CN107381129A - 一种合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件，其特征在于包括：堆叠设置上环形圈体和下环形圈体，上环形圈体上端面自内向外依次设置内环形回流槽、环形表面冷却槽、外环形回流槽，上环形圈体上端面最外侧设呈环形分布的吸盘容纳腔，吸盘容纳腔内安装有可活动的且配备有机械限位装置的真空吸盘。本发明的优点在于：利用覆膜组件与翻转组件、抽真空系统配合顺利实现自动覆膜，无需人工进行测试膜的安装，提高测试系统演示的安全系数；且爆燃测试时真空吸盘不工作，提升真空吸盘、抽真空系统使用寿命。

Description

一种合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件

领域

本发明涉及一种合金钢焊接气体测试系统，特别涉及一种合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件。

背景技术

有限空间，是指封闭或者部分封闭，与外界相对隔离，出入口较为狭窄，作业人员不能长时间在内工作，自然通风不良，易造成有毒有害、易燃易爆物质积聚或者氧含量不足的空间。通常，作业人员对有限空间概念的陌生，以致于根本无法认清相应空间存在的危害性，使得在有限空间内作业出现事故的发生率较高。

随着工业化的不断发展，对于有限空间作业安全的要求也越来越高，能够对作业人员进行现场有限空间爆燃模拟，并能够连续展示爆燃危害的测试系统随之诞生。目前的合金钢焊接气体爆燃测试系统主要包括顶端开口的爆燃箱(有限空间)、供气系统、点火系统，由供气系统将可燃气体导入爆燃箱，在爆燃箱顶部覆盖测试膜，通过爆燃箱内的点火系统点燃气体造成爆燃，利用爆燃产生的气体冲击测试膜实现爆燃危害的展示。

在进行每次爆燃测试后，都需要人工用手将新的测试膜重新覆盖至爆燃箱的顶端开口上，不但延长了演示周期，无法实现连续的爆燃演示，且人工操作存在一定的安全隐患；而应用目前已知的抽真空技术来进行测试膜自动吸附时，主要存在以下问题：

(1)用于测试膜吸附的真空吸盘由于材料限制，无法使用硅橡胶类长期在高温中使用的材质，其在频繁收到气体爆燃的冲击和高温影响后，易造成真空吸盘变形，无法正常吸附；

(2)为了避免测试膜在爆燃测试前偏离位置，真空吸盘及其抽真空系统需要持续进行工作，其使得爆燃产生的高温和冲击还会进入与真空吸盘连接的抽真空系统，在一定程度上影响抽真空系统的稳定运行和使用寿命。

因此，研发一种能够自动吸附测试膜且工作稳定可靠的合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于真空吸盘的合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件，无需人工操作覆盖测试膜，且不易损坏真空吸盘和抽真空系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件，其创新点在于：包括

一上环形圈体，限定上环形圈体的一侧端面为上端面，另一侧端面为下端面，上环形圈体中靠近内圈圆周面的一侧为内圈侧，靠近外圈圆周面的一侧为外圈侧；

所述上环形圈体上端面设置有一沿上环形圈体圆周方向延伸的环形表面冷却槽，该环形表面冷却槽的宽度为1.5～2.2mm，所述环形表面冷却槽的内圈侧和外圈侧分别设置有与其同心的内环形回流槽和外环形回流槽，且环形表面冷却槽、内环形回流槽、外环形回流槽均为贯通上环形圈体上、下端面的通槽；

所述上环形圈体的上端面还设置有若干以上环形圈体圆心为中心呈环形分布的吸盘容纳腔，所述吸盘容纳腔位于上环形圈体的外圆周面与外环形回流槽之间，所述吸盘容纳腔内安装有可伸出上环形圈体上端面或缩回上环形圈体内的真空吸盘；

所述上环形圈体的外圈圆周面上开有若干与吸盘容纳腔对应且导通的限位安装孔，在限位安装孔内安装有可伸入吸盘容纳腔或缩回限位安装孔的机械限位装置；

一有上环形圈体对应且同轴堆叠设置的下环形圈体，限定下环形圈体中紧贴上环形圈体的一侧端面为上端面，另一侧端面为下端面；

所述下环形圈体上端面设置有一沿下环形圈体圆周方向延伸的环形真空腔，该环形真空腔与呈环形分布的吸盘容纳腔对应，且环形真空腔同时与各吸盘容纳腔的底端连通，在下环形圈体的外圆周面上安装有与环形真空腔连通的抽真空接头；

所述下环形圈体的上端面还设置有一给水通道，该给水通道的一端延伸至下环形圈体的上端面并与环形表面冷却槽的底部连通，给水通道的另一端与安装在下环形圈体外圆周面上的给水接头连通；

所述下环形圈体的上端面还设置有一回水通道，该回水通道的一端连接两回水支流道，两回水支流道另一端均延伸至下环形圈体的上端面并分别与内环形回流槽、外环形回流槽的底部连通，回水通道的另一端与安装在下环形圈体外圆周面上的回水接头连通。

优选的，所述环形表面冷却槽上端槽口与内环形回流槽之间设置有内导流斜坡，且该内导流斜坡沿上环形圈体的直径方向自环形表面冷却槽上端槽口向内环形回流槽上端槽口向下倾斜；所述环形表面冷却槽上端槽口与外环形回流槽之间设置有外导流斜坡，且该外导流斜坡沿上环形圈体的直径方向自环形表面冷却槽上端槽口向外环形回流槽上端槽口向下倾斜。

优选的，所述吸盘容纳腔包括自上环形圈体的上端面向下端面依次设置连通的圆台状上限位孔段、滑动配合孔段、圆台状下限位孔段和稳定部容纳孔段；圆台状上限位孔段的小端以及圆台状下限位孔段的小端分别与滑动配合孔段的上、下端连通；圆台状上限位孔段的大端内径记做R21，圆台状上限位孔段的小端内径记做R22，滑动配合孔段内径记做R23，圆台状下限位孔段的小端内径记做R24，圆台状下限位孔段的大端内径记做R25，稳定部容纳孔段的内径记做R26，R22＝R23＝R24＜R25＜R21＜R26；所述真空吸盘包括可与圆台状上限位孔段相配的碗状吸盘部，嵌入滑动配合孔段内并与滑动配合孔段滑动配合的滑动部，可与圆台状下限位孔段相配的限位锥部，以及嵌入稳定部容纳孔段内并与稳定部容纳孔段滑动配合的稳定部，所述碗状吸盘部、滑动部、限位锥部和稳定部依次连接形成一个整体，且滑动部长度大于滑动配合孔段长度；

所述真空吸盘在吸盘容纳腔内能够被定位至第一位置和第二位置，在第一位置，所述真空吸盘的碗状吸盘部外侧面紧贴住圆台状上限位孔段的内壁，且碗状吸盘部完全位于吸盘容纳腔的圆台状上限位孔段内；在第二位置，所述真空吸盘的限位锥部外侧面紧贴住圆台状下限位孔段的内壁，碗状吸盘部的上端伸出上环形圈体的上端面，圆台状下限位孔段和稳定部容纳孔段之间形成的台阶面与环形稳定部之间具有一个1～2mm的间隙。

优选的，所述机械限位装置包括

一机械限位壳体，该机械限位壳体为多台阶回转体结构，限定机械限位壳体在沿多台阶回转体结构的轴线方向上的一端为第一端，另一端为第二端，

在沿机械限位壳体多台阶回转体结构的轴线方向上，所述机械限位壳体外表面自第一端向第二端依次设有第一连接段、主体段和第二连接段，在第一连接段上设有用于安装机械限位的外螺纹结构，主体段上靠近第一连接段的一侧螺纹连接有锁紧螺母；第一连接段的外径记做R1，主体段的外径记做R2，第二连接段的外径记做R3，R1≤R3＜R2；

机械限位壳体的中心开有贯通的多台阶孔腔，在沿机械限位壳体多台阶回转体结构的轴线方向上，所述多台阶孔腔自第一端向第二端依次为第一圆柱腔、锥形过渡腔、第二圆柱腔和第三圆柱腔，第三圆柱腔的内壁上设置有内螺纹结构；第一圆柱腔的内径记做R4，第二圆柱腔的内径记做R5，第三圆柱腔的内径记做R6，R4＜R5＜R6；

一限位活塞杆，该限位活塞杆具有一金属限位管体，所述金属限位管体的末端向外翻边形成一环状结构，在该环状结构上注塑成型有活塞；所述金属限位管体嵌入机械限位壳体的第一圆柱腔内与第一圆柱腔内壁滑动配合，所述活塞嵌入机械限位壳体的第二圆柱腔内与第二圆柱腔内壁滑动配合；并在金属限位管体上开有抽真空第一连通孔；

一活塞杆复位弹簧，该活塞杆复位弹簧套装在金属限位管体外，并位于机械限位壳体第二圆柱腔内，该活塞杆复位弹簧的一端抵住活塞端面，另一端抵在第二圆柱腔与锥形过渡腔之间形成的台阶面上；

一端盖，该端盖为台阶状回转体结构，限定端盖在沿端盖回转体结构的轴线方向上的一端为第三端，另一端为第四端，

在沿端盖回转体结构的轴线方向上，端盖外表面自第三端向第四端依次设有锁紧段和外平衡段，在锁紧段上设置有外螺纹结构，锁紧段的外径记做R7，外平衡段的外径记做R8，R7＞R8；所述端盖的外表面锁紧段与机械限位壳体的第三圆柱腔通过内、外螺纹结构连接固定；

端盖的中心开有贯通的台阶孔腔，在沿端盖回转体结构的轴线方向上，所述台阶孔腔自第三端向第四端依次设有第四圆柱腔和第五圆柱腔，第四圆柱腔的内径记做R9，第五圆柱腔的内径记做R10，R9＞R10；所述端盖的第四圆柱腔内壁与外平衡段表面之间均匀设置有若干端盖平衡孔，端盖的第四圆柱腔与第五圆柱腔之间形成环形内限位面；

一抽真空连接管，该抽真空连接管为一端封闭的管体，限定抽真空连接管在其管体轴线方向上的一端为第五端，另一端为第六端，

抽真空连接管中心具有一在其管体轴线方向上自第六端的端面向第五端延伸且不贯通第五端的抽真空孔道，并在靠近第五端侧的抽真空连接管周向外表面上开有与抽真空孔道连通的抽真空第二连通孔；

在抽真空导管上靠近第六端的管体周向外表面模压成型有用于与端盖连接固定的橡胶定位塞，该橡胶定位塞具有一个刚好可嵌入端盖第五圆柱腔内并与第五圆柱腔内壁紧配合的小环形体，在小环形体的一端整体成型有用于嵌入端盖中第四圆柱腔内的圆锥体内限位部，在小环形体的另一端整体成型有环形外限位部；所述圆锥体内限位部的底面外径记做R11，环形外限位部的外径记做R12，R10＜R11＜R9＜R12；

所述小环形体嵌入端盖中第五圆柱腔内，且小环形体与第五圆柱腔内壁之间紧配合，所述圆锥体内限位部嵌入端盖中第四圆柱腔内，且圆锥体内限位部的锥形底面紧贴环形内限位面，所述环形外限位部紧贴端盖的第四端外端面；

所述抽真空连接管中靠近第五端的管体部分嵌入限位活塞杆的金属限位管体内并与金属限位管体的内壁滑动配合，所述抽真空连接管中靠近第六端的管体部分通过橡胶定位塞定位在端盖中心。

本发明的优点在于：

(1)本发明中的覆膜组件与覆膜组件翻转机构配合使用，由覆膜组件翻转机构驱动覆膜组件在在爆燃箱的开口与堆叠的测试膜之间往复翻转180°；由上环形圈体和下环形圈体组成的覆膜圈翻转至堆叠的测试膜上方，覆膜圈上的真空吸盘朝下并伸出覆膜圈的上端面，进而吸附住测试膜；覆膜圈再翻转至爆燃箱的顶端开口处，覆膜圈的真空吸盘朝上缩回覆膜圈的吸盘容纳腔内，完成爆燃测试的自动覆膜；

无需人工进行测试膜的安装，为顺利实现远程操控提供必要基础，提高测试系统演示的安全系数，并有利于实现连续的爆燃演示；

(2)真空吸盘可伸出或缩回上环形圈体，在覆膜圈位于堆叠的测试膜上方进行测试膜吸附时，真空吸盘朝下，真空吸盘移动至第二位置伸出上环形圈体，以便接触并吸附测试膜；在覆膜圈位于爆燃箱开口处进行爆燃测试时，真空吸盘朝上，真空吸盘移动至第一位置缩回上环形圈体，避免爆燃时高温气体直接冲击到真空吸盘，大大延长真空吸盘使用寿命；

(3)本发明的覆膜组件中，采用了位于覆膜圈上端面的环形表面冷却槽和内、外环形回流槽，在覆膜圈将测试膜移动至爆燃箱顶端后，真空吸盘停止工作，通入环形表面冷却槽的冷却水由环形表面冷却槽顶部溢流出并能够在一定程度上吸附住测试膜，其可避免在爆燃箱内充入焊接气体时或外界环境因素造成测试膜移动；同时，在爆燃箱的开口与真空吸盘之间增加一道环形冷却水通道，可进一步降低爆燃高温与冲击对真空吸盘的影响；不仅如此，利用环形表面冷却槽及内环形回流槽、外环形回流槽内的冷却水来冷却覆膜圈，降低覆膜圈表面温度，避免覆膜圈损坏，以及覆膜圈表面温度过高造成测试膜的非爆燃损坏，有利于实现连续的爆燃演示；

(4)在进行爆燃测试过程中，由于可利用环形表面冷却槽内冷却水的张力来吸附测试膜，使得真空吸盘不必工作，进而可避免抽真空系统工作从真空吸盘吸入高温气体，进一步延长抽真空系统及相应抽真空软管的使用寿命；

(5)本发明中真空吸盘由碗状吸盘部、滑动部、限位锥部和环形稳定部同轴设置并依次连接形成，滑动部和环形稳定部同时与吸盘容纳腔的滑动配合孔段、稳定部容纳孔段滑动配合，使得真空吸盘在移动过程中更加稳定可靠，减少晃动；同时，真空吸盘的滑动部、限位锥部和稳定部均由石墨块整体加工制成，使得真空吸盘能够顺畅的移动，不易卡死；

(6)真空吸盘在第一、二位置中，圆台状下限位孔段和稳定部容纳孔段之间形成的台阶面与环形稳定部之间始终具有一个间隙，且真空吸盘的环形稳定部上均匀分布有若干贯通其自身上、下端面的稳定部平衡孔，避免真空吸盘在工作中无法顺利排出台阶面与环形稳定部之间的空气造成移动不到位，确保真空吸盘能够稳定、可靠工作；

(7)本发明中，在真空吸盘朝下伸出覆膜圈进行测试膜吸附时，利用机械限位装置对测试膜吸附状态的真空吸盘进行位置限制，避免抽真空时真空吸盘晃动影响吸附甚至因为负压等其他原因回缩到覆膜圈内，确保吸附工作的可靠性；

同时，机械限位装置采用抽真空系统来实现对真空吸盘限位动作，由于真空吸盘本身也必须配备抽真空系统，因此，无需像传统的气缸、液压驱动的限位装置一样额外配备压缩气源或液压站作为动力源，精简整个系统的体积，降低成本；且覆膜圈上管路均为统一的抽真空管路，维护方便。

(8)当覆膜圈吸附测试膜时，真空吸盘位于覆膜圈下表面，限位装置、真空吸盘均与抽真空系统连通，真空吸盘在重力作用下伸出并吸附测试膜，而同时，机械限位装置的限位活塞杆需要伸至真空吸盘上方，对真空吸盘限位，避免抽真空时真空吸盘的移动影响真空吸附；当覆膜圈将测试膜翻转180°移动至爆燃箱的顶部测试口进行爆燃测试时，真空吸盘位于覆膜圈上表面，限位装置、真空吸盘均不与抽真空系统连通，机械限位装置的限位活塞杆回缩，朝上的真空吸盘在自重作用下缩回覆膜圈内，避免反复爆燃造成真空吸盘损坏；

因此，本发明的限位装置与真空吸盘在与抽真空系统连通时启闭动作一致，实现联动或延迟联动，减少限位装置、真空吸盘上抽真空管路的阀组数量，降低控制难度。

(9)在实现机械限位装置与真空吸盘的抽真空启闭联动时，需要在抽真空系统工作时将限位装置的限位活塞杆伸出，即需要对机械限位壳体的有杆腔抽真空，而本发明的机械限位装置中，采用内置式抽真空连接管与抽真空系统的管路连通实现有杆腔抽真空，无需从机械限位壳体的侧壁上开孔与有杆腔连通；既能够顺利实现联动，又避免在机械限位壳体侧部设置管路造成限位装置体积过大，使得限位装置结构更加紧凑。

附图说明

图1为本发明合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件俯视图(未示出机械限位装置)。

图2为图1中沿B-B线剖视图。

图3为本发明中吸盘容纳腔结构示意图。

图4为本发明中真空吸盘结构示意图。

图5为本发明中机械限位装置的结构示意图。

图6为本发明中机械限位装置的机械限位壳体结构示意图。

图7为本发明中机械限位装置的限位活塞杆结构示意图。

图8为本发明中机械限位装置的端盖结构示意图。

图9为本发明中机械限位装置的抽真空连接管及橡胶定位塞结构示意图。

图10为本发明中覆膜组件吸附测试膜状态图。

图11为本发明覆膜组件在吸附测试膜状态下真空吸盘工作原理图。

图12为本发明覆膜组件在吸附测试膜状态下机械限位装置工作原理图。

图13为本发明中覆膜组件完成覆膜状态图。

图14为本发明覆膜组件在完成覆膜状态下机械限位装置工作原理图。

图15为本发明覆膜组件在完成覆膜状态下真空吸盘工作原理图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件包括上环形圈体32a、下环形圈体32b，该上环形圈体32a与下环形圈体32b同轴堆叠组成覆膜圈32，具体如下：

一上环形圈体32a，限定上环形圈体32a的一侧端面为上端面，另一侧端面为下端面，上环形圈体32a中靠近内圈圆周面的一侧为内圈侧，靠近外圈圆周面的一侧为外圈侧；

上环形圈体32a上端面设置有一沿上环形圈体圆周方向延伸的环形表面冷却槽37a，该环形表面冷却槽37a的宽度为1.5～2.2mm，环形表面冷却槽37a的内圈侧和外圈侧分别设置有与其同心的内环形回流槽38a和外环形回流槽39a，且环形表面冷却槽37a、内环形回流槽38a、外环形回流槽39a均为贯通上环形圈体32a上、下端面的通槽；此外，环形表面冷却槽37a上端槽口与内环形回流槽38a之间设置有内导流斜坡，且该内导流斜坡在上环形圈体32a的直径方向自环形表面冷却槽37a上端槽口向内环形回流槽38a上端槽口向下倾斜；环形表面冷却槽37a上端槽口与外环形回流槽39a之间设置有外导流斜坡，且该外导流斜坡沿上环形圈体的直径方向自环形表面冷却槽37a上端槽口向外环形回流槽39a上端槽口向下倾斜。

上环形圈体32a的上端面还设置有若干以上环形圈体圆心为中心呈环形分布的吸盘容纳腔33，吸盘容纳腔33位于上环形圈体32a的外圆周面与外环形回流槽39a之间，吸盘容纳腔33内安装有可伸出上环形圈体32a上端面或缩回上环形圈体32a内的真空吸盘34；

上环形圈体32a的外圈圆周面上开有若干与吸盘容纳腔33对应且导通的限位安装孔，在限位安装孔内安装有可伸入吸盘容纳腔33或缩回限位安装孔的机械限位装置31。

一有上环形圈体32a对应且同轴堆叠设置的下环形圈体32b，限定下环形圈体32b中紧贴上环形圈体32a的一侧端面为其上端面，另一侧端面为其下端面；

下环形圈体32b上端面设置有一沿下环形圈体圆周方向延伸的环形真空腔35，该环形真空腔35与呈环形分布的吸盘容纳腔33对应，且环形真空腔35同时与各吸盘容纳腔33的底端连通，在下环形圈体32b的外圆周面上安装有与环形真空腔35连通的抽真空接头36；

下环形圈体32b的上端面还设置有一给水通道37b，该给水通道37b的一端延伸至下环形圈体32b的上端面并与环形表面冷却槽37a的底部连通，给水通道37b的另一端与安装在下环形圈体32b外圆周面上的给水接头37c连通；

下环形圈体32b的上端面还设置有一回水通道，该回水通道的一端连接两回水支流道38b、39b，两回水支流道38b、39b另一端均延伸至下环形圈体32b的上端面并分别与内环形回流槽38a、外环形回流槽39a的底部连通，回水通道的另一端连接安装在下环形圈体32b外圆周面上的回水接头38c。这里，给水接头37c、回水接头38c均接入冷却水循环系统，且可通过冷却水循环系统中的控制阀门来控制给水接头37c、回水接头38c分别进水、排水，或同时排水。

为了使真空吸盘34能够顺利实现移动，且在移动过程中更加平稳、可靠，作为本发明更具体的实施方式：

如图3所示，吸盘容纳腔33包括自覆膜圈的上端面向下端面依次设置连通的圆台状上限位孔段331、滑动配合孔段332、圆台状下限位孔段333和稳定部容纳孔段334；

圆台状上限位孔段331的小端以及圆台状下限位孔段333的小端分别与滑动配合孔段332的上、下端连通，即圆台状上限位孔段331的大端在上，小端在下，而圆台状下限位孔段333的小端在上，大端在下；

其中，圆台状上限位孔段331的大端内径记做R21，圆台状上限位孔段331的小端内径记做R22，滑动配合孔段332内径记做R23，圆台状下限位孔段333的小端内径记做R24，圆台状下限位孔段333的大端内径记做R25，稳定部容纳孔段的内径记做R26，R22＝R23＝R24＜R25＜R21＜R26。

如图4所示，真空吸盘34包括一可与圆台状上限位孔段331相配的碗状吸盘部341，一嵌入滑动配合孔段332内并与滑动配合孔段332滑动配合的滑动部342，一可与圆台状下限位孔段333相配的限位锥部343，以及一嵌入稳定部容纳孔段334内并与稳定部容纳孔段334滑动配合的环形稳定部344，环形稳定部344上均匀分布有若干贯通其自身上、下端面的稳定部平衡孔345，碗状吸盘部341、滑动部342、限位锥部343和环形稳定部344同轴设置并依次连接形成一个整体，且滑动部342轴向长度大于滑动配合孔段332长度。

真空吸盘34在吸盘容纳腔33内能够被定位至第一位置和第二位置：

在第一位置，真空吸盘34的碗状吸盘部341外侧面紧贴住圆台状上限位孔段331的内壁，且碗状吸盘部341完全位于吸盘容纳腔33的圆台状上限位孔段331内；

在第二位置，真空吸盘34的限位锥部343外侧面紧贴住圆台状下限位孔段333的内壁，碗状吸盘部341的上端伸出覆膜圈32的上端面，圆台状下限位孔段333和稳定部容纳孔段334之间形成的台阶面与环形稳定部334之间具有一个1～2mm的间隙。

本实施例中，真空吸盘34的滑动部342、限位锥部343和稳定部344均由石墨块整体加工制成，使得真空吸盘34能够顺利在第一位置和第二位置之间移动。

本发明中，为避免抽真空时真空吸盘晃动影响吸附甚至因为负压等其他原因回缩到覆膜圈内，利用机械限位装置31对测试膜吸附状态的真空吸盘进行位置限制，其结构如下：

如图5所示，机械限位装置31包括机械限位壳体311、限位活塞杆312、活塞杆复位弹簧313、端盖314、抽真空连接管315、橡胶定位塞316和锁紧螺母317，具体结构如下：

机械限位壳体311，如图6所示，该机械限位壳体311为压铸的多台阶回转体结构，限定机械限位壳体311在沿多台阶回转体结构的轴线方向上的一端为第一端，另一端为第二端。

在沿机械限位壳体多台阶回转体结构的轴线方向上，机械限位壳体311外表面自第一端向第二端依次设有第一连接段3111、主体段3112和第二连接段3113，在第一连接段3111上设有用于安装机械限位的外螺纹结构，主体段3112上靠近第一连接段3111的一侧螺纹连接有锁紧螺母317；第一连接段3111的外径记做R1，主体段3112的外径记做R2，第二连接段3113的外径记做R3，R1≤R3＜R2；

机械限位壳体311的中心开有贯通的多台阶孔腔，在沿机械限位壳体多台阶回转体结构的轴线方向上，该多台阶孔腔自第一端向第二端依次为第一圆柱腔3114、锥形过渡腔3115、第二圆柱腔3116和第三圆柱腔3117，第三圆柱腔3117的内壁上设置有内螺纹结构；第一圆柱腔3114的内径记做R4，第二圆柱腔3116的内径记做R5，第三圆柱腔3117的内径记做R6，R4＜R5＜R6。

限位活塞杆312，如图7所示，该限位活塞杆312具有一金属限位管体3121，金属限位管体3121的末端向外翻边形成一环状结构，在该环状结构上注塑成型有活塞3122；金属限位管体3121嵌入机械限位壳体311的第一圆柱腔3114内与第一圆柱腔3114内壁滑动配合，而活塞3122嵌入机械限位壳体311的第二圆柱腔3116内与第二圆柱腔3116内壁滑动配合；并在金属限位管体3121上开有一对抽真空第一连通孔3123。

活塞杆复位弹簧313，参见图5，该活塞杆复位弹簧313套装在金属限位管体3121外，并位于机械限位壳体第二圆柱腔3116内，该活塞杆复位弹簧313的一端抵住活塞3122端面，另一端抵在第二圆柱腔3116与锥形过渡腔3115之间形成的台阶面上。

端盖314，如图8所示，该端盖314为台阶状回转体结构，限定端盖在沿端盖回转体结构的轴线方向上的一端为第三端，另一端为第四端，

在沿端盖回转体结构的轴线方向上，端盖314外表面自第三端向第四端依次设有锁紧段3141和外平衡段3142，在锁紧段3141上设置有外螺纹结构，锁紧段3141的外径记做R7，外平衡段3142的外径记做R8，R7＞R8；端盖314的外表面锁紧段3141与机械限位壳体311的第三圆柱腔3117通过内、外螺纹结构连接固定。

端盖314的中心开有贯通的台阶孔腔，在沿端盖回转体结构的轴线方向上，台阶孔腔自第三端向第四端依次设有第四圆柱腔3143和第五圆柱腔3144，第四圆柱腔3143的内径记做R9，第五圆柱腔3144的内径记做R10，R9＞R10；端盖314的第四圆柱腔3143内壁与外平衡段3142表面之间均匀设置有若干导通两者的端盖平衡孔3145，端盖314的第四圆柱腔3143与第五圆柱腔3144之间形成环形内限位面。

抽真空连接管315，如图9所示，该抽真空连接管315为一端封闭管体，该管体的外径与金属限位管体3121的内径相配，限定抽真空连接管315在其管体轴线方向上的一端为第五端，另一端为第六端，

抽真空连接管315中心具有一在其管体轴线方向上自第六端的端面向第五端延伸且不贯通第五端的抽真空孔道3151，并在靠近第五端侧的抽真空连接管周向外表面上开有与抽真空孔道3151连通的抽真空第二连通孔3152。本实施例中，抽真空第二连通孔3152有一对，对称设置在抽真空连接管315上。

橡胶定位塞316，在抽真空导管315上靠近第六端的管体周向外表面模压成型有用于与端盖314连接固定的橡胶定位塞316，参见图9，该橡胶定位塞316具有一个刚好可嵌入端盖第五圆柱腔3144内并与第五圆柱腔3144内壁紧配合的小环形体3161，在小环形体3161的一端整体成型有用于嵌入端盖314中第四圆柱腔3143内的圆锥体内限位部3162，在小环形体3161的另一端整体成型有环形外限位部3163；圆锥体内限位部3162的底面外径记做R11，环形外限位部3163的外径记做R12，R10＜R11＜R9＜R12。

小环形体3161嵌入端盖中第五圆柱腔3144内，且小环形体3161与第五圆柱腔3144内壁之间紧配合，圆锥体内限位部3162嵌入端盖中第四圆柱腔3143内，且圆锥体内限位部3162的锥形底面紧贴端盖314的环形内限位面，而环形外限位部3163紧贴端盖314的第四端外端面。

抽真空连接管315被设置在机械限位壳体311的轴线上，其中，抽真空连接管315中靠近第五端的管体部分嵌入限位活塞杆312的金属限位管体3121内并与金属限位管体3121的内壁滑动配合，抽真空连接管315中靠近第六端的管体部分则通过橡胶定位塞316定位在端盖中心。

本实施例中，限位活塞杆312采用8*1mm的不锈钢管制成，抽真空连接管315采用6*1mm的不锈钢管制成，并在抽真空连接管315第六端的管体外周向上设置有至少一道环形凹槽3153，该环形凹槽3153用于抽真空连接管315第六端与抽真空管道连接时定位管道锁紧件。此外，与橡胶定位塞316接触部分的抽真空连接管315外表面上通过工装压制出若干环形凸起3154，该环形凸起3154用于更好的与橡胶定位塞316进行连接，确保连接可靠。

为了确保限位活塞杆312上开的一对抽真空第一连通孔3123能够与抽真空连接管315的抽真空第二连通孔3152对应，在橡胶定位塞316的环形外限位部3163上，以及端盖314的第四端外端面上设置可配合的定位凸起、定位孔。

本发明的覆膜组件在与翻转机构配合使用在进行自动覆膜时，其工作原理如下：

吸附测试膜状态：

如图10、11所示(图11中未示出机械限位装置)，翻转机构控制覆膜圈32翻转至堆叠的测试膜上方，覆膜圈32上的真空吸盘34开口朝下，在自身重力作用下，真空吸盘34的限位锥部343外侧面紧贴住圆台状下限位孔段333的内壁，使得真空吸盘34向下移动至第二位置伸出覆膜圈32上端面，以便接触测试膜；在真空吸盘34向下移动过程中，由于吸盘容纳腔33的圆台状下限位孔段333和真空吸盘34的稳定部容纳孔段334之间形成的台阶面与环形稳定部334之间始终具有一个最小在1～2mm的间隙，利用稳定部平衡孔345顺利排出该间隙之间的空气，确保真空吸盘能够下移到位；

稍后，如图12所示，抽真空系统启动后先接通机械限位装置的抽真空连接管315，限位活塞杆312伸出机械限位壳体311的第一端，使得限位活塞杆312位于真空吸盘上方，实现对真空吸盘34的限位，避免后续抽真空时真空吸盘34晃动影响吸附；

最后，环形真空腔35与吸盘容纳腔33略迟于机械限位装置接通抽真空系统，使得真空吸盘34开始工作吸附测试膜。

完成覆膜状态：

如图13所示，翻转机构控制覆膜圈32翻转至爆燃箱上方，使得覆膜圈32上的真空吸盘34开口朝上，

如图14所示，切断机械限位装置以及环形真空腔35与抽真空系统的连通，使得抽真空连接管315与大气连通，在活塞杆复位弹簧313作用下，限位活塞杆312缩回机械限位壳体311的第一端；

然后，如图15所示(图15中未示出机械限位装置)，在重力作用下，真空吸盘34的碗状吸盘部341外侧面紧贴住圆台状上限位孔段331的内壁，即真空吸盘34移动至第一位置缩回覆膜圈32内，其碗状吸盘部341完全位于吸盘容纳腔33的圆台状上限位孔段331内，避免爆燃时高温气体直接冲击到真空吸盘34；

冷却水循环系统中的控制阀门控制给水接头37c、回水接头38c分别进水、排水，使得冷却水从环形表面冷却槽37a顶部溢流向内环形回流槽38a、外环形回流槽39a，利用呈环状溢流时的冷却水表面张力吸附测试膜；

在完成一次覆膜并进行爆燃测试后，冷却水循环系统中的控制阀门控制给水接头37c、回水接头38c同时排水，排干环形表面冷却槽37a、内环形回流槽38a、外环形回流槽39a内的冷却水，避免再次翻转时流出覆膜圈。

Claims (4)

1.一种合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件，其特征在于：包括

一上环形圈体，限定上环形圈体的一侧端面为上端面，另一侧端面为下端面，上环形圈体中靠近内圈圆周面的一侧为内圈侧，靠近外圈圆周面的一侧为外圈侧；

所述上环形圈体上端面设置有一沿上环形圈体圆周方向延伸的环形表面冷却槽，该环形表面冷却槽的宽度为1.5～2.2mm，所述环形表面冷却槽的内圈侧和外圈侧分别设置有与其同心的内环形回流槽和外环形回流槽，且环形表面冷却槽、内环形回流槽、外环形回流槽均为贯通上环形圈体上、下端面的通槽；

所述上环形圈体的上端面还设置有若干以上环形圈体圆心为中心呈环形分布的吸盘容纳腔，所述吸盘容纳腔位于上环形圈体的外圆周面与外环形回流槽之间，所述吸盘容纳腔内安装有可伸出上环形圈体上端面或缩回上环形圈体内的真空吸盘；

所述上环形圈体的外圈圆周面上开有若干与吸盘容纳腔对应且导通的限位安装孔，在限位安装孔内安装有可伸入吸盘容纳腔或缩回限位安装孔的机械限位装置；

一有上环形圈体对应且同轴堆叠设置的下环形圈体，限定下环形圈体中紧贴上环形圈体的一侧端面为上端面，另一侧端面为下端面；

所述下环形圈体上端面设置有一沿下环形圈体圆周方向延伸的环形真空腔，该环形真空腔与呈环形分布的吸盘容纳腔对应，且环形真空腔同时与各吸盘容纳腔的底端连通，在下环形圈体的外圆周面上安装有与环形真空腔连通的抽真空接头；

所述下环形圈体的上端面还设置有一给水通道，该给水通道的一端延伸至下环形圈体的上端面并与环形表面冷却槽的底部连通，给水通道的另一端与安装在下环形圈体外圆周面上的给水接头连通；

所述下环形圈体的上端面还设置有一回水通道，该回水通道的一端连接两回水支流道，两回水支流道另一端均延伸至下环形圈体的上端面并分别与内环形回流槽、外环形回流槽的底部连通，回水通道的另一端与安装在下环形圈体外圆周面上的回水接头连通。

2.根据权利要求1所述的合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件，其特征在于：

所述环形表面冷却槽上端槽口与内环形回流槽之间设置有内导流斜坡，且该内导流斜坡沿上环形圈体的直径方向自环形表面冷却槽上端槽口向内环形回流槽上端槽口向下倾斜；

所述环形表面冷却槽上端槽口与外环形回流槽之间设置有外导流斜坡，且该外导流斜坡沿上环形圈体的直径方向自环形表面冷却槽上端槽口向外环形回流槽上端槽口向下倾斜。

3.根据权利要求1所述的合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件，其特征在于：

所述吸盘容纳腔包括自上环形圈体的上端面向下端面依次设置连通的圆台状上限位孔段、滑动配合孔段、圆台状下限位孔段和稳定部容纳孔段；

圆台状上限位孔段的小端以及圆台状下限位孔段的小端分别与滑动配合孔段的上、下端连通；圆台状上限位孔段的大端内径记做R21，圆台状上限位孔段的小端内径记做R22，滑动配合孔段内径记做R23，圆台状下限位孔段的小端内径记做R24，圆台状下限位孔段的大端内径记做R25，稳定部容纳孔段的内径记做R26，R22＝R23＝R24＜R25＜R21＜R26；

所述真空吸盘包括可与圆台状上限位孔段相配的碗状吸盘部，嵌入滑动配合孔段内并与滑动配合孔段滑动配合的滑动部，可与圆台状下限位孔段相配的限位锥部，以及嵌入稳定部容纳孔段内并与稳定部容纳孔段滑动配合的稳定部，所述碗状吸盘部、滑动部、限位锥部和稳定部依次连接形成一个整体，且滑动部长度大于滑动配合孔段长度；

所述真空吸盘在吸盘容纳腔内能够被定位至第一位置和第二位置，

在第一位置，所述真空吸盘的碗状吸盘部外侧面紧贴住圆台状上限位孔段的内壁，且碗状吸盘部完全位于吸盘容纳腔的圆台状上限位孔段内；

在第二位置，所述真空吸盘的限位锥部外侧面紧贴住圆台状下限位孔段的内壁，碗状吸盘部的上端伸出上环形圈体的上端面，圆台状下限位孔段和稳定部容纳孔段之间形成的台阶面与环形稳定部之间具有一个1～2mm的间隙。

4.根据权利要求1所述的合金钢焊接气体测试系统用覆膜组件，其特征在于：所述机械限位装置包括

一机械限位壳体，该机械限位壳体为多台阶回转体结构，限定机械限位壳体在沿多台阶回转体结构的轴线方向上的一端为第一端，另一端为第二端，

在沿机械限位壳体多台阶回转体结构的轴线方向上，所述机械限位壳体外表面自第一端向第二端依次设有第一连接段、主体段和第二连接段，在第一连接段上设有用于安装机械限位的外螺纹结构，主体段上靠近第一连接段的一侧螺纹连接有锁紧螺母；第一连接段的外径记做R1，主体段的外径记做R2，第二连接段的外径记做R3，R1≤R3＜R2；

机械限位壳体的中心开有贯通的多台阶孔腔，在沿机械限位壳体多台阶回转体结构的轴线方向上，所述多台阶孔腔自第一端向第二端依次为第一圆柱腔、锥形过渡腔、第二圆柱腔和第三圆柱腔，第三圆柱腔的内壁上设置有内螺纹结构；第一圆柱腔的内径记做R4，第二圆柱腔的内径记做R5，第三圆柱腔的内径记做R6，R4＜R5＜R6；

一限位活塞杆，该限位活塞杆具有一金属限位管体，所述金属限位管体的末端向外翻边形成一环状结构，在该环状结构上注塑成型有活塞；所述金属限位管体嵌入机械限位壳体的第一圆柱腔内与第一圆柱腔内壁滑动配合，所述活塞嵌入机械限位壳体的第二圆柱腔内与第二圆柱腔内壁滑动配合；并在金属限位管体上开有抽真空第一连通孔；

一活塞杆复位弹簧，该活塞杆复位弹簧套装在金属限位管体外，并位于机械限位壳体第二圆柱腔内，该活塞杆复位弹簧的一端抵住活塞端面，另一端抵在第二圆柱腔与锥形过渡腔之间形成的台阶面上；

一端盖，该端盖为台阶状回转体结构，限定端盖在沿端盖回转体结构的轴线方向上的一端为第三端，另一端为第四端，

在沿端盖回转体结构的轴线方向上，端盖外表面自第三端向第四端依次设有锁紧段和外平衡段，在锁紧段上设置有外螺纹结构，锁紧段的外径记做R7，外平衡段的外径记做R8，R7＞R8；所述端盖的外表面锁紧段与机械限位壳体的第三圆柱腔通过内、外螺纹结构连接固定；

端盖的中心开有贯通的台阶孔腔，在沿端盖回转体结构的轴线方向上，所述台阶孔腔自第三端向第四端依次设有第四圆柱腔和第五圆柱腔，第四圆柱腔的内径记做R9，第五圆柱腔的内径记做R10，R9＞R10；所述端盖的第四圆柱腔内壁与外平衡段表面之间均匀设置有若干端盖平衡孔，端盖的第四圆柱腔与第五圆柱腔之间形成环形内限位面；

一抽真空连接管，该抽真空连接管为一端封闭的管体，限定抽真空连接管在其管体轴线方向上的一端为第五端，另一端为第六端，

抽真空连接管中心具有一在其管体轴线方向上自第六端的端面向第五端延伸且不贯通第五端的抽真空孔道，并在靠近第五端侧的抽真空连接管周向外表面上开有与抽真空孔道连通的抽真空第二连通孔；

在抽真空导管上靠近第六端的管体周向外表面模压成型有用于与端盖连接固定的橡胶定位塞，该橡胶定位塞具有一个刚好可嵌入端盖第五圆柱腔内并与第五圆柱腔内壁紧配合的小环形体，在小环形体的一端整体成型有用于嵌入端盖中第四圆柱腔内的圆锥体内限位部，在小环形体的另一端整体成型有环形外限位部；所述圆锥体内限位部的底面外径记做R11，环形外限位部的外径记做R12，R10＜R11＜R9＜R12；

所述小环形体嵌入端盖中第五圆柱腔内，且小环形体与第五圆柱腔内壁之间紧配合，所述圆锥体内限位部嵌入端盖中第四圆柱腔内，且圆锥体内限位部的锥形底面紧贴环形内限位面，所述环形外限位部紧贴端盖的第四端外端面；

所述抽真空连接管中靠近第五端的管体部分嵌入限位活塞杆的金属限位管体内并与金属限位管体的内壁滑动配合，所述抽真空连接管中靠近第六端的管体部分通过橡胶定位塞定位在端盖中心。