CN111623916A - 一种螺纹连接挤压发火测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种螺纹连接挤压发火测试装置。该装置由仪器主体、工控箱和监测系统组成；仪器主体由箱体、测试部分和运动控制模块组成。箱体具有防爆、泄爆等功能；测试部分实现远程控制机械运动单元对螺纹进行紧固、控制驱动装置实现远程卸料以及控制水泵清洗导轨槽上的残余火药，保证实验安全可靠。监控系统实现实验进程实时观测、存档，方便后期数据比对。本装置电气部分具有静电防护措施，保证实验安全、可靠。

Description

一种螺纹连接挤压发火测试装置
技术领域
本发明涉防爆泄爆领域，具体涉及一种螺纹连接挤压发火测试装置。
背景技术
在火工品生产、装配厂房中，有很多涉及到拧紧螺母的操作，如果螺纹面或螺母中有残留火药，人员对螺栓进行紧固时，由于在拧紧的瞬间产生的扭矩以及螺母与螺栓之间产生摩擦等原因，可能会引燃残余火药。查遍国内外的相关资料，没有发现可以检测出火药燃爆时产生的扭矩值的装置。
在这类企业，如果发生燃烧爆炸事故，会造成重大的人员伤亡和财产损失。
发明内容
本发明目的在于提供一种螺纹连接挤压发火测试装置，为保证厂房中的工作人员安全，检测出携带火药的螺纹和螺母在进行紧固，发生燃爆时的扭矩值，此装置具有使用安全、操作简单、便于维护等优点。
为解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明公开一种螺纹连接挤压发火装置。
该装置包括测试部分装置、装置主体和监控系统；测试部分装置通过固定座立板与装置主体相连，用于实现远程控制的机械运动单元对螺纹进行紧固、控制驱动装置实现远程卸料以及控制水泵清洗导轨槽上的残余火药，保证实验安全可靠；监控系统可通过摄像头固定架固定在可视窗前方用于固定摄像头，确保实验进程实时观测、存档，方便后期数据比对；设有箱体具有防爆、泄爆功能；
机械运动单元由直线步进电机、伺服电机、减速机、扭矩传感器、止动环与旋转头组成；
箱体分为箱体主体、侧门板、上方泄爆盖板、挡水板、LED射灯和微型电动隔离水泵；箱体主体中间设置有挡水板，保护测试部分模块；箱体主体前端设置有可视窗，监控系统通过可视窗观察实验情况；箱体底部设有水槽。
本发明相对于现有技术相比具有显著优点：
(1)本发明是现有的唯一针对高药量火工品进行螺纹连接挤压发火测试的实验装置；
(2)本发明更加接近实际操作情况；
(3)本发明防火、防爆，实验过程安全可靠。
附图说明
图1为本发明提供的螺纹连接挤压发火测试装置的主视图。
图2为本发明提供的螺纹连接挤压发火测试装置的侧视图。
图3为本发明提供的螺纹连接挤压发火测试装置的俯视图。
图4为本发明提供的机械运动单元主视图。
图5为本发明提供的运动控制模块俯视图。
其中1为测试部分装置；2为箱体主体；3为仪器扶手；4为仪器支脚；5为监控系统；6为上方泄爆盖板；7为可视窗；8为送料器；9为摄像头固定架；10为侧门板；11为喷水管；12为微型电动隔离水泵；13为固定架；14为不锈钢水槽；15为机械运动单元；16为吸水管；17为挡水板；18为LED射灯；19为导轨槽；20为小护板；21为伺服电机；22为直线步进电机；23为减速机；24扭矩传感器；25为传感器吊装板；26为扭矩传感器固定板；27为旋转头；28为转轴；29为止动环；30拉伸弹簧支柱；31为拉伸弹簧；32摇杆；33摆杆；34为推杆；35为管式电磁铁；36为连杆；37为固定座立板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细的说明。
一种螺纹连接挤压发火装置，该装置由仪器主体、工控箱和监测系统组成。仪器主体由箱体、测试部分和运动控制模块组成。箱体采用304不锈钢制成，具有防爆、泄爆等功能；测试部分实现远程控制机械运动单元对螺纹进行紧固、控制驱动装置实现远程卸料以及控制水泵清洗导轨槽上的残余火药，保证实验安全可靠。监控系统实现实验进程实时观测、存档，方便后期数据比对。本装置电气部分具有静电防护措施，保证实验安全、可靠。
在实验时考虑到静电对实验样品的影响，避免电荷在仪器上累积，所选用的材料导电性能良好，并配有接地铜线及时放电，保证实验人员的安全。
根据实际室内光照情况，决定是否打开LED射灯，为摄像机提供一个良好的拍摄环境，让实验人员更加清晰观测到实验情况。
当螺纹与螺母之间达到预定的扭矩值，电机复位，管式电磁铁失去极性，连杆系统发生运动，从而使得拉伸弹簧开始变化，最后实现卸料功能。
微型电动隔离水泵在每次卸料完成后启动，吸水管浸入不锈钢水槽中，喷水管依靠固定架固定在进料槽上方，喷水管管口对准进料槽，作用是可以及时清洗进料槽上残留的火药，为下次实验提供一个整洁的实验环境以及防止燃爆事故的发生。
扭矩传感器的作用为，当进行螺母紧固时，通过扭矩传感器测得螺纹与螺母之间的扭矩达到实验设定值时(实验设定的扭矩值为26N·m)，立即停止螺母转动，使电机复位；另一方面可以测得在进行紧固时，火药发生燃爆时的扭矩值。
测试部分通过工控箱与计算机相连，通过软件控制摄像、卸料以及清洗。
在仪器主体内下方配有水槽，实验前要在水槽内注水，水位不超过水槽高度的三分之二，防止卸料后水溢出，可保证已做完实验的火工品不会因意外情况被引燃以及为水泵提供循环水。
本发明提供一种螺纹连接挤压发火装置，具体为
一种螺纹连接挤压发火装置，该装置包括测试部分装置1、装置主体和监控系统5；测试部分装置通过固定座立板37与装置主体相连，用于实现远程控制机械运动单元15对螺纹进行紧固、控制驱动装置实现远程卸料以及控制水泵12清洗导轨槽19上的残余火药，保证实验安全可靠；监控系统5可通过摄像头固定架9固定在可视窗7前方用于固定摄像头5，确保实验进程实时观测、存档，方便后期数据比对；箱体采用304不锈钢制成，具有防爆、泄爆等功能；
机械运动单元15由直线步进电机22、伺服电机21、减速机23、扭矩传感器24、止动环29与旋转头27组成。
箱体分为箱体主体2、侧门板10、上方泄爆盖板6、挡水板17、LED射灯18和微型电动隔离水泵12。箱体主体中间设置有挡水板17，保护测试部分模块。箱体主体前端设置有可视窗7，监控系统通过可视窗观察实验情况；箱体底部设有水槽14。
箱体主体右侧具有水槽入口，上方具有测试装置入口，右侧设有送料器8，送料器外设有小护板20，中部设置有挡水板17与箱体左右壳体焊接，两侧还固定有仪器扶手3，底部设有仪器支脚4。
盖板留有180mm*210mm测试装置入口，入口距离前边缘110mm，距离左右边缘均为120mm，泄爆孔孔径为5mm，两个泄爆孔中心距离为10mm，泄爆孔距离盖板边缘均为15mm。
挡水板17长404mm，宽304mm，其作用在于可以防止测试部分模块进水。
根据室内根据实际室内光照情况，决定是否开LED射灯18，来得到比较好的观测效果。
水泵12安装在箱体壳体外侧，吸水管16浸入不锈钢水槽14中，喷水管11依靠固定架13固定在进料槽上方，喷水管11管口对准进料槽，作用在于在每次卸料结束之后，可以及时清洗进料槽上残留的火药，为下次实验提供一个整洁的实验环境以及防止燃爆事故的发生。
所述的运动控制模块为一整套连杆系统，可以实现远程卸料功能。
驱动装置由拉伸弹簧支柱30、拉伸弹簧31、管式电磁铁35、连杆36、摇杆32、推杆34以及摆杆33组成，当电机复位后，管式电磁铁35失去极性，连杆系统发生运动，从而使得拉伸弹簧31开始变化，最后实现卸料功能。
机械运动单元15可以实现对螺母的紧固以及电机复位等功能。
直线进步电机22把内部的旋转运动转化为线性运动。
旋转头27安装在扭矩传感器固定板26下侧，所述的旋转头27内可以嵌入一个M10六角螺母，其作用在于当旋转头对准螺母时，可以带动螺母左右旋转，使螺栓螺母拧入量适当。
扭矩传感器24安装在传感器吊装板25和扭矩传感器固定板26下侧，当进行螺母紧固时，通过扭矩传感器24测得螺纹与螺母之间的扭矩达到实验设定值时(实验设定的扭矩值为26N·m)，立即停止螺母转动，使电机复位；另一方面可以测得在进行紧固时，火药发生燃爆时的扭矩值。
止动环29安装在转轴28下侧，当达到设定扭矩值时，止动环29发生作用，终止转轴28的运动。
水槽14，卸料时样品落入水槽中，保证其不发生燃爆事故，另一方面可以为水泵12提供循环水。
按照电气连接要求，依次连接试验设备(仪器主体、工控箱、监控系统5、计算机)。
实验前通过万用表导通档检测备用接地刷与仪器是否构成回路，备用接地刷与接地线连接在同一金属导轨不同接地点。
实验开始前检查连接好电源，打开工控箱电源，设置或检查软件设置参数是否正确，确保仪器处于工作状态，向水槽内注满水，且无异常。选择或保证实时视频监控或者视频录制，并调整好摄像头5焦距。
操作人员取一个试样进行放料。将测试螺母放至导轨槽19上(注意不要触碰到药品，放置时轻拿轻放)，沿导轨槽19方向用推杆将测试螺母推至测试处，当操作员回到控制间后，并确保实验间无实验人员后，方可进行后续实验。
点击开始试验，当螺母与螺纹之间达到设定的扭矩时，电机复位，此时运动控制装置会自动卸料，样品会掉入水槽14中，点击清洗，水泵12会自动清洗进料槽，这样就为一次完整的试验。默认试验开始时自动存储视频，试验结束自动停止录制。

Claims (10)

1.一种螺纹连接挤压发火装置，其特征在于，该装置包括测试部分装置(1)、装置主体和监控系统(5)；测试部分装置通过固定座立板(37)与装置主体相连，用于实现远程控制的机械运动单元(15)对螺纹进行紧固、控制驱动装置实现远程卸料以及控制水泵(12)清洗导轨槽(19)上的残余火药，保证实验安全可靠；监控系统(5)可通过摄像头固定架(9)固定在可视窗(7)前方用于固定摄像头(5)，确保实验进程实时观测、存档，方便后期数据比对；设有箱体具有防爆、泄爆功能；
机械运动单元(15)由直线步进电机(22)、伺服电机(21)、减速机(23)、扭矩传感器(24)、止动环(29)与旋转头(27)组成；
箱体分为箱体主体(2)、侧门板(10)、上方泄爆盖板(6)、挡水板(17)、LED射灯(18)和微型电动隔离水泵(12)；箱体主体中间设置有挡水板(17)，保护测试部分模块；箱体主体前端设置有可视窗(7)，监控系统通过可视窗观察实验情况；箱体底部设有水槽(14)。
2.根据权利要求1螺纹连接挤压发火装置，其特征在于，所述箱体主体右侧具有水槽入口，上方具有测试装置入口，右侧设有送料器(8)，送料器外设有小护板(20)，中部设置有挡水板(17)与箱体左右壳体固定连接，两侧还固定有仪器扶手(3)，底部设有仪器支脚(4)。
3.根据权利要求1所述的螺纹连接挤压发火装置，其特征在于，上方泄爆盖板(6)，留有180mm*210mm测试装置入口，入口距离前边缘110mm，距离左右边缘均为120mm，泄爆孔孔径为5mm，两个泄爆孔中心距离为10mm，泄爆孔距离盖板边缘均为15mm；所述的挡水板(17)长404mm，宽304mm，其作用在于可以防止测试部分模块进水。
4.根据权利要求1所述的螺纹连接挤压发火装置，其特征在于，LED射灯(18)，根据室内根据实际室内光照情况，决定是否开灯，来得到比较好的观测效果。
5.根据权利要求1所述的螺纹连接挤压发火装置，其特征在于，微型电动隔离水泵(12)安装在箱体壳体外侧，吸水管(16)浸入不锈钢水槽(14)中，喷水管(11)依靠固定架(13)固定在进料槽上方，喷水管(11)管口对准进料槽，用于在每次卸料结束之后，可以及时清洗进料槽上残留的火药，为下次实验提供一个整洁的实验环境以及防止燃爆事故的发生。
6.根据权利要求1所述的螺纹连接挤压发火装置，其特征在于，所述的运动控制模块为一整套连杆系统，可以实现远程卸料功能；所述的驱动装置由拉伸弹簧支柱(30)、拉伸弹簧(31)、管式电磁铁(35)、连杆(36)、摇杆(32)、推杆(34)以及摆杆(33)组成，当电机复位后，管式电磁铁(35)失去极性，连杆系统发生运动，从而使得拉伸弹簧(31)开始变化，最后实现卸料功能。
7.根据权利要求1所述的螺纹连接挤压发火装置，其特征在于，所述的机械运动单元(15)，所述的机械运动单元(15)可以实现对螺母的紧固以及电机复位功能；所述的直线进步电机(22)，把内部的旋转运动转化为线性运动。
8.根据权利要求1所述的螺纹连接挤压发火装置，其特征在于，旋转头(27)，安装在扭矩传感器固定板(26)下侧，所述的旋转头内可以嵌入一个M10六角螺母，其作用在于当旋转头对准螺母时，可以带动螺母左右旋转，使螺栓螺母拧入量适当；，扭矩传感器(24)，安装在传感器吊装板(25)和扭矩传感器固定板(26)下侧，当进行螺母紧固时，通过扭矩传感器(24)测得螺纹与螺母之间的扭矩达到实验设定值时(实验设定的扭矩值为26N·m)，立即停止螺母转动，使电机复位；另一方面可以测得在进行紧固时，火药发生燃爆时的扭矩值；所述的止动环(29)，安装在转轴(28)下侧，当达到设定扭矩值时，止动环(29)发生作用，终止转轴(28)的运动。
9.根据权利要求2所述的螺纹连接挤压发火装置，其特征在于，水槽(14)卸料时样品落入水槽中，保证其不发生燃爆事故，另一方面可以为水泵(12)提供循环水。
10.根据权利要求2所述的螺纹连接挤压发火装置，其特征在于，.箱体采用304不锈钢制成。
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