CN113175906A - 一种测量装置及其球阀三体压缩量的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种测量装置及其球阀三体压缩量的测量方法，包括：工作台、压板和驱动机构，驱动机构通过传动机构驱动工作台和/或压板，使工作台与压板相向运动或相背运动，工作台与压板之间用于测量球阀内的三体的长度、未装有三体的球阀的长度以及装有三体的球阀的长度；三体包括球体及两密封环；工作台上设有第一测量座，压板上设有第二测量座，第二测量座与第一测量座相正对，第一测量座和第二测量座分别用于抵压球阀的两端或两密封环。本发明可以直接准确地测量三体的压缩量，根据测量的三体的压缩量来调整装配阀盖的扭力值，装配后密封环处于弹性变形区内，阀门密封性好，用户使用时扭力小，手感轻，阀门使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及球阀的技术领域，尤其涉及一种测量装置及其球阀三体压缩量的测量方法。
背景技术
球阀的密封分为两部分，一部分是阀杆的密封，另一部分是阀座的密封。在预紧力或流体压力作用下，阀座与球体压紧，并使阀座材料产生弹塑性变形而达到密封，其密封效果取决于阀座在流体压力或预紧力的作用下，能够补偿球体不圆度和表面微观不平度的程度，因此，阀座与球体之间必需具有足够大的密封比压。若密封比压大，即阀座变形量大，可以保障阀门不泄漏，但阀门使用起来，扭力大，手感重，阀座材料长期处于塑性变形，阀门使用寿命会大幅缩短；为减小扭力，获得较好的手感，减小密封比压，阀座变形量减少，但又存在阀泄漏的风险。阀门设计时可以根据流体力学，以及现代化的设计软件模拟，获得阀座与球体之间最佳的密封比压，即两个密封环与球体之间的三体的压缩量。
但实际的三体的压缩量是在阀门装配时，根据设定的扭力值，通过扭力扳手将阀盖安装在阀体的过程来控制的，三体压缩量是否达到设计要求，目前仅是通过用卡尺或塞尺测量阀体与阀盖之间尺寸来间接判断，依靠员工的经验，极不准确。因三体安装在阀体中，三体的压缩量不能直接测量，因此，一种可直接测量三体压缩量的方法和装置是必不可少的。
发明内容
针对现有的球阀内的三体的压缩量存在难测量的上述问题，现旨在提供一种测量装置及其球阀三体压缩量的测量方法，可以直接准确地测量三体的压缩量，根据测量的三体的压缩量来调整装配阀盖的扭力值，装配后密封环处于弹性变形区内，阀门密封性好，用户使用时扭力小，手感轻，阀门使用寿命长，可以将每个批次的零部件的尺寸匹配性达到最佳，提升装配试压合格率，减少返工，有助于提高生产效率。
具体技术方案如下：
一种测量装置，包括：工作台、压板和驱动机构，所述驱动机构通过传动机构驱动所述工作台和/或所述压板，使所述工作台与所述压板相向运动或相背运动，所述工作台与所述压板之间用于测量球阀内的三体的长度、未装有所述三体的所述球阀的长度以及装有所述三体的所述球阀的长度；
所述三体包括球体及设于所述球体的两端的密封环；
所述工作台上设有第一测量座，所述压板上设有第二测量座，所述第二测量座与所述第一测量座相正对，所述第一测量座和所述第二测量座分别用于抵压所述球阀的两端或两所述密封环；
当所述第一测量座和所述第二测量座分别抵压两所述密封环时，所述球体的两端分别伸入所述第一测量座、所述第二测量座内。
上述的测量装置，其中，还包括：限位座，所述限位座设于所述第一测量座上，所述第二测量座和所述限位座分别与两所述密封环相抵，所述球体的两端分别伸入所述限位座、所述第二测量座内。
上述的测量装置，其中，所述第一测量座上设有第一凹槽，所述第二测量座上设有第二凹槽，所述限位座嵌设于所述第一凹槽内，所述限位座上设有第三凹槽，所述第二凹槽与所述第三凹槽相正对，所述球体的两端分别伸入所述第二凹槽、所述第三凹槽内；
所述第一凹槽、所述第二凹槽和所述第三凹槽均呈圆柱状设置，所述第二凹槽的内径与所述密封环的内径相等。
上述的测量装置，其中，所述限位座上设有环槽，位于所述三体的下端的所述密封环设于所述环槽内，所述环槽呈圆环状设置，所述环槽与所述第三凹槽的上端的外周相连通，所述第三凹槽的中心轴线与所述环槽的中心轴线重合，所述环槽的外径与所述密封环的外径相等。
上述的测量装置，其中，所述驱动机构包括：电机和减速机，所述电机与所述减速机传动连接，所述减速机通过所述传动机构与所述压板传动连接。
上述的测量装置，其中，所述传动机构包括：丝杆、丝杆丝母和导向组件，所述减速机与所述丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端与所述工作台转动连接，所述丝杆丝母活动设于所述丝杆上，所述丝杆丝母通过所述导向组件与所述压板传动连接。
上述的测量装置，其中，所述导向组件包括：拉板和若干导杆，所述拉板与所述丝杆丝母连接，所述拉板通过若干所述导杆与所述压板连接。
上述的测量装置，其中，所述电机为伺服电机，所述伺服电机还用于测量所述球阀的长度和所述三体的长度。
上述的测量装置，其中，所述第二测量座或所述压板上设有传感器。
上述的测量装置，其中，还包括：框架，所述工作台与所述框架固定连接，所述框架上设有触摸屏。
一种球阀三体压缩量的测量方法，其中，使用于上述的任意一项所述的测量装置，还测量方法包括：
步骤S1：将所述限位座放置于所述第一测量座上，并将所述三体放置于所述限位座上，使位于所述三体的下端的所述密封环与所述限位座限位；
步骤S2：所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述压板下压，使所述第二测量座与位于所述三体的上端的所述密封环相抵，测出所述三体的长度L1；
步骤S3：所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述压板上移，从所述限位座上取下所述三体；
步骤S4：从所述第一测量座上取下所述限位座，并将未装有所述三体的所述球阀放置于所述第一测量座上，使该所述球阀的下端与所述第一测量座相抵；
步骤S5：所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述压板下压，使所述第二测量座与该未装有所述三体的所述球阀的上端相抵，测出未装有所述三体的所述球阀的长度L2；
步骤S6：所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述压板上移，从所述第一测量座上取下未装有所述三体的所述球阀；
步骤S7：将所述三体装入该所述球阀内，并将装有所述三体的所述球阀放置于所述第一测量座上；
步骤S8：所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述压板下压，使所述第二测量座与该装有所述三体的所述球阀的上端相抵，测出装有所述三体的所述球阀的长度L3；
步骤S9：所述三体的压缩量L4＝L1+L2-L3，计算得出所述三体的压缩量。上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：
本发明可以直接准确地测量三体的压缩量，根据测量的三体的压缩量来调整装配阀盖的扭力值，装配后密封环处于弹性变形区内，阀门密封性好，用户使用时扭力小，手感轻，阀门使用寿命长，可以将每个批次的零部件的尺寸匹配性达到最佳，提升装配试压合格率，减少返工，有助于提高生产效率。
附图说明
图1为本发明一种测量装置的测量球阀的三体的抵压状态下的整体结构示意图；
图2为本发明一种测量装置的测量球阀的三体的初始状态下的整体结构示意图；
图3为本发明一种测量装置的测量球阀的三体的整体结构示意图；
图4为本发明一种测量装置的图1中的A处放大图；
图5为本发明一种测量装置的图1中的B处放大图；
图6为本发明一种测量装置的测量未装有三体的球阀的局部放大图；
图7为本发明一种测量装置的测量装有三体的球阀的局部放大图；
附图中：1、工作台；2、压板；3、第一测量座；4、第二测量座；5、球阀；6、三体；7、密封环；8、球体；9、阀体；10、阀盖；11、驱动机构；12、传动机构；13、限位座；14、第一凹槽；15、第二凹槽；16、第三凹槽；17、电机；18、减速机；19、丝杆；20、丝杆丝母；21、导向组件；22、丝杆连轴器；23、拉板；24、导杆；25、框架；26、触摸屏；27、安装孔；28、第一连接块；29、第一凸起；30、第二凸起；31、第二连接块；32、第三凸起；33、轴承；34、导向柱；35、导套；36、限位柱；37、丝杆固定座；38、第一固定板；39、第二固定板；40、第一连接柱；41、第二连接柱；42、环槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1为本发明一种测量装置的测量球阀的三体的抵压状态下的整体结构示意图，图2为本发明一种测量装置的测量球阀的三体的初始状态下的整体结构示意图，图3为本发明一种测量装置的测量球阀的三体的整体结构示意图，图4为本发明一种测量装置的图1中的A处放大图，图5为本发明一种测量装置的图1中的B处放大图，图6为本发明一种测量装置的测量未装有三体的球阀的局部放大图，图7为本发明一种测量装置的测量装有三体的球阀的局部放大图，如图1至图7所示，示出了一种较佳实施例的测量装置，包括：工作台1、压板2和驱动机构11，驱动机构11通过传动机构12驱动工作台1和/或压板2，使工作台1与压板2相向运动或相背运动，工作台1与压板2之间用于测量球阀5内的三体6的长度、未装有三体6的球阀5的长度以及装有三体6的球阀5的长度；
进一步，作为一种较佳的实施例，三体6包括球体8及设于球体8的两端的密封环7；
进一步，作为一种较佳的实施例，工作台1上设有第一测量座3，压板2上设有第二测量座4，第二测量座4与第一测量座3相正对，第一测量座3和第二测量座4分别用于抵压球阀5的两端或两密封环7；
进一步，作为一种较佳的实施例，当第一测量座3和第二测量座4分别抵压两密封环7时，球体8的两端分别伸入第一测量座3、第二测量座4内。
优选的，未装有三体6的球阀包括阀体9和阀盖10，阀体9和阀盖10螺纹连接。
优选的，装有三体6的球阀5包括阀体9、阀盖10和三体6，阀体9和阀盖10螺纹连接，三体6的两端抵压于阀体9与阀盖10之间。
进一步，作为一种较佳的实施例，测量装置还包括：限位座13，限位座13设于第一测量座3上，第二测量座4和限位座13分别与两密封环7相抵，球体8的两端分别伸入限位座13、第二测量座4内。
进一步，作为一种较佳的实施例，第一测量座3上设有第一凹槽14，第二测量座4上设有第二凹槽15，限位座13嵌设于第一凹槽14内，限位座13上设有第三凹槽16，第二凹槽15与第三凹槽16相正对，球体8的两端分别伸入第二凹槽15、第三凹槽16内。
进一步，作为一种较佳的实施例，第一凹槽14、第二凹槽15和第三凹槽16均呈圆柱状设置，第二凹槽15的内径与密封环7的内径相等。
进一步，作为一种较佳的实施例，限位座13上设有环槽42，位于三体6的下端的密封环7设于环槽42内，环槽42呈圆环状设置，环槽42与第三凹槽16的上端的外周相连通，第三凹槽16的中心轴线与环槽42的中心轴线重合，环槽42的外径与密封环7的外径相等。
优选的，第一凹槽14、第二凹槽15、第三凹槽16的中心轴线重合。
优选的，限位座13的大小与环槽42的大小一致。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图7所示，驱动机构11包括：电机17和减速机18，电机17与减速机18传动连接，减速机18通过传动机构12与压板2传动连接。
本发明的进一步实施例中，传动机构12包括：丝杆19、丝杆丝母20和导向组件21，减速机18与丝杆19的一端传动连接，丝杆19的另一端与工作台1转动连接，丝杆丝母20活动设于丝杆19上，丝杆丝母20通过导向组件21与压板2传动连接。
优选的，丝杆19的下端通过丝杆连轴器22与减速机18连接。
优选的，传动机构12还包括：丝杆固定座37，丝杆19的下端安装于丝杆固定座37上。
本发明的进一步实施例中，导向组件21包括：拉板23和若干导杆24，拉板23与丝杆丝母20连接，拉板23通过若干导杆24与压板2连接。
优选的，拉板23和压板2上设有镂空结构，能够提高伺服电机的距离测量精度。
优选的，工作台1上设有若干导向柱34，每一导向柱34内固定设有导套35，若干导杆24分别与若干导套35滑动配合。
优选的，导套35的外周的上下两端均设有至少两限位柱36，位于导套35上下两端的两限位柱36分别与导向柱34的上下两端限位配合。
优选的，限位柱36与导套35插接、卡接、螺接等。
优选的，电机17启动，通过丝杆19与丝杆丝母20配合，带动拉板23和压板2升降。
优选的，导向组件21还包括：第一固定板38、第二固定板39、若干第一连接柱40和若干第二连接柱41，第一固定板38通过若干连接柱40与工作台1固定连接，第二固定板39通过若干第二连接柱41与第一固定板38固定连接，丝杆固定座37设于第一固定板39上，减速机18设于第二固定板39上。
本发明的进一步实施例中，电机17为伺服电机，伺服电机还用于测量球阀5的长度和三体的长度。
本发明的进一步实施例中，第二测量座4或压板2上设有传感器(图中未示出)。优选的，传感器检测到三体6的上端的密封环7受力平衡时，实时由电机17控制压板2停止运行。
本发明的进一步实施例中，测量装置还包括：框架25，工作台1与框架25固定连接，框架25上设有触摸屏26。
优选的，工作台1和压板2的中部均具有安装孔27，压板2上还设有第一连接块28，第一测量座3和第二测量座4上均设有第一凸起29，第一测量座3上的第一凸起29与工作台1上的安装孔27限位连接，第一连接块28上具有第二凸起30，第二测量座4上的第一凸起29、第一连接块28上具有第二凸起30分别与压板2上的安装孔27限位连接，第一连接块28通过螺栓与第二测量座4固定连接。
优选的，工作台上设有第二连接块31，第二连接块31上设有第三凸起32，第三凸起32与工作台1上的安装孔27限位连接，丝杆19的上端通过轴承33与第二连接块31转动连接。
优选的，限位连接包括抵接、卡接、插接、螺接等。
优选的，第一测量座3和第二测量座4均呈圆柱状设置，两第一凸起29均呈圆柱状设置，两安装孔27均呈圆柱状设置，两第一凸起29的中心轴线分别与第一测量座3的中心轴线、第二测量座4的中心轴线相重合。
本发明还示出了一种球阀三体压缩量的测量方法，使用于上述的测量装置，测量方法包括：
步骤S1：将限位座13放置于第一测量座3上，并将三体6放置于限位座13上，使位于三体6的下端的密封环7与限位座13限位配合，该密封环7分别与限位座13的径向、限位座13的轴向均限位；
步骤S2：驱动机构11通过传动机构12驱动压板2下压，使第二测量座4与位于三体6的上端的密封环7相抵，测出三体的长度L1；
步骤S3：驱动机构11通过传动机构12驱动压板2上移，从限位座13上取下三体6；
步骤S4：从第一测量座3上取下限位座13，并将未装有三体6的球阀5放置于第一测量座3上，使该球阀5的下端与第一测量座3相抵；
步骤S5：驱动机构11通过传动机构12驱动压板2下压，使第二测量座4与该未装有三体6的球阀5的上端相抵，测出未装有三体6的球阀5的长度L2；
步骤S6：驱动机构11通过传动机构12驱动压板2上移，从第一测量座3上取下未装有三体6的球阀5；
步骤S7：将三体6装入该球阀5内，并将装有三体6的球阀5放置于第一测量座3上；
步骤S8：驱动机构11通过传动机构12驱动压板2下压，使第二测量座4与该装有三体6的球阀5的上端相抵，测出装有三体6的球阀5的长度L3；
步骤S9：三体6的压缩量L4＝L1+L2-L3，计算得出三体6的压缩量。
本发明可以直接准确地测量三体6压缩量，根据测量的三体6的压缩量来调整装配阀盖10的扭力值，装配后密封环处于弹性变形区内，阀门密封性好，用户使用时扭力小，手感轻，阀门使用寿命长。另外，因阀门是由多个零件组装的，每个零件的尺寸都存在公差，通过本装置检测每个批次的三体的尺寸L1、未装有三体6的球阀5的空载尺寸L2，可以将每个批次的零部件的尺寸匹配性达到最佳，提升装配试压合格率，减少返工，有助于提高生产效率。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种测量装置，其特征在于，包括：工作台、压板和驱动机构，所述驱动机构通过传动机构驱动所述工作台和/或所述压板，使所述工作台与所述压板相向运动或相背运动，所述工作台与所述压板之间用于测量球阀内的三体的长度、未装有所述三体的所述球阀的长度以及装有所述三体的所述球阀的长度；
所述三体包括球体及设于所述球体的两端的密封环；
所述工作台上设有第一测量座，所述压板上设有第二测量座，所述第二测量座与所述第一测量座相正对，所述第一测量座和所述第二测量座分别用于抵压所述球阀的两端或两所述密封环；
当所述第一测量座和所述第二测量座分别抵压两所述密封环时，所述球体的两端分别伸入所述第一测量座、所述第二测量座内。
2.根据权利要求1所述测量装置，其特征在于，还包括：限位座，所述限位座设于所述第一测量座上，所述第二测量座和所述限位座分别与两所述密封环相抵，所述球体的两端分别伸入所述限位座、所述第二测量座内。
3.根据权利要求2所述测量装置，其特征在于，所述第一测量座上设有第一凹槽，所述第二测量座上设有第二凹槽，所述限位座嵌设于所述第一凹槽内，所述限位座上设有第三凹槽，所述第二凹槽与所述第三凹槽相正对，所述球体的两端分别伸入所述第二凹槽、所述第三凹槽内；
所述第一凹槽、所述第二凹槽和所述第三凹槽均呈圆柱状设置，所述第二凹槽的内径与所述密封环的内径相等。
4.根据权利要求3所述测量装置，其特征在于，所述限位座上设有环槽，位于所述三体的下端的所述密封环设于所述环槽内，所述环槽呈圆环状设置，所述环槽与所述第三凹槽的上端的外周相连通，所述第三凹槽的中心轴线与所述环槽的中心轴线重合，所述环槽的外径与所述密封环的外径相等。
5.根据权利要求2所述测量装置，其特征在于，所述驱动机构包括：电机和减速机，所述电机与所述减速机传动连接，所述减速机通过所述传动机构与所述压板传动连接。
6.根据权利要求3所述测量装置，其特征在于，所述传动机构包括：丝杆、丝杆丝母和导向组件，所述减速机与所述丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端与所述工作台转动连接，所述丝杆丝母活动设于所述丝杆上，所述丝杆丝母通过所述导向组件与所述压板传动连接。
7.根据权利要求4所述测量装置，其特征在于，所述导向组件包括：拉板和若干导杆，所述拉板与所述丝杆丝母连接，所述拉板通过若干所述导杆与所述压板连接。
8.根据权利要求4所述测量装置，其特征在于，所述电机为伺服电机，所述伺服电机还用于测量所述球阀的长度和所述三体的长度。
9.根据权利要求2所述测量装置，其特征在于，所述第二测量座或所述压板上设有传感器。
10.一种球阀三体压缩量的测量方法，其特征在于，使用于权利要求2至9中任意一项所述的测量装置，所述测量方法包括：
步骤S1：将所述限位座放置于所述第一测量座上，并将所述三体放置于所述限位座上，使位于所述三体的下端的所述密封环与所述限位座限位；
步骤S2：所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述压板下压，使所述第二测量座与位于所述三体的上端的所述密封环相抵，测出所述三体的长度L1；
步骤S3：所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述压板上移，从所述限位座上取下所述三体；
步骤S4：从所述第一测量座上取下所述限位座，并将未装有所述三体的所述球阀放置于所述第一测量座上，使该所述球阀的下端与所述第一测量座相抵；
步骤S5：所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述压板下压，使所述第二测量座与该未装有所述三体的所述球阀的上端相抵，测出未装有所述三体的所述球阀的长度L2；
步骤S6：所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述压板上移，从所述第一测量座上取下未装有所述三体的所述球阀；
步骤S7：将所述三体装入该所述球阀内，并将装有所述三体的所述球阀放置于所述第一测量座上；
步骤S8：所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述压板下压，使所述第二测量座与该装有所述三体的所述球阀的上端相抵，测出装有所述三体的所述球阀的长度L3；
步骤S9：所述三体的压缩量L4＝L1+L2-L3，计算得出所述三体的压缩量。
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