CN203053664U

CN203053664U - 一种高精度气缸气密性检测装置

Info

Publication number: CN203053664U
Application number: CN 201320042532
Authority: CN
Inventors: 李晶; 仝晓萌; 杜丙同
Original assignee: BEIJING ECOSO TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: Beijing Ecoso Energy Technology Co ltd
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2023-01-25

Abstract

本实用新型涉及一种高精度气缸气密性检测装置，包括气源系统、电磁阀控换向系统、差压检测系统和PLC控制系统。气源系统可同时提供高压和低压两种要求的测试压力。电磁阀控换向系统可通过PLC控制器控制电磁阀的状态，使得气缸在高压或低压状态将活塞杆伸出或缩回，并将气缸指定容腔连入测量回路。差压检测系统中使用容积补偿气缸，该气缸通过直线电机驱动，并在平衡过程结束后和测量开始前，向待测容腔内充入指定容积的气体，通过差压传感器在一段时间后显示的压力差来判断容腔是否出现泄漏。该测量装置可完全实现气缸所有泄漏检测的自动化，具有测试效率高、测试准确率高的特点，可取代现有工厂中的手工检测法。

Description

一种高精度气缸气密性检测装置

技术领域

本发明属于泄漏测试领域，具体涉及一种可实现自动化的高精度气缸气密性检测装置。

背景技术

气缸是气动系统最普遍的执行元件，广泛应用于工业自动化领域。与电机相比，气缸更擅长做往复直线运动，尤其适应于工业自动化最多的传送要求——工件的直线搬运。且仅仅通过调整气缸的进气压力和进排气的阀门开度就可以简单的实现稳定的速度控制。但是，由于装配不合格或配件破损等原因，生产的气缸经常出现泄漏问题。泄漏的气缸不仅影响气缸的运动特性同时也造成极大的能源浪费。因此有必要在气缸出厂前进行相关的气密性检测。

当前的工厂里应用最普遍的检测手段为气泡法和涂抹法，气泡法是将气缸放入水中，通过观察气泡情况判断气缸是否泄漏。涂抹法为通过在气缸表面涂抹肥皂泡等液体来观察泄漏情况。这两种方法不仅劳动强度大，测试效率低，而且依靠人的主观判断，容易出现误判。

本发明提出了一种可实现自动化的高精度气缸气密性检测装置，可有效克服传统检测方法的缺点，该装置利用差压技术和容积补偿法可准确测量气缸的泄漏，同时，通过自动控制气路，可测试气缸左右腔、内外漏、高低压等多种情况下的泄漏，在大幅提高测试效率的同时，也保证了测试精度。

发明内容

为克服传统手工检测的效率低、检测结果不精确的缺点，本发明提供了一种高精度气缸气密性检测装置，该装置可实现气缸泄漏自动化检测，同时运用差压法和容积补偿法，可有效提高检测精度。

本发明的技术方案

一种高精度气缸气密性检测装置，包括气源系统、电磁阀控换向系统、差压检测系统和PLC控制系统。所述的气源系统可在PLC控制下同时提供高压和低压两种要求的测试压力。所述的电磁阀控换向系统可通过PLC控制器控制电磁阀的状态，使得气缸在高压或低压状态将活塞杆伸出或缩回，并将气缸指定容腔连入测量回路。所述的电磁阀控换向系统包括第一电磁换向阀和第二电磁换向阀，均和PLC电连接，其中第一电磁换向阀连接在气源减压阀和第二电磁换向阀间，用于切换气缸进气和排气，第二电磁换向阀连接在第一电磁换向阀和待测气缸间，用于将指定气缸容腔连入测量系统。所述差压检测系统包括容积补偿气缸、高精度差压传感器、平衡电磁阀和基准容腔。所述的容积补偿气缸的无杆腔连通气缸待测容腔，容积补偿气缸的活塞杆同直线电机输出轴固定在一起，并相互平行，保持运动同步。容积补偿气缸可在直线电机的驱动下向待测腔充入指定体积的气体。差压传感器连接在气缸待测腔和基准容腔之间，并能够快速、准确的反应两腔之间的压力差。需要指出的是，所有电磁阀和直线电机均通过PLC实现自动控制，完全不需人工干预。

本发明的测试流程如下：通过PLC控制电磁阀的状态，使得气源输出指定压力，同时PLC驱动换向电磁阀，使得气缸在指定的压力下将活塞杆伸出或缩回。随后电磁阀状态变化，气缸待测容腔（左腔或右腔）被连接入测试回路。接着，检测系统遵循充气——平衡——测量——排气，完成检测过程。在测量过程初，PLC需驱动直线电机完成指定的位移，使得补偿气缸可向待测容腔一次性充入指定容积的气体。随后，通过检测一段时间后差压传感器的数值，若该差压小于零（即待测腔压力小于基准容器）则可认定气缸指定容腔在测试压力下泄漏量超出允许阈值，气密性不合格，反之，若气缸的两腔在高压和低压下的所有泄漏均合格则认为该气缸气密性是合格的。

本发明的优点主要包含以下几个方面：

（1）自动化程度高，通过PLC自动控制气路，完全无需人工干预。

（2）通过差压法和容积补偿技术，可简便准确的判断气缸泄漏量与允许的泄漏阈值的关系，检测过程与气缸尺寸无关。

（3）可实现高低压下两腔的所有泄漏测试，测试全面，无死点。

附图说明

图1为本发明的气路原理图

1——气源； 2——高压减压阀； 3,8,12,15,17——电磁开关阀；

4,5,9,10,13,16——电磁换向阀； 6——待测气缸； 7——低压减压阀；

11——测试高压减压阀； 14——测试低压减压阀；18——差压传感器；

19——容积补偿气缸； 20——直线电机； 21——PLC控制器；

22——标准容器；

图2为本发明的检测流程图

图3 检测内容图

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

参照图1，所述的一种高精度气缸气密性检测装置，包括气源系统、电磁阀控换向系统、差压检测系统和PLC控制系统。所述的PLC控制系统可控制该检测装置中所有电磁阀的状态，并可驱动直线电机（20）移动指定位移。所述的气源系统（1）压力高于气缸检测所需高压，并可通过高压减压阀（2）和低压减压阀（7）提供高低规格的两种压力，若（3）置于上位，（8）置于下位，则高压气体接入气路，反之，若（3）置于下位，（8）置于上位，则低压气体接入气路。所述的电磁阀控换向系统包括电磁阀（4）（5）（9）（10），若（4）置于上位，（5）（9）（10）置于下位，则气缸有杆腔进气，无杆腔排气，气缸活塞杆缩回。若（4）（5）（10）置于下位，（9）置于上位，则气缸有杆腔排气，无杆腔进气，气缸活塞杆伸出。若待测气缸动作完毕后，电磁阀（5）置于上位，（10）置于下位，则气缸有杆腔接入检测气路；若电磁阀（5）置于下位，电磁阀（10）置于上位，则气缸无杆腔接入检测气路。

所述的差压检测系统包括高压减压阀（11），低压减压阀（14），电磁阀（12）（13）（15）（16）（17），差压传感器（18），容积补偿气缸（19），直线电机（20）和标准容器（22）。若电磁阀（12）（13）置于上位，则测试项目为高压下的气缸指定容腔的泄漏；若电磁阀（15）（16）置于上位，则测试的为低压下指定容腔的泄漏。所述的电磁阀（17）和差压传感器（18）连接在气缸待测容腔和标准容器间，若电磁阀（17）导通，则两容腔相互连通，可用来平衡两容腔间的温度差和压力差；若（17）断开，则两腔相互隔绝，通过差压传感器（18）可识别两腔间的差压。所述的容积补偿气缸（19）一端连接气缸的待测容腔，一端连接直线电机（20）。通过直线电机驱动活塞的运动，实现向待测容腔充入相应容积的气体。若测试的泄漏阈值为G ml/s（测试气压下），测试时间为t s，补偿气缸的活塞面积为S cm²，则在测试前需驱动直线电机移动L=G*t/S cm，可使补偿气缸向待测容腔充入V=G*t ml的气体，如经过t时间后，差压传感器仍显示待测容腔压力小于标准腔，则认为待测容腔在该检测压力下泄漏率超过G ml/s，气密性不合格，反之认为该项气密性合格。

参照流程图2对该装置的检测流程做如下说明：

首先，对电磁阀（3）和（8）状态进行选择，以确定进行高压检测或低压检测。然后对电磁阀（4）和（9）的状态进行选择，若（4）置于上位，（9）置于下位，则活塞杆缩回，反之活塞杆伸出。当活塞杆动作完毕后，切换电磁阀（5）或（10），使得气缸的指定待测容腔接入测量回路。若（5）置于上位，则气缸有杆腔接入测量回路；若（10）置于上位，则气缸无杆腔接入测量回路。随后测量系统遵循着“充气——平衡——测量——排气”流程进行检测，下面对这四步进行详细说明。

（1）充气阶段。

PLC打开电磁阀（17）保证两腔连通，并控制电磁阀（12）（13）和（15）（16）的状态，若（12）（13）置于上位，则气源同时向待测腔和标准容器充入高压气体，若（15）（16）置于上位，则气源同时向两腔充入低压气体，高压和低压压力可通过减压阀（11）和（14）调整。

（2）平衡过程

在平衡阶段，PLC将电磁阀（12）和（15）关闭，使得气源同待测容腔和标准容器相互隔离，同时电磁阀（17）保持打开状态，使两腔相互连通，以消除充气阶段造成的压差和温度差。

（3）测量过程

平衡过程结束后，PLC将电磁阀（17）关闭，使得两腔隔绝，同时，PLC驱动直线电机，完成L=G*t/S cm的位移，以使容积补偿气缸向待测容腔充入V=G*t的气体。经过时间t后，记录差压传感器的测量值，若该差压小于零，即待测容腔压力小于标准容腔，则认为气缸的待测容腔在该测试压力下泄漏量超过G ml/s，气密性不合格，否则认为该项合格。

（4）排气过程

当某项泄漏测试完毕后，将电磁阀（13）和（16）置于下位，将测量气路中的气体排净。

至此，气缸某项泄漏已经检测完毕，至少需检测4部分泄漏，如图3所示。若全部检测完毕，则结束，并给出相应各项的检测结果，如果未检测完毕，则继续重复如图2所示的流程。

Claims

1.一种高精度气缸气密性检测装置，其特征在于：所述的装置包括气源系统、电磁阀控换向系统、差压检测系统和PLC控制系统，所述的气源系统连接减压阀，可同时提供不同的检测压力，所述的电磁阀控换向系统可以在PLC控制下自动切换气路，使得气缸伸出或缩回，并将气缸指定容腔连接入气路，所述的差压检测系统包括由直线电机直接驱动的容积补偿气缸。

2.如权利要求1所述的一种高精度气缸气密性检测装置，其特征在于：所述的电磁阀控换向系统包括第一电磁换向阀和第二电磁换向阀，均和PLC电连接，其中第一电磁换向阀连接在气源减压阀和第二电磁换向阀间，用于切换气缸进气和排气，第二电磁换向阀连接在第一电磁换向阀和待测气缸间，用于将指定气缸容腔连入测量系统。

3.如权利要求1所述的一种高精度气缸气密性检测装置，其特征在于：所述的容积补偿气缸的无杆腔连通气缸待测容腔，容积补偿气缸的活塞杆同直线电机输出轴固定在一起，并相互平行，保持运动同步。