CN109946336B - 一种泡皮击碎试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对光干涉甲烷测定器性能试验中所涉及的防爆性能检测领域，具体是一种泡皮击碎试验装置。包括罐体，盖体，固定于盖体上表面的蜗杆减速机，与蜗杆减速机输入轴同轴连接的转动伺服电机，位于盖体下方的支撑座，贯穿支撑座且固定于支撑座内的至少一个直线轴承，所述蜗杆减速机的输出轴下方同轴的安装有伸出盖体的转杆，转杆上活套有固定于盖体下表面的连接套，所述连接套下方与支撑座固定连接或一体连接，所述转杆底端通过支撑座并且位于支撑座下方转动安装有转盘。本发明的开闭由电机控制，解决了现有盖体开合不便且费时较长的问题，无需对罐盖进行定时调整，效率高且成本低；杆尖与穿刺杆为分离式设计，使得本发明更加实用。

Description

一种泡皮击碎试验装置

技术领域

本发明涉及对光干涉甲烷测定器性能试验中所涉及的防爆性能检测领域，具体是一种泡皮击碎试验装置。

背景技术

灯泡在爆炸性气体环境中使用的安全性决定于两个方面：一是灯泡接点部分的电路火花；二是泡皮击碎后，灼热的灯丝暴露在爆炸性气体中的热点燃。这两方面或其中之一对特定的爆炸性气体混合物都是危险的。经过试验研究和分析，对于小容量的灯泡，主要是存在泡皮破碎后灼热灯丝暴露在爆炸性气体中，并引爆后者的危险。

为了测试灯泡的泡皮被击碎后，灼热的灯丝在爆炸性气体混合物中是否会引爆爆炸性气体，亟需设计一种泡皮击碎试验装置。

发明内容

本发明为了研究泡皮被击碎后，高热的灯丝一下子暴露在爆炸性气体中是否会引爆，提供了一种泡皮击碎试验装置，该装置是一种安全检测装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种泡皮击碎试验装置，包括罐体，盖体，固定于盖体上表面的蜗杆减速机，与蜗杆减速机输入轴同轴连接的转动伺服电机，位于盖体下方的支撑座，贯穿支撑座且固定于支撑座内的至少一个直线轴承，

所述蜗杆减速机的输出轴下方同轴的安装有伸出盖体的转杆，转杆上活套有固定于盖体下表面的连接套，所述连接套下方与支撑座固定连接或一体连接，所述转杆底端通过支撑座并且位于支撑座下方转动安装有转盘，每个直线轴承内圈内分别固定有一个穿刺杆套，穿刺杆套的两端分别伸出直线轴承外，位于支撑座上方的穿刺杆套内固定有穿刺杆，所述穿刺杆顶部螺纹配合有螺母，所述螺母上方螺纹配合有杆尖，所述杆尖包括与螺母螺纹配合的圆柱体以及与圆柱体一体成型的椎体，位于支撑座下方的穿刺杆套上活套有复位弹簧，位于复位弹簧下方的穿刺杆套端部设有与复位弹簧止位配合的弹簧座，所述弹簧座下方设有滚珠座，所述滚珠座内滚动设有滚珠，所述滚珠伸出滚珠座并且与转盘滚动配合，且位于滚珠滚动路径上的转盘上安装有与滚珠滚动支撑配合的垫块，与杆尖相对的盖体下表面对应的可拆卸安装有灯座；

所述罐体的罐壁上缘与罐体中心线平行的设有至少三根定位杆，每根定位杆均贯穿盖体边缘并且与盖体之间呈间隙配合，位于盖体上方的所有定位杆端部均固定于定位板上，所述定位板中心沿罐体中心线贯穿有螺纹杆，位于蜗杆减速机处的盖体上方固定有支撑架，螺纹杆底部伸出定位板后与支撑架固定连接，定位板上表面设有罐盖移动机构，所述罐盖移动机构包括电机、同轴安装于电机输出轴上的主锥齿轮、与主锥齿轮相啮合的从锥齿轮，所述从锥齿轮的内圆与螺纹杆螺纹配合；

盖体与罐体扣合后，支撑座和转盘能够置于罐体内，且所述罐体上设有观察窗。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述转盘上的垫块数量为一个，且所有直线轴承中心线围成的圆的圆心位于转盘的转动中心线上。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述蜗杆减速机的输出轴上方固定有呈放射状的角度盘，所述盖体上表面支撑有检测呈放射状的角度盘的放射端运动距离的接近开关，呈放射状的角度盘的放射端数量与直线轴承的数量相等，且任意滚珠滚动至垫块最高点时，角度盘上相对应的放射端与接近开关之间的距离最近。

作为本发明技术方案的进一步改进，位于转杆外的转盘上表面固定连接或一体连接有与支撑座下表面转动摩擦配合的圆台壳体。

作为本发明技术方案的进一步改进，沿滚珠滚动路径的垫块的上表面为弧面结构；或者沿滚珠滚动路径的垫块为等腰三角柱结构，且等腰三角柱的顶角为圆角结构。

作为本发明技术方案的进一步改进，位于所有定位杆内侧的罐体内缘设有与盖体下表面密封配合的O型圈。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述罐体上设有搅拌用电机，搅拌用电机的输出轴伸入罐体内且输出轴端部设有搅拌风叶。

作为本发明技术方案的进一步改进，位于所有定位杆外侧的罐体上缘安装有至少一检测盖体的下位移传感器，位于所有定位杆外侧的盖体外缘安装有至少一检测定位板的上位移传感器，下位移传感器和上位移传感器的信号输出端连接至控制单元上，控制单元将驱动信号发送至驱动器，所述驱动器接收驱动信号后驱动电机启动或关闭。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述罐体上缘向外延伸形成环形外缘，环形外缘以及盖体外缘上对应的开有若干连接孔，环形外缘与盖体外缘通过穿入连接孔的螺栓螺母组件固定连接在一起。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述罐体上设有安全阀。

本发明所述的泡皮击碎试验装置，其盖体的开闭由电机控制，解决了现有盖体开合不便且费时较长的问题，无需对罐盖进行定时调整，效率高且成本低；杆尖与穿刺杆为分离式设计，可通过旋转杆尖在螺母内的长度来调整杆尖至灯泡泡皮的距离，而且杆尖损坏或杆尖至灯泡泡皮的距离不合适时可更换适宜的杆尖，方便修理或更换破损的杆尖，使得本发明更加实用，而且穿刺杆可沿直线轴承定向移动，在穿刺杆套带动穿刺杆进行纵向穿刺后，复位弹簧控制弹簧座迅速复位；而且能够有效的控制杆尖至灯泡的灯丝之间的距离，避免在击碎泡皮过程中损坏灯丝；泡皮击碎后，可以观察灼热的灯丝在爆炸性气体中是否会引爆，是一种安全检测装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述泡皮击碎试验装置的结构示意图。

图2为盖体上下表面上各部件的安装示意图。

图3为支撑座上各部件的连接示意图。

图4为角度盘的俯视图。

图5为盖体的俯视图。

图中：1-支撑座，2-直线轴承，3-穿刺杆套，4-穿刺杆，5-螺母，6-杆尖，7-复位弹簧，8-弹簧座，9-滚珠座，10-滚珠，11-转盘，12-垫块，13-盖体，14-蜗杆减速机，15-转动伺服电机，16-转杆，17-连接套，18-角度盘，19-接近开关，20-圆台壳体，21-灯座，22-罐体，23-定位杆，24-定位板，25-螺纹杆，26-电机，27-支撑架，28-观察窗，29-安全阀，30-搅拌用电机，31-连接孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。

一种泡皮击碎试验装置，包括罐体22，盖体13，固定于盖体13上表面的蜗杆减速机14，与蜗杆减速机14输入轴同轴连接的转动伺服电机15，位于盖体13下方的支撑座1，贯穿支撑座1且固定于支撑座1内的至少一个直线轴承2，

所述蜗杆减速机14的输出轴下方同轴的安装有伸出盖体13的转杆16，转杆16上活套有固定于盖体13下表面的连接套17，所述连接套17下方与支撑座1固定连接或一体连接，所述转杆16底端通过支撑座1并且位于支撑座1下方转动安装有转盘11，每个直线轴承2内圈内分别固定有一个穿刺杆套3，穿刺杆套3的两端分别伸出直线轴承2外，位于支撑座1上方的穿刺杆套3内固定有穿刺杆4，所述穿刺杆4顶部螺纹配合有螺母5，所述螺母5上方螺纹配合有杆尖6，所述杆尖6包括与螺母5螺纹配合的圆柱体以及与圆柱体一体成型的椎体，位于支撑座1下方的穿刺杆套3上活套有复位弹簧7，位于复位弹簧7下方的穿刺杆套3端部设有与复位弹簧7止位配合的弹簧座8，所述弹簧座8下方设有滚珠座9，所述滚珠座9内滚动设有滚珠10，所述滚珠10伸出滚珠座9并且与转盘11滚动配合，且位于滚珠10滚动路径上的转盘11上安装有与滚珠10滚动支撑配合的垫块12，与杆尖6相对的盖体13下表面对应的可拆卸安装有灯座21；

所述罐体22的罐壁上缘与罐体22中心线平行的设有至少三根定位杆23，每根定位杆23均贯穿盖体13边缘并且与盖体13之间呈间隙配合，位于盖体13上方的所有定位杆23端部均固定于定位板24上，所述定位板24中心沿罐体22中心线贯穿有螺纹杆25，位于蜗杆减速机14处的盖体13上方固定有支撑架27，螺纹杆25底部伸出定位板24后与支撑架27固定连接，定位板24上表面设有罐盖移动机构，所述罐盖移动机构包括电机26、同轴安装于电机26输出轴上的主锥齿轮、与主锥齿轮相啮合的从锥齿轮，所述从锥齿轮的内圆与螺纹杆25螺纹配合；

盖体13与罐体22扣合后，支撑座1和转盘11能够置于罐体22内，且所述罐体22上设有观察窗28。

灯泡的泡皮击碎试验时，根据灯泡的型号在盖体13下表面安装相应的灯座21，然后将灯泡安装于灯座21上，使得灯泡的泡皮向下，电机26正转且带动主锥齿轮旋转，进而带动从锥齿轮旋转，螺纹杆25向下运行，推动支撑架27以及盖体13沿定位杆23向下运行，直至与罐体22密封扣合后，关闭电机26。点亮灯泡，开启转动伺服电机15，带动蜗杆减速机14的输出轴转动，从而带动转盘11运行，滚珠10与转盘11之间滚动配合，穿刺杆套3不发生纵向位移；当转盘11转动至垫块12将滚珠10顶起时，且滚动10上升至垫块12最高点时，滚珠座9此时也上升至最高点，弹簧座8上升，复位弹簧7被压缩，穿刺杆套3沿着直线轴承2直线运动，带动穿刺杆4以及杆尖6向上运行，杆尖6击碎灯泡的泡皮，随后滚珠10由垫块12逐步下降至转盘11上表面，复位弹簧7控制弹簧座8恢复至初始位置，穿刺杆4以及杆尖6回到原来的位置高度。当灯泡的泡皮被击碎后，可通过观察窗28观察灼热的灯丝是否点燃周围环境中的可燃气体。并且可通过电脑终端显示该灯泡的电流通断情况，从而判断灯泡中灯丝的燃烧状态和燃烧时间。当灯丝烧断并且可燃气体未被点燃时，控制转盘11继续转动，进行下一个灯泡的泡皮的击碎试验。如果可燃气体被点燃，则试验结束，研究获得灯泡在可燃气体环境中的使用安全性。试验结束后，电机26反转且带动主锥齿轮旋转，进而带动从锥齿轮旋转，螺纹杆25向上运行，带动盖体13沿定位杆23向上运行，即可开启盖体13。具体应用时，所述罐体22上分别开有进气口和出气口，这样便于在罐体22内通入爆炸性气体（可燃性气体）。在本发明中，所述爆炸性气体可以为甲烷与空气的混合物，也可以为任意灯泡实际安装环境的气体。

在本发明中，所述垫块12在转盘11上的高度大于初始杆尖6至灯泡的泡皮之间的距离，且小于初始杆尖6至灯泡的灯丝之间的距离，这样就可以严格控制杆尖6的位移，避免损坏灯泡灯丝，避免对试验的影响，试验的控制精度高。灯座21的可拆卸安装使得可以根据灯泡的型号加工灯座21上的各种接口，增加系统的通用性。灯座21的可拆卸安装具体可使用螺纹连接，实施时，灯座21顶部开有外螺纹，盖体13相对应的开有带有内螺纹的孔，盖体13的开孔位置安装有电路接口，可通过稳压电源给灯座21处供电，同时通过设备的数据传输功能将各灯泡的电压电流数据传输并显示在电脑终端。本发明所述系统能够完成一次性完成多个泡皮击碎试验，提高试验效率，减少气体损耗。优选的，所述滚珠10在滚珠座9内只能发生旋转，不会在横向或纵向上发生位移。

因此，本发明所述的泡皮击碎试验装置，电脑终端能够采集灯泡的泡皮在被击碎后采集灯丝通电保持时间的相关数据。具体实施时，可在罐体22内设置自动点火装置，如试验完成后，可对罐内气体进行点燃引爆，以验证试验气体的配比是否符合试验要求。本发明所设计的盖体13的开合结构，定位准确，解决了其他类型罐盖由于使用次数多，需要定期调整的问题，减少了后期维护成本。

在本发明中，所述观察窗28优选的位于罐体22中部位置，这样便于更全面的观察灯丝在罐体22内的情况。

具体实施时，为了更容易的控制泡皮的击碎试验，所述转盘11上的垫块12数量为一个，且所有直线轴承2中心线围成的圆的圆心位于转盘11的转动中心线上。

为了实现试验的自动控制，所述蜗杆减速机14的输出轴上方固定有呈放射状的角度盘18，所述盖体13上表面支撑有检测呈放射状的角度盘18的放射端运动距离的接近开关19，呈放射状的角度盘18的放射端数量与直线轴承2的数量相等，且任意滚珠10滚动至垫块12最高点时，角度盘18上相对应的放射端与接近开关19之间的距离最近。如图4所示，所述角度盘18为十角星状，角度盘18的十个角（放射端）的方位与十个灯座21相对应，即任意滚珠10滚动至垫块12最高点时，角度盘18上相对应的放射端与接近开关19之间的距离最近。角度盘18与转盘11同步转动，当转盘11上的垫块12从一个穿刺杆4底部转动到下一个穿刺杆4底部时，角度盘18同步转动一个角，接近开关19每检测到一次角度盘18的这个变化，就代表穿刺杆4的一次击碎动作。当一个泡皮击碎后，观察灯泡中灯丝的燃烧状态和燃烧时间，以及是否点燃周围环境中的可燃气体。当灯丝烧断，并且可燃气体未被点燃后，通过外部连接在转动伺服电机15的PLC控制系统，控制转盘11继续转动，进行下一个泡皮的击碎试验。在本发明中，所述角度盘18的放射状结构可以为本领域任意的放射状结构，并且角度盘18上的相邻放射端之间的夹角可以全部相等、部分相等或者完全都不相等。但是为了便于对转盘11的控制，优选的角度盘18上的相邻放射端之间的夹角都相等，也就是说穿刺杆4沿圆周方向均布于支撑座1上。

为了避免转盘11在转动过程中发生上下位移以及转盘11表面高低不平（一边高、一边低）时，位于转杆16外的转盘11上表面固定连接或一体连接有与支撑座1下表面转动摩擦配合的圆台壳体20。

本发明进一步提供了两种垫块12的具体实施方式，为了方便滚珠10滚动至垫块12上，沿滚珠10滚动路径的垫块12的上表面为弧面结构；或者沿滚珠10滚动路径的垫块12为等腰三角柱结构，且等腰三角柱的顶角为圆角结构。

为了加强盖体13与罐体22的密封，位于所有定位杆23内侧的罐体22内缘设有与盖体13下表面密封配合的O型圈。

优选的，所述罐体22上设有搅拌用电机30，搅拌用电机30的输出轴伸入罐体22内且输出轴端部设有搅拌风叶。搅拌用电机30带动搅拌风叶旋转，可以实现罐体22内的混合气体的快速混合，达到预定的气体配比。

具体实施时，为了避免盖体13与罐体22过于闭合，也为了避免盖体13上升过高，位于所有定位杆23外侧的罐体22上缘安装有至少一检测盖体13的下位移传感器，位于所有定位杆23外侧的盖体13外缘安装有至少一检测定位板24的上位移传感器，下位移传感器和上位移传感器的信号输出端连接至控制单元上，控制单元将驱动信号发送至驱动器，所述驱动器接收驱动信号后驱动电机26启动或关闭。向下运行的盖体13运行至预定位置后，下位移传感器将位移信号输入至控制单元，控制单元将驱动信号发送至驱动器，驱动器接收驱动信号后驱动电机26停止正转，可以避免盖体13与罐体22过于闭合对盖体13或罐体22上缘造成损伤、发生变形，当然也可以避免对O型圈的损伤。向上运行的盖体13运行至预定位置后，上位移传感器将位移信号输入至控制单元，控制单元将驱动信号发送至驱动器，驱动器接收驱动信号后驱动电机26停止反转，这样可以避免盖体13上升过高使得支撑架27对定位板24造成损伤或发生变形。

由于灯泡被击碎后，灼热的灯丝可能会引爆爆炸性气体，为了避免爆炸产生的冲击气体将盖体13顶开，优选的，所述罐体22上缘向外延伸形成环形外缘，环形外缘以及盖体13外缘上对应的开有若干连接孔31，环形外缘与盖体13外缘通过穿入连接孔31的螺栓螺母组件固定连接在一起。

具体实施时，所述罐体22上设有安全阀29。提高试验安全性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种泡皮击碎试验装置，其特征在于，包括罐体（22），盖体（13），固定于盖体（13）上表面的蜗杆减速机（14），与蜗杆减速机（14）输入轴同轴连接的转动伺服电机（15），位于盖体（13）下方的支撑座（1），贯穿支撑座（1）且固定于支撑座（1）内的至少一个直线轴承（2），

所述蜗杆减速机（14）的输出轴下方同轴的安装有伸出盖体（13）的转杆（16），转杆（16）上活套有固定于盖体（13）下表面的连接套（17），所述连接套（17）下方与支撑座（1）固定连接或一体连接，所述转杆（16）底端通过支撑座（1）并且位于支撑座（1）下方转动安装有转盘（11），每个直线轴承（2）内圈内分别固定有一个穿刺杆套（3），穿刺杆套（3）的两端分别伸出直线轴承（2）外，位于支撑座（1）上方的穿刺杆套（3）内固定有穿刺杆（4），所述穿刺杆（4）顶部螺纹配合有螺母（5），所述螺母（5）上方螺纹配合有杆尖（6），所述杆尖（6）包括与螺母（5）螺纹配合的圆柱体以及与圆柱体一体成型的椎体，位于支撑座（1）下方的穿刺杆套（3）上活套有复位弹簧（7），位于复位弹簧（7）下方的穿刺杆套（3）端部设有与复位弹簧（7）止位配合的弹簧座（8），所述弹簧座（8）下方设有滚珠座（9），所述滚珠座（9）内滚动设有滚珠（10），所述滚珠（10）伸出滚珠座（9）并且与转盘（11）滚动配合，且位于滚珠（10）滚动路径上的转盘（11）上安装有与滚珠（10）滚动支撑配合的垫块（12），与杆尖（6）相对的盖体（13）下表面对应的可拆卸安装有灯座（21）；

所述罐体（22）的罐壁上缘与罐体（22）中心线平行的设有至少三根定位杆（23），每根定位杆（23）均贯穿盖体（13）边缘并且与盖体（13）之间呈间隙配合，位于盖体（13）上方的所有定位杆（23）端部均固定于定位板（24）上，所述定位板（24）中心沿罐体（22）中心线贯穿有螺纹杆（25），位于蜗杆减速机（14）处的盖体（13）上方固定有支撑架（27），螺纹杆（25）底部伸出定位板（24）后与支撑架（27）固定连接，定位板（24）上表面设有罐盖移动机构，所述罐盖移动机构包括电机（26）、同轴安装于电机（26）输出轴上的主锥齿轮、与主锥齿轮相啮合的从锥齿轮，所述从锥齿轮的内圆与螺纹杆（25）螺纹配合；

盖体（13）与罐体（22）扣合后，支撑座（1）和转盘（11）能够置于罐体（22）内，且所述罐体（22）上设有观察窗（28）；

所述转盘（11）上的垫块（12）数量为一个，且所有直线轴承（2）中心线围成的圆的圆心位于转盘（11）的转动中心线上；

位于转杆（16）外的转盘（11）上表面固定连接或一体连接有与支撑座（1）下表面转动摩擦配合的圆台壳体（20）；

沿滚珠（10）滚动路径的垫块（12）的上表面为弧面结构；或者沿滚珠（10）滚动路径的垫块（12）为等腰三角柱结构，且等腰三角柱的顶角为圆角结构。

2.根据权利要求1所述的一种泡皮击碎试验装置，其特征在于，所述蜗杆减速机（14）的输出轴上方固定有呈放射状的角度盘（18），所述盖体（13）上表面支撑有检测呈放射状的角度盘（18）的放射端运动距离的接近开关（19），呈放射状的角度盘（18）的放射端数量与直线轴承（2）的数量相等，且任意滚珠（10）滚动至垫块（12）最高点时，角度盘（18）上相对应的放射端与接近开关（19）之间的距离最近。

3.根据权利要求1或2所述的一种泡皮击碎试验装置，其特征在于，位于所有定位杆（23）内侧的罐体（22）内缘设有与盖体（13）下表面密封配合的O型圈。

4.根据权利要求1或2所述的一种泡皮击碎试验装置，其特征在于，所述罐体（22）上设有搅拌用电机（30），搅拌用电机（30）的输出轴伸入罐体（22）内且输出轴端部设有搅拌风叶。

5.根据权利要求1或2所述的一种泡皮击碎试验装置，其特征在于，位于所有定位杆（23）外侧的罐体（22）上缘安装有至少一检测盖体（13）的下位移传感器，位于所有定位杆（23）外侧的盖体（13）外缘安装有至少一检测定位板（24）的上位移传感器，下位移传感器和上位移传感器的信号输出端连接至控制单元上，控制单元将驱动信号发送至驱动器，所述驱动器接收驱动信号后驱动电机（26）启动或关闭。

6.根据权利要求1或2所述的一种泡皮击碎试验装置，其特征在于，所述罐体（22）上缘向外延伸形成环形外缘，环形外缘以及盖体（13）外缘上对应的开有若干连接孔（31），环形外缘与盖体（13）外缘通过穿入连接孔（31）的螺栓螺母组件固定连接在一起。

7.根据权利要求1或2所述的一种泡皮击碎试验装置，其特征在于，所述罐体（22）上设有安全阀（29）。