CN114878320A - 一种形变检测机构、压力容器检测装置以及检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种形变检测机构、压力容器检测装置以及检测系统，涉及压力容器检测的技术领域，其中检测系统包括充气装置以及压力容器检测装置，压力容器检测装置包括机架、调节机构以及多个形变检测机构，形变机构包括连接架、第一驱动组件、两个鱼骨板以及两个位移检测组件，两个鱼骨板分别设置在连接架的两侧，鱼骨板转动连接在连接架上，第一驱动组件设置在鱼骨板上，一个位移检测组件与一个鱼骨板对应，位移检测组件包括位移传感器，位移传感器设置在鱼骨板上。本申请能够降低压力容器在进行压力测试时爆炸的概率，提高了安全性，改变了使用空气作为介质时试验安全性低的技术偏见。

Description

一种形变检测机构、压力容器检测装置以及检测系统

技术领域

本发明涉及压力容器检测的技术领域，尤其是涉及一种形变检测机构、压力容器检测装置以及检测系统。

背景技术

压力容器是指盛装气体或者液体并承载一定压力的密闭设备，由于压力容器在使用过程中会受到一定的压力，如果压力容器的质量达不到使用标准，压力容器在使用的过程中便可能发生爆炸，进而影响使用者的生命安全；因此，压力容器在正式投入使用前必须经过压力测试，测试合格后方可使用。

目前，在对压力容器进行测试时，大多使用水作为试验介质；具体使用方式为：将水通入压力容器中并加压，直至压力容器内的压力达到设定值，并观察压力容器在加压过程中是否有裂痕或泄漏点。由于水的压缩系数比较小，即使压力容器在加压过程中爆裂，其产生的冲击力也较小，不易对试验场地造成毁灭性破坏。

但是，目前的部分低温压力容器需要盛放的介质为液化的气体，如果使用水作为试验介质，压力容器内的水不易排空，使得未排出的水在压力容器内成为杂质，影响了压力容器内介质的品质。因此，该类型的压力容器必须使用气体作为试验介质。

使用气体作为试验介质时，由于气体的压缩系数较大，万一压力容器在加压过程中爆裂，极易对试验场地造成毁灭性破坏。因此使用气体作为试验介质时，试验的安全性较差。

另外，公开日为2018年10月22日，公开号为CN110361057A的中国发明专利申请提出了一种多指标压力容器检测装置，其包括控制模块、应变片以及补偿片；在检测时将应变片贴在压力容器的外周面上，并将补偿片贴在压力容器的端面上，之后向压力容器内进行加压；应变片对压力容器的应变进行测量，补偿片根据当前的气温输出补偿信号，如此便可得出压力容器在加压后的应变量。

针对上述中的相关技术，发明人认为，应变片需操作人员粘贴在压力容器的外周面上，在贴合后容易出现褶皱；而且在加压时，压力容器的端面也会发生形变，进而使补偿片补偿的信号值不准确；如此，应力片测得的压力容器的形变量误差极大，使得压力容器在检测的过程中仍有爆炸风险。

发明内容

为了提高使用气体作为试验介质时的安全性，本发明提供一种形变检测机构、压力容器检测装置以及检测系统。

第一方面，本发明提供了一种形变检测机构，采用如下的技术方案：

一种形变检测机构，包括连接架、第一驱动组件、两个鱼骨板以及两个位移检测组件，两个所述鱼骨板分别设置在所述连接架的两侧，所述鱼骨板转动连接在所述连接架上，所述第一驱动组件设置在所述鱼骨板上，一个所述位移检测组件与一个所述鱼骨板对应，所述位移检测组件包括位移传感器，所述位移传感器设置在所述鱼骨板上。

通过采用上述技术方案，在对压力容器进行压力测试时，通过第一驱动组件驱动鱼骨板转动，进而使两个位移检测组件位于压力容器的两侧，之后伸出位移传感器的量杆，使位移传感器的量杆与压力容器的外表面接触，之后向压力容器内通入空气。向压力容器内通入空气的过程中，压力容器会因自身内部压力增大而发生形变，此时位移传感器便可以检测到压力容器的形变量，当位移传感器的形变量大于预设值时，证明压力容器的强度低于设计规范，此时便可停止向压力容器内通入空气，如此降低了压力容器在进行压力测试时爆炸的概率，提高了安全性。上述方案改变了使用空气作为介质时测试安全性低的技术偏见。

可选的，所述位移检测组件还包括抵触轮，所述抵触轮转动连接在所述位移传感器的量杆上。

通过采用上述技术方案，在伸出位移传感器的量杆时，抵触轮与压力容器的外表面接触，在对压力容器进行压力测试时，压力容器会发生形变，此时抵触轮便可在压力容器的外表面上滚动，降低了位移传感器的量杆发生弯折变形的概率，提高了位移传感器检测压力容器变形时的精度。

可选的，所述位移检测组件还包括安装座，所述安装座转动连接在所述鱼骨板上，所述位移传感器设置在所述安装座上，所述鱼骨板与所述安装座之间设置有锁定组件。

通过采用上述技术方案，在对压力容器进行压力测试时，调整安装座在鱼骨板上的角度，进而使位移传感器的轴心与压力容器的外表面垂直，之后使用锁定组件将安装座锁定在鱼骨板上；在压力容器受压变形时，位移传感器可以直接测得压力容器的直径变化，进而使检测更加精准。

可选的，所述第一驱动组件包括双头气缸，所述双头气缸的两端分别与两个所述鱼骨板连接。

通过采用上述技术方案，在需要对压力容器进行压力测试时，双头气缸的活塞杆伸出，此时鱼骨板带动位移检测组件朝压力容器移动；在检测完毕后，双头气缸的活塞杆收回，此时鱼骨板带动位移传感器朝远离压力容器的方向移动。由于双头气缸同时控制两个鱼骨板，使得两个鱼骨板的转动角度相同，降低了位移传感组件无法正确对准压力容器、或无法正确从压力容器上脱离的概率。

可选的，所述第一驱动组件还包括两个第一铰接轴以及两个调节螺母，一个所述第一铰接轴、一个所述调节螺母与一个所述双头气缸的活塞杆相对应，所述双头气缸的活塞杆与所述第一铰接轴滑动连接，所述第一铰接轴与所述鱼骨板铰接，所述调节螺母螺纹连接在所述双头气缸的活塞杆上，所述调节螺母与所述鱼骨板远离所述双头气缸的缸体的一端抵接。

通过采用上述技术方案，鱼骨板在自身的重力作用下与调节螺母抵接，在检测不同直径的压力容器时，可以通过转动调节螺母，使两个鱼骨板上的位移传感器的距离发生变化，进而便于对不同直径的压力容器进行检测。而且，当检测前，鱼骨板或位移传感器可能存在与压力容器距离过近的情况，随着压力容器的膨胀，压力容器可能与鱼骨板接触、或位移传感器移动至最大限位，此时压力容器可以推动鱼骨板转动，进而使第一铰接轴与双头气缸的活塞杆发生相对滑动，如此降低了鱼骨板或位移传感器损坏的概率，保护了检测设备。

可选的，所述鱼骨板上开设有卡接槽，所述调节螺母包括抵接部与卡接部，所述卡接部上开设有平槽，所述卡接部可以卡接在所述卡接槽中，所述抵接部与所述鱼骨板抵接。

通过采用上述技术方案，在检测不同直径的压力容器时，先转动调节螺母，之后转动鱼骨板进而将卡接部卡接在卡接槽中，如此调节螺母便不易再发生转动，降低了因调节螺母转动导致两个位移传感器之间的距离发生变化的概率，维持了形变检测机构的检测精度。

第二方面，本发明提供了一种压力容器检测装置，采用如下的技术方案：

一种压力容器检测装置，包括机架、调节机构以及多个如第一方面所述的形变检测机构，所述调节机构包括横梁，所述形变检测机构上的所述连接架滑动设置在所述横梁上。

通过采用上述技术方案，在检测长度不同的压力容器时，连接架可以在横梁上进行移动，使多个调节机构均布在横梁上，如此便可对压力容器的多个部位进行同时检测，降低了压力容器因部分位置存在缺陷而导致检测时爆炸的概率，提高了检测的安全性。

可选的，所述横梁滑动设置在所述机架上，所述调节机构还包括用于驱动所述横梁滑动的第二驱动组件，所述第二驱动组件设置在所述机架上，且所述第二驱动组件与所述横梁传动连接。

通过采用上述技术方案，在需要对压力容器进行检测时，第二驱动组件驱动横梁移动，使鱼骨板罩设在压力容器上，进而便于对压力容器进行检测，在检测完毕后，第二驱动组件驱动横梁移动，使鱼骨板远离压力容器，如此便于操作人员移动更换压力容器。

可选的，所述第二驱动组件包括升降电机、升降杆以及限位开关，所述升降电机设置在所述机架上，所述升降杆滑动设置在所述机架上，且所述升降杆的一端与所述横梁连接，所述升降电机与所述升降杆传动连接，所述限位开关设置在所述升降杆上，所述限位开关与所述升降电机电信号连接。

通过采用上述技术方案，升降电机驱动横梁移动时，当限位开关接触到升降电机或者机架时，限位开关便会控制升降电机停止运行，如此降低了横梁压迫在压力容器上的概率，便于检测人员对压力容器进行检测。

第三方面，本发明提供了一种检测系统，采用如下的技术方案：

一种检测系统，包括充气装置以及如第二方面所述的压力容器检测装置，所述充气装置包括气源、输气管以及电磁阀，所述输气管与所述气源的出气端连通，所述电磁阀设置在所述输气管上，所述位移传感器与所述电磁阀电信号连接。

通过采用上述技术方案，在对压力容器进行检测时，将输气管远离气源的一端与压力容器接通，如此气源便可向压力容器内充入空气，当位移传感器检测到压力容器的变形量大于设定值时，位移传感器便可控制电磁阀关闭，如此空气便不会再充入压力容器内，降低了压力容器在被检测时爆炸的概率，提高了安全性；当气源向压力容器内冲入空气的过程中，位移传感器的数值不再发生变化，证明压力容器可能与鱼骨板接触、或位移传感器移动至最大限位，位移传感器便可控制电磁阀关闭，如此空气便不会再充入压力容器内，降低了压力容器在被检测时爆炸的概率。

可选的，所述充气装置还包括声光报警器，所述位移传感器与所述声光报警器电信号连接。

通过采用上述技术方案，当移传感器检测到压力容器的变形量大于设定值时，位移传感器会控制声光报警器报警，以提示检测人员该压力容器不合格。

可选的，所述充气装置还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述输气管上，且所述压力传感器与所述电磁阀电信号连接。

通过采用上述技术方案，压力传感器始终检测输气管中的气压，而输气管中的气压与压力容器中的气压相同，当压力容器中的气压已经满足检测要求时，压力传感器便可控制电磁阀关闭，降低了气源继续向压力容器中充气的概率，使压力容器不易因内部空气的压力超过额定压力而爆炸的概率。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过形变检测机构的设置，使得压力容器可以以空气为试验介质进行检测，降低了压力容器在进行压力测试时爆炸的概率，提高了安全性，改变了使用空气作为介质时试验安全性低的技术偏见。

2.通过压力容器检测装置的设置，可对压力容器的多个部位进行同时检测，降低了压力容器因部分位置存在缺陷而导致检测时爆炸的概率，提高了检测的安全性。

3.通过检测系统的设置，当位移传感器检测到压力容器的变形量大于设定值时，位移传感器便可控制电磁阀关闭，如此空气便不会再充入压力容器内，降低了压力容器在被检测时爆炸的概率，提高了检测的安全性。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例形变检测机构处的局部结构示意图；

图3是本申请实施例第一驱动组件处的局部结构示意图；

图4是图2中A部分的放大图。

附图标记说明：100、充气装置；110、气源；120、输气管；130、电磁阀；140、声光报警器；150、压力传感器；200、压力容器检测装置；210、机架；220、调节机构；221、横梁；2211、第二导轨；222、第二驱动组件；2221、升降电机；2222、升降杆；2223、限位开关；223、导向组件；2231、第一导轨；2232、第一滑块；300、形变检测机构；310、连接架；320、第二滑块；330、鱼骨板；331、卡接槽；332、弧形通孔；340、第一驱动组件；341、双头气缸；342、第一铰接轴；343、调节螺母；3431、抵接部；3432、卡接部；3433、平槽；350、位移检测组件；351、安装座；352、位移传感器；353、第三滑块；354、第三导轨；355、抵触轮；356、第二铰接轴；360、锁定组件；361、锁定螺栓；362、锁定螺母。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本发明作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种检测系统，参照图1，检测系统包括用于为压力容器充气的充气装置100以及对压力容器进行检测的压力容器检测装置200。在对压力容器进行检测时，充气装置100与压力容器连接，进而向压力容器内充入空气，同时压力容器检测装置200对压力容器的形变量进行检测，以降低压力容器在检测过程中爆炸的概率。

参照图1，压力容器检测装置200包括机架210、用于检测压力容器形变量的形变检测机构300以及用于调整形变检测机构300位置的调节机构220；调节机构220包括横梁221以及导向组件223，导向组件223包括多个第一导轨2231以及多个第一滑块2232，第一导轨2231通过螺栓固定连接在机架210上，且第一导轨2231呈竖直设置，第一滑块2232通过螺栓固定连接在横梁221上，且第一滑块2232滑动设置在第一导轨2231上，使横梁221滑动在机架210上。

参照图1，调节机构220还包括用于驱动横梁221移动的第二驱动组件222，第二驱动组件222包括升降电机2221、升降杆2222以及限位开关2223，升降电机2221通过螺栓固定连接在机架210的顶端，升降杆2222竖直穿设在机架210上，且升降杆2222沿自身的长度方向与机架210滑动连接，升降杆2222的底端通过螺栓与横梁221固定连接，升降电机2221的输出端与升降杆2222传动连接。限位开关2223通过螺钉可拆卸固定连接在升降杆2222上，限位开关2223可与机架210抵接，且限位开关2223与升降电机2221电信号连接。

当升降电机2221驱动升降杆2222下降时，横梁221便会在导向组件223的导向作用下稳步下降，当限位开关2223接触到机架210时，限位开关2223控制升降电机2221停止运行，进而控制横梁221停止下降。

参照图1及图2，形变检测机构300设置有多个，每个形变检测机构300均包括连接架310以及第二滑块320，横梁221上通过螺栓固定连接有第二导轨2211，第二导轨2211沿横梁221的长度方向布置，第二滑块320通过螺栓固定连接在连接架310上，且第二滑块320滑动设置在第二导轨2211上，如此连接架310便可在横梁221的长度方向上滑动。

参照图1及图2，形变检测机构300还包括两个鱼骨板330以及驱动鱼骨板330移动的第一驱动组件340，鱼骨板330呈弧形设置，鱼骨板330铰接在连接架310上，且鱼骨板330对称设置在连接架310的两侧。

参照图2及图3，第一驱动组件340包括两个第一铰接轴342、两个调节螺母343以及一个双头气缸341，一个第一铰接轴342、一个调节螺母343、一个鱼骨板330以及双头气缸341的一个活塞杆一一对应。第一铰接轴342转动连接在鱼骨板330上，双头气缸341的活塞杆穿设在第一铰接轴342中且与第一铰接轴342垂直，使双头气缸341的活塞杆可沿自身的轴向与第一铰接轴342发生相对滑动。

参照图2及图3，调节螺母343螺纹连接在双头气缸341的活塞杆上，且调节螺母343位于第一铰接轴342远离双头气缸341缸体的一侧。调节螺母343包括抵接部3431与卡接部3432，卡接部3432的外周面上开设有平槽3433，卡接部3432位于抵接部3431靠近第一铰接轴342的一侧。鱼骨板330上开设有卡接槽331，卡接部3432可以卡接在卡接槽331中，当卡接部3432完全卡接在卡接槽331中时，抵接部3431与鱼骨板330抵接。双头气缸341的活塞杆伸出或者收回时，两个鱼骨板330便会同步展开或收回；通过调节调节螺母343的位置，便可调节鱼骨板330展开或收回后的间距。

参照图2及图4，形变检测机构300还包括两个位移检测组件350以及两个锁定组件360，一个位移检测组件350、一个锁定组件360以及一个鱼骨板330一一对应。位移检测组件350包括安装座351，安装座351通过第二铰接轴356铰接在鱼骨板330远离连接架310的一端。安装座351上开设有通孔，鱼骨板330上开设有弧形通孔332，弧形通孔332的弧心落在第二铰接轴356的轴心上。锁定组件360包括锁定螺母362与锁定螺栓361，锁定螺栓361穿设在通孔以及弧形通孔332中，锁定螺母362螺纹连接在锁定螺栓361上。

参照图4，位移检测组件350还包括位移传感器352、第三滑块353、第三导轨354以及抵触轮355，位移传感器352的本体通过螺栓固定连接在安装座351上。第三导轨354通过螺栓固定连接在安装座351上，且第三导轨354的长度方向与位移传感器352的长度方向平行。第三滑块353通过螺栓固定连接在位移传感器352的量杆上，且第三滑块353滑动设置在第三导轨354上。抵触轮355转动连接在位移传感器352的量杆的端部，且抵触轮355的轴心与第二铰接轴356的轴心平行。

参照图1及图4，充气装置100包括气源110、输气管120、电磁阀130、声光报警器140以及压力传感器150，本申请实施例中气源110为气泵，在其它实施例中，气源110还可以是盛放有高压空气的气罐，气源110只要可以为压力容器提供足够压力的空气即可。输气管120的输入端与气泵的输出端连通，电磁阀130以及压力传感器150均设置在输气管120上，且压力传感器150设置在电磁阀130远离气泵的一侧。位移传感器352与电磁阀130电信号连接，压力传感器150也与电磁阀130电信号连接。声光报警器140通过螺栓固定连接在机架210上，且位移传感器352还与声光报警器140电信号连接。

本申请实施例检测系统的实施原理为：

在对压力容器进行压力测试时，先将压力容器放置在横梁221的下方，之后升降电机2221驱动横梁221下降，直至限位开关2223与机架210接触；之后伸出双头气缸341的活塞杆，使鱼骨板330罩设在压力容器的两侧，且鱼骨板330不与压力容器的外表面抵接；之后根据压力容器的长度调节第二滑块320，使多个形变检测机构300沿压力容器的长度方向均布设置；之后调节安装座351，使位移传感器352的轴心垂直于压力容器的外周面，之后通过锁定组件360将安装座351锁定在鱼骨板330上，之后伸出位移传感器352的量杆，使抵触轮355抵接在压力容器的外表面上，并对位移传感器352进行归零设置；之后将输气管120的出气端连通在压力容器上；之后打开气泵向压力容器内充气。

在向压力容器内充气的过程中，压力容器会由于内部气压增大而膨胀变形，此时位移传感器352便可检测到压力容器的变形量。如果压力容器的变形量大于设定值，则证明压力容器不达标，此时位移传感器352控制电磁阀130关闭，进而停止向压力容器内继续充气，降低了压力容器爆炸的概率，同时位移传感器352控制声光报警器140报警，提示检测人员该压力容器不达标。

如果压力容器达标，则在向压力容器充气的过程中，电磁阀130不会关闭，声光报警器140不会报警；当压力容器内的压力达到额定压力时，压力传感器150便会控制电磁阀130关闭，进而停止向压力容器内继续充气，降低了压力容器内压力超标而爆炸的概率，提高了安全性，同时降低了压力容器被损坏的概率。

以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种形变检测机构，其特征在于：包括连接架（310）、第一驱动组件（340）、两个鱼骨板（330）以及两个位移检测组件（350），两个所述鱼骨板（330）分别设置在所述连接架（310）的两侧，所述鱼骨板（330）转动连接在所述连接架（310）上，所述第一驱动组件（340）设置在所述鱼骨板（330）上，一个所述位移检测组件（350）与一个所述鱼骨板（330）对应，所述位移检测组件（350）包括位移传感器（352），所述位移传感器（352）设置在所述鱼骨板（330）上。

2.根据权利要求1所述的一种形变检测机构，其特征在于：所述位移检测组件（350）还包括抵触轮（355），所述抵触轮（355）转动连接在所述位移传感器（352）的量杆上。

3.根据权利要求1所述的一种形变检测机构，其特征在于：所述位移检测组件（350）还包括安装座（351），所述安装座（351）转动连接在所述鱼骨板（330）上，所述位移传感器（352）设置在所述安装座（351）上，所述鱼骨板（330）与所述安装座（351）之间设置有锁定组件（360）。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种形变检测机构，其特征在于：所述第一驱动组件（340）包括双头气缸（341），所述双头气缸（341）的两端分别与两个所述鱼骨板（330）连接。

5.根据权利要求4所述的一种形变检测机构，其特征在于：所述第一驱动组件（340）还包括两个第一铰接轴（342）以及两个调节螺母（343），一个所述第一铰接轴（342）、一个所述调节螺母（343）与一个所述双头气缸（341）的活塞杆相对应，所述双头气缸（341）的活塞杆与所述第一铰接轴（342）滑动连接，所述第一铰接轴（342）与所述鱼骨板（330）铰接，所述调节螺母（343）螺纹连接在所述双头气缸（341）的活塞杆上，所述调节螺母（343）与所述鱼骨板（330）远离所述双头气缸（341）的缸体的一端抵接。

6.根据权利要求5所述的一种形变检测机构，其特征在于：所述鱼骨板（330）上开设有卡接槽（331），所述调节螺母（343）包括抵接部（3431）与卡接部（3432），所述卡接部（3432）上开设有平槽（3433），所述卡接部（3432）可以卡接在所述卡接槽（331）中，所述抵接部（3431）与所述鱼骨板（330）抵接。

7.一种压力容器检测装置，其特征在于：包括机架（210）、调节机构（220）以及多个如权利要求1-6中任意一项所述的形变检测机构（300），所述调节机构（220）包括横梁（221），所述形变检测机构（300）上的所述连接架（310）滑动设置在所述横梁（221）上。

8.根据权利要求7所述的一种压力容器检测装置，其特征在于：所述横梁（221）滑动设置在所述机架（210）上，所述调节机构（220）还包括用于驱动所述横梁（221）滑动的第二驱动组件（222），所述第二驱动组件（222）设置在所述机架（210）上，且所述第二驱动组件（222）与所述横梁（221）传动连接。

9.根据权利要求8所述的一种压力容器检测装置，其特征在于：所述第二驱动组件（222）包括升降电机（2221）、升降杆（2222）以及限位开关（2223），所述升降电机（2221）设置在所述机架（210）上，所述升降杆（2222）滑动设置在所述机架（210）上，且所述升降杆（2222）的一端与所述横梁（221）连接，所述升降电机（2221）与所述升降杆（2222）传动连接，所述限位开关（2223）设置在所述升降杆（2222）上，所述限位开关（2223）与所述升降电机（2221）电信号连接。

10.一种检测系统，其特征在于：包括充气装置（100）以及如权利要求7-9中任意一项所述的压力容器检测装置（200），所述充气装置（100）包括气源（110）、输气管（120）以及电磁阀（130），所述输气管（120）与所述气源（110）的出气端连通，所述电磁阀（130）设置在所述输气管（120）上，所述位移传感器（352）与所述电磁阀（130）电信号连接。

11.根据权利要求10所述的一种检测系统，其特征在于：所述充气装置（100）还包括声光报警器（140），所述位移传感器（352）与所述声光报警器（140）电信号连接。

12.根据权利要求10或11所述的一种检测系统，其特征在于：所述充气装置（100）还包括压力传感器（150），所述压力传感器（150）设置在所述输气管（120）上，且所述压力传感器（150）与所述电磁阀（130）电信号连接。

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