
4.根据权利要求3所述的净水器结构性能试验设备的试验方法，其特征在于，在所述测试步骤之前，还包括以下设备参数设定步骤：
第一步，设定压力桶水压、水温参数；
第二步，第一压力传感器（6）和温度传感器（8）达到设定的水压和水温参数值；
第三步，打开开关进水电磁阀（1），关闭第一开关泄压电磁阀（7）和第二开关泄压电磁阀（2）；
第四步，系统计时达到增压时限；
第五步，检测第一压力传感器（6）是否达到增压检测阶段的设定压力；若是，进入下一步测试；若否，返回第一步从新设定参数值；
第六步，关闭开关进水电磁阀（1），打开第一开关泄压电磁阀（7）和第二开关泄压电磁阀（2）；
第七步，系统计时达到泄压时限；
第八步，检测第一压力传感器（6）是否达到泄压检测阶段的设定压力；若是，参数设定结束；若否，返回第一步从新设定参数值。
5.根据权利要求4所述的净水器结构性能试验设备的试验方法，其特征在于，在所述参数设定步骤的第二步中，关闭开关进水电磁阀（1），打开第一开关泄压电磁阀（7），水箱、变频水泵、第一管道、压力桶和第二管道构成循环通路，以使压力桶内的水温达到设定的水温参数值，通过第一控制流量调压阀（3）以使压力桶内的水压达到设定的水压参数值。
6.根据权利要求5所述的净水器结构性能试验设备的试验方法，其特征在于，第二压力传感器（5）和温度传感器（8）用于监控压力桶中水压和水温，以控制变频水泵和水箱进行水压和水温调整。
7.根据权利要求3所述的净水器结构性能试验设备的试验方法，其特征在于，第一压力传感器（6）用于监控试样净水器中水压的实时变化。
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