CN113588436B - 一种气瓶的水压称重及烘干方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种气瓶的水压称重及烘干方法，包括伴随称重的水压测试及完成水压测试后的倒水烘干两部分主要工序。其中在试验机的水压翻转架上安装涡轮升降机，并将压力传感器模块固定装接于涡轮升降机的顶部内侧，由此利用涡轮升降机对气瓶的高度升降控制，在单次吊装上料的情况下实现水压测试及其前后的两次称重，并且改善排水烘干的通气切换控制和流向，以达到较快速度完成内腔完全干燥、出料。本发明方法的应用，通过设备改造在现有水压测试如常进行的前提下实现了吊装上料后的两次自动化称重读取，与此同时对于水压测试后的气瓶改善烘干工艺，缩短烘干时间50%以上，以更低的生产成本和安全风险获得更优的产品烘干质量和内观品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业气瓶制后加工设备，尤其涉及一种针对高重量、长瓶身的钢制气瓶进行集中水压测试、称重并烘干处理的改良方法。
背景技术
随着人们对环境保护要求的提高，天然气、氢气这些新兴能源将得到进一步开发利用。为了更方便地利用这些新兴能源，专用于存储特种气体的工业用气瓶得到发展，与之配套的工业高压气瓶应运而生。这种工业高压气瓶作为特殊的高压容器不仅需要特殊的生产工艺及定制设备来生产，还要有配套检测这些气瓶是否达标的技术解决方案，水压外测测压试验机及水压测试后气瓶内壁快速烘干设备便成为相配套的关键设备。
然而，现有的水压外测测压试验机本身不具有称重功能，气瓶产品制得后需要单独人工称重、二次转移，对于毛重大于5吨的气瓶称重，人工及移栽机上下料效率均难以提高，且存在较高的安全风险。
同时，在完成水压测试后需要完全倾倒气瓶中的水并使其内表面完全干燥化处理。如图1所示现有的烘干设备：气瓶通过倒水烘干架翻转到接近垂直状态而把气瓶内部水压测试的水从前端瓶口倾倒，再将蒸汽从前端瓶口通入气瓶中，需要能够提供压力稳定且足量的蒸汽才能把气瓶烘干。由于前端瓶口既要进蒸汽又要倒水，使其无法密封，在气瓶内部蒸汽压力升高时，前端瓶口会有大量蒸汽外泄，气瓶内部蒸汽很难上升到气瓶后端，普遍造成经过长达两个多小时的蒸汽输入气瓶内表面依然没有完全烘干的结果。而由于烘干时间过长，气瓶内表面易生成附锈，造成气瓶内观不合格及强度分布不均的隐患。
发明内容
本发明的目的旨在提出一种气瓶的水压称重及烘干方法，解决大规格高压气瓶集中进行水压测试、称重并烘干处理的问题。
本发明实现上述目的的技术解决方案是，一种气瓶的水压称重及烘干方法，基于水压外测试验机、倒水烘干架及移栽机实现，其特征在于：在试验机的水压翻转架上安装蜗轮升降机，并将压力传感器模块固定装接于蜗轮升降机的顶部内侧，所述方法包括：
伴随称重的水压测试，将蜗轮升降机升至上限位，通过移栽机将待水压测试的气瓶转移至蜗轮升降机顶部定位，完成气瓶上料及空瓶称重；通过蜗轮升降机沉料至水压翻转架并固定气瓶，翻转入水并执行水压测试，完成水压测试后水压翻转架复位翻平，将满水的气瓶移位至蜗轮升降机顶部定位，驱动蜗轮升降机再次升至上限位，完成气瓶的满瓶称重；
及完成水压测试后的倒水烘干，通过移栽机将满水的气瓶转移至倒水烘干架，将气瓶前端的前端塞拆除并对气瓶后端更换接入有蒸汽管的后端塞，驱动倒水烘干架翻转至接近垂直使得气瓶前端朝下、倾倒水分，先切换电磁阀通过蒸汽管向气瓶内送入0.7MPa的压缩空气冲刷气瓶内壁水分，而后切换电磁阀通过蒸汽管向气瓶内送入蒸汽至充盈、前端冒出蒸汽，待气瓶升温至与蒸汽等温再次切换电磁阀通入压缩空气，排除气瓶内腔的蒸汽和残余水雾，依靠气瓶的瓶身自热完全烘干，通过移栽机将完成烘干的气瓶转移出料。
上述气瓶的水压称重及烘干方法，进一步地，空瓶称重中，所述上限位对应气瓶底边高出水压翻转架的平台150mm以上。
上述气瓶的水压称重及烘干方法，进一步地，所述蜗轮升降机由升降驱动部、升降杆、法兰盘、下过渡板、顶过渡板及定位块组成，其中升降驱动部密封内置于水压翻转架之中并受控带动升降杆运动，法兰盘套接装配于升降杆顶部，下过渡板装接固定于法兰盘表面，且所述压力传感器模块嵌置定位于两过渡板之间，定位块沿气瓶径向成对分布而设，使气瓶的中心轴与升降杆对齐。
上述气瓶的水压称重及烘干方法，进一步地，沿气瓶轴向分布设置两个以上的蜗轮升降机，且各蜗轮升降机受控同步、等高度升降，所述压力传感器模块仅设于其中一个蜗轮升降机的顶侧内部。
上述气瓶的水压称重及烘干方法，进一步地，所述压力传感器模块信号外接显示屏，并数字化呈现空瓶称重、满瓶称重的结果数值。
应用本发明的水压称重及烘干方案，具备实质性特点和进步性：该方案通过设备改造在现有水压测试如常进行的前提下实现了吊装上料后的两次自动化称重读取，与此同时对于水压测试后的气瓶改善烘干工艺，缩短烘干时间50%以上，以更低的生产成本和安全风险获得更优的产品烘干质量和内观品质。
附图说明
图1是传统气瓶经水压测试后倒水烘干的工艺状态示意图。
图2是本发明方法中气瓶与水压测试设备的装载结构示意图。
图3是图2另一视角的放大示意图。
图4是本发明方法中气瓶经水压测试后倒水烘干的工艺状态示意图。
具体实施方式
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。
本发明设计者针对现有技术在大型钢质高压气瓶在水压检测方面功能单一及测后烘干效果不理想的诸多不足，创新提出了一种气瓶的水压称重及烘干方法，为工业高压气瓶的规模化生产和质检提供更完善的技术解决方案。
从现有工艺出发，高压气瓶在生产制造后，需要使用水压外测试验机、倒水烘干架两部分主要设备并辅助其它固定工装或外部器具实现所需预设功能。鉴于前述现有设备及工艺上的不理想，该方法对设备及工艺两方面均提出了优化改良，概述如下。
如图1和图2所示，本发明方法对设备的改造主要针对水压外测试验机，具体地，其设有通常供气瓶固装于其上并受控翻转的水压翻转架7。而方案在水压翻转架上安装蜗轮升降机（非完全展现），并将压力传感器模块5固定装接于蜗轮升降机的顶部内侧。利用该压力传感器模块，可实现把气瓶所受重力转换成重量，并输出信号使其能数值化呈现。并且该称重过程与水压测试伴随蜗轮升降机的升降动作独立开展、不相干涉，但能减少气瓶在两种工序下的频繁吊装移栽。
结合图示该水压测试设备的优化细节可见，该蜗轮升降机由升降驱动部、升降杆2、法兰盘3、下过渡板4a、顶过渡板4b及定位块6组成，其中升降驱动部密封内置于水压翻转架之中并受控带动升降杆2运动，这部分时常需要在水压测试的液面上下跳转，因此需要对电动核心部分作必要的防水密封处理，以保障升降杆的可活动性。而从升降杆2顶部来看，依次套接装配并固装法兰盘3和下过渡板4a。而该压力传感器模块5是嵌置定位于下过渡板4a与顶过渡板4b之间，同时，该定位块6为楔形引导块体，沿气瓶1径向成对分布而设，使气瓶1的中心轴与升降杆对齐。这里，压力传感器模块5位于升降杆的轴向路径上，而上述定位块6对气瓶的定位旨在避免因气瓶偏置造成的称重失准。且压力传感器模块信号外接显示屏，并数字化呈现空瓶称重、满瓶称重的结果数值。
而且图示可见，沿气瓶1轴向分布设置两个以上的蜗轮升降机，且在实际作业控制中各蜗轮升降机受控同步、等高度升降，而压力传感器模块仅设于其中一个蜗轮升降机的顶侧内部，通过物理原理的受力分析得到气瓶称重结果。
从设备改造新增功能配件的产品选型来看，其中蜗轮升降机优选杭州华晨传动设备所研制、型号为SWL20T-1A-244-II-500-F的成品机具，其中电机的额定参数为3KW1440r/m。而称重模块选用常州瑞特T08压力传感器模块。
从本发明工艺方法的具体操作实现来看，主要包括伴随称重的水压测试及完成水压测试后的倒水烘干两部分。各部分过程详述如下：首先在常规水压测试的过程中穿插进行空瓶状态和满瓶状态的称重作业。
第一步，将装有压力传感器模块的蜗轮升降机上升至上限位，即对应气瓶底边高出水压翻转架的平台150mm（根据升降杆长度可以更高）。
第二步，利用移栽机将待水压测试的气瓶抓取并放置于蜗轮升降机顶部的定位块之中，一次自动完成上料及空瓶称重，可以减少工作人员频繁起吊。
第三步，通过蜗轮升降机沉料至水压翻转架并固定气瓶，翻转入水并执行水压测试，该部分为常规作业，故省略细节详述。
第四步，完成水压测试后水压翻转架复位翻平，拆除气瓶的固定工装后将满水的气瓶移位至蜗轮升降机顶部定位，驱动水压翻转架下降及蜗轮升降机再次升至上限位，完成气瓶的满瓶称重，同样也避免了人工多次起吊进行二次称重，最后再由移栽机抓取气瓶并转移至倒水烘干架。
再者完成水压测试后的倒水烘干，为满足工艺要求进行技改，具体操作过程如下：
第一步，通过移栽机将满水的气瓶转移至倒水烘干架8，且气瓶前端11抵靠定位于挡板81。将气瓶前端11的前端塞拆除并对气瓶后端12更换接入有蒸汽管9的后端塞，驱动倒水烘干架8翻转至接近垂直（70°以上）使得气瓶1前端朝下、倾倒水分。
第二步，先切换电磁阀通过蒸汽管9向气瓶内送入0.7MPa的压缩空气冲刷气瓶内壁水分。主要作用是加快气瓶内水的流出速度并减少气瓶内壁粘附的水滴。
第三步，而后切换电磁阀通过蒸汽管9向气瓶内送入高温的蒸汽Q至充盈、前端冒出蒸汽。因为蒸汽主要为上升气流，当气瓶内蒸汽达到较高浓度、压强即会自气瓶前端11外溢。
第四步，待气瓶升温至与蒸汽等温（或者气瓶外壁烫手），再次切换电磁阀通入压缩空气，快速排除气瓶内腔的蒸汽和残余水雾，依靠气瓶的瓶身自热完全烘干，非但有利于减少热量损失，而且能减少气瓶内壁再次吸附水汽，杜绝生成附锈。
第五步，通过时间缩短至40分钟以内的烘干处理，气瓶达到工艺要求的成品状态。再驱动倒水烘干架翻平，将气瓶退出前端定位的挡板后，再拆除带蒸汽管的后端塞，通过移栽机将完成烘干的气瓶转移出料。
综上结合图示的实施例详述可见，应用本发明的水压称重及烘干方案，较之于传统工艺具备实质性特点和进步性：该方案的改造升级解决了长达3米以上气瓶瓶身后半段不能快速烘干而生锈的问题，通过设备改造在现有水压测试如常进行的前提下实现了吊装上料后的两次自动化称重读取，与此同时对于水压测试后的气瓶改善烘干工艺，缩短烘干时间50%以上，以更低的生产成本和安全风险获得更优的产品烘干质量和内观品质。
除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，并不限于现有尺寸及对应产品规格形状和用途等，广泛适用于需要进行超声波探伤和硬度检测的各类产品，故凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种气瓶的水压称重及烘干方法，基于水压外测试验机、倒水烘干架及移栽机实现，其特征在于：在试验机的水压翻转架上安装蜗轮升降机，并将压力传感器模块固定装接于蜗轮升降机的顶部内侧，所述蜗轮升降机由升降驱动部、升降杆、法兰盘、下过渡板、顶过渡板及定位块组成，其中所述升降驱动部密封内置于水压翻转架之中并受控带动升降杆运动，所述法兰盘套接装配于升降杆顶部，所述下过渡板装接固定于法兰盘表面，且所述压力传感器模块嵌置定位于两过渡板之间，所述定位块沿气瓶径向成对分布而设，使气瓶的中心轴与升降杆对齐；所述方法包括：
伴随称重的水压测试，将蜗轮升降机升至上限位，通过移栽机将待水压测试的气瓶转移至蜗轮升降机顶部定位，完成气瓶上料及空瓶称重；通过蜗轮升降机沉料至水压翻转架并固定气瓶，翻转入水并执行水压测试，完成水压测试后水压翻转架复位翻平，将满水的气瓶移位至蜗轮升降机顶部定位，驱动蜗轮升降机再次升至上限位，完成气瓶的满瓶称重；
及完成水压测试后的倒水烘干，通过移栽机将满水的气瓶转移至倒水烘干架，将气瓶前端的前端塞拆除并对气瓶后端更换接入有蒸汽管的后端塞，驱动倒水烘干架翻转至接近垂直使得气瓶前端朝下并倾倒水分，先切换电磁阀通过蒸汽管向气瓶内送入0.7MPa的压缩空气冲刷气瓶内壁水分，而后切换电磁阀通过蒸汽管向气瓶内送入蒸汽至充盈并使前端冒出蒸汽，待气瓶升温至与蒸汽等温再次切换电磁阀通入压缩空气，排除气瓶内腔的蒸汽和残余水雾，依靠气瓶的瓶身自热完全烘干，通过移栽机将完成烘干的气瓶转移出料。
2.根据权利要求1所述气瓶的水压称重及烘干方法，其特征在于：空瓶称重中，所述上限位对应气瓶底边高出水压翻转架的平台150mm以上。
3.根据权利要求1所述气瓶的水压称重及烘干方法，其特征在于：沿气瓶轴向分布设置两个以上的蜗轮升降机，且各蜗轮升降机受控同步且等高度升降，所述压力传感器模块仅设于其中一个蜗轮升降机的顶侧内部。
4.根据权利要求1所述气瓶的水压称重及烘干方法，其特征在于：所述压力传感器模块信号外接显示屏，并数字化呈现空瓶称重和满瓶称重的结果数值。
5.根据权利要求1所述气瓶的水压称重及烘干方法，其特征在于：所述蜗轮升降机选型为SWL20T-1A-244-II-500-F，其内电机的额定参数为3KW1440r/m。
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