CN117213960A - 一种用于pvc-u通讯管的承压检测装置 - Google Patents
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
本申请涉及一种用于PVC‑U通讯管的承压检测装置，其包括底座，底座上设置有：夹持机构，用于夹持固定管材；施压机构，用于向管材施加外部压力并实时监测所施加的压力值；检测杆，用于伸入至管材内腔且与管材呈共轴线设置；检测针，安装在检测杆端部且与检测杆呈正交设置，检测杆的端部设置有用于检测检测针沿管材径向移动行程的位移传感器，检测针弹性安装在检测杆上；旋转机构，用于驱使管材或驱使检测杆以管材轴线为旋转轴旋转；角度传感器，用于检测检测针与管材的相对转动角度。本申请可以实现对待测管材在承压过程中、承压卸载后、承压达极限值时待测管材的各项形变量、曲率、承压恢复性能等数据检测，能极大减少在检测过程中对管材的浪费。
Description
技术领域
本申请涉及管材物性检测的技术领域，尤其是涉及一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置。
背景技术
PVC-U通讯管是以聚氯乙烯树脂为主要原料，添加特殊助剂，经挤出和注塑加工而成的穿线管材，主要用作电气和通讯线缆套管，管材长度一般为六米，一般为灰色或白色，主要应用在对电缆进行保护的管道中；在使用时，以地埋铺设为主。
在生产完成后，一般都需要对成品管进行检测，比如成分分析、成分含量、挥发分含量等一些成分检测，密度检测、硬度检测、热稳定性检测等一些性能检测，以及断裂伸长率、纵向回缩率、冲击性能等一些物理性能检测，必要时还会根据客户方需求进行针对性检测，比如径向承压恢复性能、纵向弯曲恢复性能等。
而目前在对通讯管进行检测时，主要还是以径向极限承压力检测为主，不能很好地检测出通讯管在承压后直至完全破裂这一过程中的其他性能，使得在进行不同的检测时，还需要取用新的管材，容易造成通讯管的浪费。
发明内容
为了改善现有检测装置在对通讯管进行多项性能检测时需要更换新管从而导致浪费的问题，本申请提供一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置。
本申请提供的一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置采用如下的技术方案：
一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置，包括底座，所述底座上设置有：
夹持机构，用于夹持固定管材；
施压机构，用于向管材施加外部压力并实时监测所施加的压力值；
检测杆，用于伸入至管材内腔且与管材呈共轴线设置；
检测针，安装在所述检测杆端部且与所述检测杆呈正交设置，所述检测杆的端部设置有用于检测所述检测针沿管材径向移动行程的位移传感器，所述检测针弹性安装在所述检测杆上；
旋转机构，用于驱使管材或驱使所述检测杆以管材轴线为旋转轴旋转；
角度传感器，用于检测所述检测针与管材的相对转动角度。
更进一步地，所述检测杆的端部固接有沿所述检测针长度方向设置的滑套，所述检测针滑动穿设在所述滑套中，所述检测针与所述滑套之间连接有第一弹性件，所述第一弹性件蓄存有用于驱使所述检测针的检测端抵紧于管材内壁的弹性力；
所述位移传感器安装在所述滑套远离所述检测针检测端的一端。
更进一步地，所述检测针的检测端设有滚珠。
更进一步地，所述底座上还设置有与所述检测杆共轴线的稳定杆，所述滑套靠近所述稳定杆的一端设置有用于与所述稳定杆端部嵌套转动连接的嵌套结构。
更进一步地，所述嵌套结构包括固接在所述滑套侧壁上的嵌座，所述嵌座靠近所述稳定杆的一端开设有供所述稳定杆头端插入的嵌槽，所述嵌座与所述稳定杆头端之间设置有用于将所述稳定杆头端锁定于所述嵌座上的自锁组件。
更进一步地，所述自锁组件包括多个铰接安装在所述稳定杆头端的锁钩，所述嵌座于所述嵌槽周侧槽壁上开设有与所述锁钩自由端嵌合适配的钩槽，所述钩槽环所述嵌槽周向设置，所述稳定杆上设置有用于驱使多个所述锁钩共同外扩/内缩翻转的控制件。
更进一步地，所述控制件包括穿设在所述稳定杆中的控制杆，所述控制杆远离所述检测杆的一端凸出所述稳定杆，且所述控制杆该端与所述稳定杆之间连接有第二弹性件；
所述控制杆靠近所述检测杆的一端周侧固接有环齿，所述锁钩与所述稳定杆铰接部且靠近所述控制杆的一侧固接有与所述环齿啮合连接的弧齿；
当所述锁钩与所述钩槽嵌合连接时，所述第二弹性件处于被拉伸状态。
更进一步地，所述稳定杆上还活动连接有用于对所述控制杆朝远离所述检测杆的方向移动位移进行限制的限位件；
当所述控制杆越过所述限位件时，所述锁钩脱离与所述钩槽的嵌合连接状态。
更进一步地，所述底座上设置有用于驱使所述检测杆上的所述检测针沿所述检测杆长度方向移动的直线调节机构。
更进一步地，所述底座上设置有用于驱使所述施压机构沿所述检测杆长度方向移动的直线驱动机构。
综上所述，本申请的有益技术效果为：
1.在检测杆旋转时借助角度传感器和位移传感器检测到的实时数据，生成承压待测管材的内壁轮廓数据，可以实现对待测管材在承压过程中、承压卸载后、承压达极限值时待测管材的各项形变量、曲率、承压恢复性能等数据检测，可以为待测管材埋设在地层中工作时的物性变化提供实验依据；并且这些各项数据的检测在待测管材未达承压极限值之前均可进行，大大减少了在检测管材性能过程中对管材的浪费；
2.当待测管材为超长管材时，可以在多个支撑座上滑动稳定杆，使得稳定杆的头端插入至嵌座的嵌槽中，以使稳定杆能对检测杆的自由端起到有效的承托效果，以确保检测杆在带动检测针转动检测时的准确检测结果；
3.当稳定杆与检测杆对接时，锁钩弹入钩槽中，可以实现稳定杆在与检测杆对接后的自锁效果，确保二者连接时的稳定性；同时，当检测杆在沿待测管材轴向移动以检测待测管材的弯曲性能时，稳定杆也能跟随检测杆一起移动，从而实现了稳定杆对检测杆在多工况下的有效承托效果。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图；
图2是图1中A部分的局部放大示意图；
图3是本申请实施例的被测管材在不同承载下的内壁径向截面图；
图4是本申请实施例主要用于展示嵌套结构的剖视结构示意图。
附图标记说明：1、底座；11、夹持机构；12、施压机构；13、旋转机构；14、直线调节机构；15、直线驱动机构；16、支撑座；
21、检测杆；22、检测针；221、滚珠；23、位移传感器；24、角度传感器；25、滑套；26、第一弹性件；
3、稳定杆；31、锁钩；311、弧齿；32、控制杆；321、环齿；33、第二弹性件；34、限位件；
4、嵌座；41、嵌槽；42、钩槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例公开一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置。参照图1和图2，一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置包括底座1，底座1上设置有：
夹持机构11，用于夹持固定管材，且分列待测管材两端设置两组；具体可以为气动夹爪、电动夹爪等可以实现对圆柱体进行稳定抱合的夹持工装。
施压机构12，用于向管材施加外部压力并实时监测所施加的压力值；具体可以是在底座1上安装门架，再在门架上倒置安装直线驱动件，比如油缸、气缸、电缸等，并且在直线驱动件的输出端安装压力传感器用以反馈直线驱动件对管材的抵压力。
检测杆21，用于伸入至管材内腔且与管材呈共轴线设置，且检测杆21需采用抗折强度高的材质制成；必要时，在一些实施例中可以将检测杆21设置为抗弯折结构，比如方管、圆管、槽钢、工字钢等结构。
检测针22，安装在检测杆21端部且与检测杆21呈正交设置，检测杆21的端部设置有用于检测检测针22沿管材径向移动行程的位移传感器23，检测针22弹性安装在检测杆21上，检测针22的检测端设有滚珠221，滚珠221可以直接固接在检测针22端部、也可以镶嵌在检测针22端部。
旋转机构13，用于驱使管材或驱使检测杆21以管材轴线为旋转轴旋转。若驱使管材旋转，则驱使夹持机构11旋转即可；若驱使检测杆21旋转，则可以通过伺服电机对检测杆21进行精准旋转控制。在本实施例中，为简化检测装置的设置，将旋转机构13设置为用于驱使检测杆21旋转的伺服电机。
角度传感器24，用于检测检测针22与管材的相对转动角度，具体是检测伺服电机驱使检测杆21旋转的旋转角度。
位移传感器23和角度传感器24均与计算机连接，计算机可以接收位移传感器23和角度传感器24传出的实时信号，计算并绘制被测管材内壁径向截面图。
这样设置后，当对PVC-U通讯管进行承压检测时，先将待测管材夹持在两组夹持机构11上，使得待测管材不会发生转动，随后将检测杆21伸入至待测管材中，确保检测杆21与待测管材共轴线，并使检测针22正对施压机构12的施压部，而后通过施压机构12向待测管材侧壁施压。在待测管材承压的过程中，待测管材发生形变，根据施压机构12施加的压力不同，可以在检测杆21旋转时借助角度传感器24和位移传感器23检测到的实时数据，具体是转动角度α和待测管材内壁形变量β，可以生成承压待测管材的内壁轮廓数据，也即可以得到待测管材在对应承压压力下的形变量以及待测管材承压部的承压截面图，如图3所示。
而且，瞬时撤去承压压力后，还可以进一步绘制待测管材承压部的卸载截面图，与待测管材初始状态的初始截面图对比，可以得出待测管材径向承压恢复性能，如图3所示。另一方面，在待测管材保持承压的过程中，也可以驱使检测杆21沿待测管材的轴向平稳移动，借助位移传感器23检测待测管材承压时的弯曲曲率；或者在撤去承压压力后，检测待测管材的纵向弯曲恢复性能。
因此，通过本申请的检测装置，可以实现对待测管材在承压过程中、承压卸载后、承压达极限值时待测管材的各项形变量、曲率、承压恢复性能等数据，可以为待测管材埋设在地层中工作时的物性变化提供实验依据；并且这些各项数据的检测在待测管材未达承压极限值之前均可进行，大大减少了在检测管材性能过程中对管材的浪费。
具体的，参照图1和图2，检测杆21的端部固接有沿检测针22长度方向设置的滑套25，位移传感器23安装在滑套25远离检测针22检测端的一端；且检测针22滑动穿设在滑套25中，检测针22与滑套25之间连接有第一弹性件26，第一弹性件26蓄存有用于驱使检测针22的检测端抵紧于管材内壁的弹性力，具体的是，第一弹性件26设为弹簧，第一弹性件26位于滚珠221与滑套25之间，且当第一弹性件26处于正常舒张状态时，滚珠221与检测杆21轴线之间的最短距离大于待测管材的内径。这样便可确保检测杆21在带动检测针22一同旋转的过程中，检测针22上的滚珠221能始终抵触在待测管件的内壁上，以确保检测结果的准确性。
而考虑到为检测PVC-U通讯管在埋设在地层中的真实工作场景中的各项性能变化，会直接取用6米长的标准管进行检测，此时检测杆21伸入至待测管件中的长度过长，检测杆21安装有检测针22的端部在重力作用下可能发生一定的下倾，势必会影响检测针22检测数据的准确性。
有鉴于此，参照图1和图2，在底座1上还设置有与检测杆21共轴线的稳定杆3，滑套25靠近稳定杆3的一端设置有用于与稳定杆3端部嵌套转动连接的嵌套结构；具体是，嵌套结构包括固接在滑套25侧壁上的嵌座4，嵌座4靠近稳定杆3的一端开设有供稳定杆3头端插入的嵌槽41，底座1上固接有多个支撑座16，稳定杆3依次滑动贯穿多个支撑座16。
这样设置后，当待测管材为超长管材时，可以在多个支撑座16上滑动稳定杆3，使得稳定杆3的头端插入至嵌座4的嵌槽41中，以使稳定杆3能对检测杆21的自由端起到有效的承托效果，以确保检测杆21在带动检测针22转动检测时的准确检测结果。
并且为确保稳定杆3与检测杆21对接后的稳定性，参照图2和图4，嵌座4与稳定杆3头端之间设置有用于将稳定杆3头端锁定于嵌座4上的自锁组件；自锁组件包括多个铰接安装在稳定杆3头端的锁钩31，嵌座4于嵌槽41周侧槽壁上开设有与锁钩31自由端嵌合适配的钩槽42，钩槽42环嵌槽41周向设置，稳定杆3上设置有用于驱使多个锁钩31共同外扩/内缩翻转的控制件。
其中，参照图4，控制件包括穿设在稳定杆3中的控制杆32，控制杆32远离检测杆21的一端凸出稳定杆3设置，且控制杆32该端与稳定杆3之间连接有第二弹性件33，第二弹性件33设为套设在控制杆32外周的弹簧；控制杆32靠近检测杆21的一端周侧固接有环齿321，锁钩31与稳定杆3铰接部且靠近控制杆32的一侧固接有与环齿321啮合连接的弧齿311；且当锁钩31与钩槽42嵌合连接时，第二弹性件33处于被拉伸状态。
这样，在初始状态时，控制杆32在第二弹性件33的作用下具有朝靠近检测杆21的方向移动的趋势，因而稳定杆3在未对接检测杆21之前，多个锁钩31呈相远离的张开状态；当稳定杆3与检测杆21对接时，锁钩31先在嵌槽41槽壁抵推下内缩而后又在第二弹性件33的形变力作用下，通过控制杆32上的环齿321与锁钩31上的弧齿311的啮合配合，使得锁钩31弹入钩槽42中，从而实现稳定杆3在与检测杆21对接后的自锁效果，确保二者连接时的稳定性。同时，当检测杆21在沿待测管材轴向移动以检测待测管材的弯曲性能时，稳定杆3也能跟随检测杆21一起移动，从而实现了稳定杆3对检测杆21在多工况下的有效承托效果。
并且，为了避免锁钩31嵌入钩槽42中后意外脱落而造成稳定杆3与检测杆21的对接脱离，参照图1，在稳定杆3上还活动连接有用于对控制杆32朝远离检测杆21的方向移动位移进行限制的限位件34；当控制杆32越过限位件34时，锁钩31脱离与钩槽42的嵌合连接状态。在本实施例中，限位件34设为转动安装在限位杆上的U型扣杆，当U型扣杆翻转至沿稳定杆3长度方向设置时，U型扣杆对控制杆32的端部进行限位，能防止控制杆32继续朝远离检测杆21的方向移动，也即防止多个锁钩31内缩翻转。
同时，参照图1，底座1上设置有用于驱使检测杆21上的检测针22沿检测杆21长度方向移动的直线调节机构14；以及设置有用于驱使施压机构12沿检测杆21长度方向移动的直线驱动机构15。直线调节机构14和直线驱动机构15均可以采用直线驱动件，比如气缸、油缸、电动推杆、直线电机等。
其中，直线调节机构14在驱使检测杆21沿待测管件轴向移动时，可以对待测管件的弯曲性能进行检测；而直线驱动机构15的设置则可以改变施压机构12对待测管件的施压部位，以对待测管件进行多方位的性能检测。
本申请实施例一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置的实施原理为：当对PVC-U通讯管进行承压检测时，先将待测管材夹持在两组夹持机构11上，随后将检测杆21伸入至待测管材中，并使检测针22正对施压机构12的施压部，而后通过施压机构12向待测管材侧壁施压。在待测管材承压的过程中，可以在检测杆21旋转时借助角度传感器24和位移传感器23检测到的实时数据，生成承压待测管材的内壁轮廓数据，也即可以得到待测管材在对应承压压力下的形变量。
可以实现对待测管材在承压过程中、承压卸载后、承压达极限值时待测管材的各项形变量、曲率、承压恢复性能等数据，可以为待测管材埋设在地层中工作时的物性变化提供实验依据；并且这些各项数据的检测在待测管材未达承压极限值之前均可进行，大大减少了在检测管材性能过程中对管材的浪费。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)上设置有：
夹持机构(11)，用于夹持固定管材；
施压机构(12)，用于向管材施加外部压力并实时监测所施加的压力值；
检测杆(21)，用于伸入至管材内腔且与管材呈共轴线设置；
检测针(22)，安装在所述检测杆(21)端部且与所述检测杆(21)呈正交设置，所述检测杆(21)的端部设置有用于检测所述检测针(22)沿管材径向移动行程的位移传感器(23)，所述检测针(22)弹性安装在所述检测杆(21)上；
旋转机构(13)，用于驱使管材或驱使所述检测杆(21)以管材轴线为旋转轴旋转；
角度传感器(24)，用于检测所述检测针(22)与管材的相对转动角度。
2.根据权利要求1所述的一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置，其特征在于，所述检测杆(21)的端部固接有沿所述检测针(22)长度方向设置的滑套(25)，所述检测针(22)滑动穿设在所述滑套(25)中，所述检测针(22)与所述滑套(25)之间连接有第一弹性件(26)，所述第一弹性件(26)蓄存有用于驱使所述检测针(22)的检测端抵紧于管材内壁的弹性力；
所述位移传感器(23)安装在所述滑套(25)远离所述检测针(22)检测端的一端。
3.根据权利要求2所述的一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置，其特征在于，所述检测针(22)的检测端设有滚珠(221)。
4.根据权利要求2所述的一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置，其特征在于，所述底座(1)上还设置有与所述检测杆(21)共轴线的稳定杆(3)，所述滑套(25)靠近所述稳定杆(3)的一端设置有用于与所述稳定杆(3)端部嵌套转动连接的嵌套结构。
5.根据权利要求4所述的一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置，其特征在于，所述嵌套结构包括固接在所述滑套(25)侧壁上的嵌座(4)，所述嵌座(4)靠近所述稳定杆(3)的一端开设有供所述稳定杆(3)头端插入的嵌槽(41)，所述嵌座(4)与所述稳定杆(3)头端之间设置有用于将所述稳定杆(3)头端锁定于所述嵌座(4)上的自锁组件。
6.根据权利要求5所述的一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置，其特征在于，所述自锁组件包括多个铰接安装在所述稳定杆(3)头端的锁钩(31)，所述嵌座(4)于所述嵌槽(41)周侧槽壁上开设有与所述锁钩(31)自由端嵌合适配的钩槽(42)，所述钩槽(42)环所述嵌槽(41)周向设置，所述稳定杆(3)上设置有用于驱使多个所述锁钩(31)共同外扩/内缩翻转的控制件。
7.根据权利要求6所述的一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置，其特征在于，所述控制件包括穿设在所述稳定杆(3)中的控制杆(32)，所述控制杆(32)远离所述检测杆(21)的一端凸出所述稳定杆(3)，且所述控制杆(32)该端与所述稳定杆(3)之间连接有第二弹性件(33)；
所述控制杆(32)靠近所述检测杆(21)的一端周侧固接有环齿(321)，所述锁钩(31)与所述稳定杆(3)铰接部且靠近所述控制杆(32)的一侧固接有与所述环齿(321)啮合连接的弧齿(311)；
当所述锁钩(31)与所述钩槽(42)嵌合连接时，所述第二弹性件(33)处于被拉伸状态。
8.根据权利要求7所述的一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置，其特征在于，所述稳定杆(3)上还活动连接有用于对所述控制杆(32)朝远离所述检测杆(21)的方向移动位移进行限制的限位件(34)；
当所述控制杆(32)越过所述限位件(34)时，所述锁钩(31)脱离与所述钩槽(42)的嵌合连接状态。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置，其特征在于，所述底座(1)上设置有用于驱使所述检测杆(21)上的所述检测针(22)沿所述检测杆(21)长度方向移动的直线调节机构(14)。
10.根据权利要求9所述的一种用于PVC-U通讯管的承压检测装置，其特征在于，所述底座(1)上设置有用于驱使所述施压机构(12)沿所述检测杆(21)长度方向移动的直线驱动机构(15)。
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Citations (7)
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