CN211649231U - 高压水射流实验系统泵压调节装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高压水射流实验系统泵压调节装置，属于高压水射流实验装备技术领域。所述装置包括：机械手、电动机和控制器，其中，所述机械手的一端抓持住回路阀门的手轮，另一端与所述电动机的转轴相连；所述电动机与所述控制器相连；所述控制器与所述回路阀门之间的距离大于或等于10m。该装置将对回路阀门开度的调节由现有的近距离人工操作方式改为远距离机械控制调节方式，可以有效降低操作劳动量，规避安全风险。

Description

高压水射流实验系统泵压调节装置

技术领域

本申请涉及高压水射流实验装备技术领域，特别涉及一种高压水射流实验系统泵压调节装置。

背景技术

高压水射流实验系统主要用于开展射流流场分析、喷嘴耐冲蚀性能测试、冲蚀效果评价、磨料选型等系列前沿技术研究。实验系统主要由高压泵站、高压管线、高压水射流实验台和高压水射流实验控制平台等部分组成，其中，高压泵站是整套系统的动力端，其作用是通过高压管线向实验系统供给液体，并通过控制回路阀门开度来调节进入高压水射流实验台的入口泵压，整个过程的数据和信息由高压水射流实验控制平台设置并记录。

目前，回路阀门开度的调节为人工操作方式，通过操作人员手动操作回路阀门的手轮来进行调节，而这种调节方式不仅操作劳动量大，而且操作人员操作时近距离站位于高压阀门的旁边，安全风险高。

实用新型内容

鉴于此，本申请提供一种高压水射流实验系统泵压调节装置，将对回路阀门开度的调节由现有的近距离人工操作方式改为远距离机械控制调节方式，以降低操作劳动量，规避安全风险。

具体而言，包括以下的技术方案：

本申请实施例提供了一种高压水射流实验系统泵压调节装置，所述装置包括：机械手、电动机和控制器，其中，

所述机械手的一端抓持住回路阀门的手轮，另一端与所述电动机的转轴相连；

所述电动机与所述控制器相连；

所述控制器与所述回路阀门之间的距离大于或等于10m。

在一种可能的设计中，所述机械手包括固定件、多个机械手指和多个机械手臂；

所述多个机械手臂设置在所述固定件上，所述固定件与所述电动机的转轴相连；

一个所述机械手指对应设置在一个所述机械手臂上；

一个所述机械手指抓持住所述手轮上的一个辐条。

在一种可能的设计中，所述机械手臂包括第一臂、第二臂、第三臂和第四臂；

所述第一臂和所述第二臂相对设置在所述固定件上，所述第三臂和所述第四臂相对设置在所述固定件上。

在一种可能的设计中，每个所述机械手指上开设有凹槽；

一个所述辐条位于在一个所述凹槽内。

在一种可能的设计中，每个所述凹槽的深度为所述回路阀门的阀杆可调节的长度的3～4倍。

在一种可能的设计中，所述控制器上设置有泵压设定键、启动按钮、停止按钮和步长调节旋钮。

在一种可能的设计中，所述装置还包括：转换接头；

所述转换接头设置在所述机械手与所述电动机的转轴之间。

在一种可能的设计中，所述机械手、所述转换接头和所述电动机位于高压泵站上。

在一种可能的设计中，所述装置还包括：变频器；

所述变频器设置在所述电动机与所述控制器之间。

在一种可能的设计中，所述变频器与所述回路阀门之间的距离大于或等于10m。

本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

1、通过将机械手的一端抓持住回路阀门的手轮，另一端与电动机的转轴相连，电动机与控制器相连，使得操作人员可以通过操作控制器实现对电动机转向和转速的调节，利用电动机转轴的转动带动机械手转动，机械手再带动其抓持住的回路阀门的手轮转动，实现对回路阀门开度的调节，有效降低了操作劳动量；

2、由于控制器与回路阀门之间的距离大于或等于10m，使得操作人员可以在远离回路阀门处通过操作控制器实现对回路阀门开度的调节，有效规避了安全风险，确保了操作人员在操作过程中的人身安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种高压水射流实验系统泵压调节装置的正视；

图2为本申请实施例提供的另一种高压水射流实验系统泵压调节装置的正视图；

图3为本申请实施例提供的一种高压水射流实验系统泵压调节装置中机械手的左视图。

图中的附图标记分别表示：

1-机械手，11-固定件，12-机械手指，121-凹槽，122-第一手指，123-第二手指，124-第三手指，125-第四手指，13-机械手臂，131-第一臂，132-第二臂，133-第三臂，134-第四臂，

2-电动机，

3-控制器，31-泵压设定键，32-启动按钮，33-停止按钮，34-步长调节旋钮，

4-回路阀门，41-手轮，42-阀杆，

5-转换接头，

6-变频器，

7-固定架。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。在对申请实施方式作进一步地详细描述之前，对理解本申请实施例一些术语进行说明。

在本申请实施例中，所涉及的“回路阀门”可以通过阀杆的旋入或者旋出以实现其开度的调整，而阀杆的一端设置有手轮，对于阀杆的旋入或者旋出，可以通过操作人员旋转手轮来实现。

所涉及的“手轮”为圆环形，其内部设置有多个辐条，便于操作人员实现抓握操作。

为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

为了降低操作人员的劳动量，确保操作人员在操作过程中的人身安全，本申请实施例提供了一种高压水射流实验系统泵压调节装置，其结构示意图如图1所示，该装置包括：机械手1、电动机2和控制器3。

其中，机械手1的一端抓持住回路阀门4的手轮41，另一端与电动机2的转轴相连；

电动机2与控制器3相连；

控制器3与回路阀门4之间的距离大于或等于10m，使得操作人员可以在远离回路阀门4处通过操作控制器3实现对回路阀门4开度的调节。

在这里，可以认为10m为操作人员与高压泵站之间的安全距离的最小值。

可以理解的是，电动机2与控制器3之间可以通过电缆连接。

本申请实施例提供的高压水射流实验系统泵压调节装置的工作原理为：

通过将机械手1的一端抓持住回路阀门4的手轮41，另一端与电动机2的转轴相连，电动机2与控制器3相连，使得操作人员可以通过操作控制器3实现对电动机2转向和转速的调节，利用电动机2转轴的转动带动机械手1转动，机械手1再带动其抓持住的回路阀门4的手轮41转动，实现对回路阀门4开度的调节。

因此，本申请实施例提供的高压水射流实验系统泵压调节装置利用机械手1、电动机2和控制器3，将对回路阀门4开度的调节由现有的近距离人工操作方式改为远距离机械控制调节方式，由于仅需要操作控制器3，而不需要直接转动手轮41，因而有效降低了操作人员的操作劳动量；由于操作人员在远离回路阀门4处操作控制器3，因而有效规避了安全风险，确保了操作人员在操作过程中的人身安全。

下面对本申请实施例提供的高压水射流实验系统泵压调节装置的结构进行进一步地描述说明：

对于机械手1而言，机械手1可以实现对回路阀门4的手轮41的抓持，同时可以在电动机2的带动下转动。

在结构设置上，可选的，机械手1包括固定件11、多个机械手指12和多个机械手臂13，如图2所示。

其中，多个机械手臂13设置在固定件11上，固定件11与电动机2的转轴相连；

一个机械手指12对应设置在一个机械手臂13上；

一个机械手指12抓持住手轮41上的一个辐条(由于图2为正视图，手轮41遮挡住了辐条，因而辐条在图中并未显示)。

进一步地，固定件11可以为圆形，多个机械手臂13均设在固定件11上。

在一种可能的实现方式中，机械手臂13包括第一臂131、第二臂132、第三臂133和第四臂134，如图2所示。

其中，第一臂131和第二臂132相对设置在固定件11上，第三臂133和第四臂134相对设置在固定件11上。

由于一个机械手指12对应设置在一个机械手臂13上，因而第一臂131、第二臂132、第三臂133、第四臂134上均设置有一个机械手指12，相应地，第一臂131上可以设置有第一手指122，第二臂132上设置有第二手指123，第三臂133上设置有第三手指124，第四臂134上设置有第四手指125。

参见图3，该图为机械手1的左视图，第一手指122和第二手指123相对设置，第三手指124和第四手指125相对设置，且第一手指122、第二手指123、第三手指124和第四手指125两两之间的距离相同。

为了便于机械手指12抓持住手轮41上的辐条，可选的，每个机械手指12上开设有凹槽121，如图3所示。

其中，一个辐条位于一个凹槽121内。

如此设置，每个机械手指12利用其开设的凹槽121可以实现对辐条的限位。

进一步地，为了防止辐条在使用过程中脱离机械手指12，可选的，每个凹槽121的深度为回路阀门4的阀杆42可调节的长度的3～4倍。

例如，每个凹槽121的深度可以为回路阀门4的阀杆42可调节的长度的3倍，阀杆42的移动范围为凹槽121的1/3至2/3位置。

对于电动机2而言，电动机2为机械手1的转动提供动力支持。

为了确保电动机2可以带动机械手1转动，进而带动阀杆42转动，电动机2的最小输出扭矩值需大于阀杆42转动的最大扭矩值。

本领域技术人员可以理解的是，电动机2的中心设置有转轴，转轴转动可以带动机械手1转动，进而带动回路阀门4的手轮41转动，实现阀杆42的旋入或旋出，达到开启或关闭回路阀门4的目的，从而实现对泵压的精细调节。

为了固定电动机2，本申请实施例提供的高压水射流实验系统泵压调节装置还包括固定架7，如图2所示。

其中，固定架7置于地面上，电动机2设置在固定架7上。

对于控制器3而言，控制器3可以将人为的操作指令变成电信号后发送给电动机2。

可选的，控制器3上设置有泵压设定键31、启动按钮32、停止按钮33和步长调节旋钮34，如图2所示。

通过泵压设定键31可以设定预设要达到的泵压，启动按钮32可以控制电动机2的启动，停止按钮33可以控制电动机2的停止，步长调节旋钮34可以控制电动机2的转速。

可以理解的是，控制器3上设置有显示屏，显示屏上可以显示出当前泵压值，也可以显示设定的泵压值、启动图标、停止图标以及步长倍数。

其中，控制器3可以根据对比当前泵压值和设定泵压值输出对应的电动机2的转向信号。步长调节旋钮34可以调节的步长范围为1倍～10倍。当步长的倍数越小，代表电动机2的转速越低，关闭回路阀门4的速度越慢，泵压调节的精度越高，也就是说，步长调节按钮34可以输出对应的电动机2的转速信号。

例如，设置的泵压可以为20MPa，设置的关阀步长可以为5倍。

在上述结构的基础上，本申请实施例提供的高压水射流实验系统泵压调节装置还包括：转换接头5，如图2所示。

其中，转换接头5设置在机械手1与电动机2的转轴之间，便于机械手1与电动机2的转轴相连。

可选的，机械手1、转换接头5和电动机2位于高压泵站上，便于对回路阀门4进行开度的调节。

为了便于将电信号发送给电动机2，本申请实施例提供的高压水射流实验系统泵压调节装置还包括：变频器6，如图2所示。

其中，变频器6设置在电动机2与控制器3之间。

当控制器3把操作指令信号变成电信号发送给变频器6，变频器6再将电信号发送给电动机2，电动机2执行收到的操作指令后输出相应的转速。

可以理解的是，控制器3与变频器6之间通过电缆连接，变频器6与电动机2之间也通过电缆连接。

进一步地，变频器6可以与控制器3设置在一起，变频器6与回路阀门4之间的距离也大于或等于10m，确保变频器6的稳定运行。

在一种可能的示例中，本申请实施例提供的高压水射流实验系统泵压调节装置可以按照以下的步骤安装及使用：

安装时：

将机械手1通过转换接头5与电动机2连接后，将机械手1的多个机械手指12插入到手轮41中，使得一个机械手指12抓持住一个辐条；再利用电线将电动机2、变频器6与控制器3之间两两相连；

使用时：

通过控制器3上设置有的泵压设定键31设定泵压，通过步长调节按钮34设置步长，继而按下启动按钮32，使得电动机2转轴转动带动机械手1转动，机械手1再带动抓持住的回路阀门4的手轮41转动，使得与手轮41相连的阀杆42实现旋入或旋出，进而实现对回路阀门4开度的调节。

在本申请中，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本申请的技术方案，并不用以限制本申请。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压水射流实验系统泵压调节装置，其特征在于，所述装置包括：机械手(1)、电动机(2)和控制器(3)，其中，

所述机械手(1)的一端抓持住回路阀门(4)的手轮(41)，另一端与所述电动机(2)的转轴相连；

所述电动机(2)与所述控制器(3)相连；

所述控制器(3)与所述回路阀门(4)之间的距离大于或等于10m。

2.根据权利要求1所述的高压水射流实验系统泵压调节装置，其特征在于，所述机械手(1)包括固定件(11)、多个机械手指(12)和多个机械手臂(13)；

所述多个机械手臂(13)设置在所述固定件(11)上，所述固定件(11)与所述电动机(2)的转轴相连；

一个所述机械手指(12)对应设置在一个所述机械手臂(13)上；

一个所述机械手指(12)抓持住所述手轮(41)上的一个辐条。

3.根据权利要求2所述的高压水射流实验系统泵压调节装置，其特征在于，所述机械手臂(13)包括第一臂(131)、第二臂(132)、第三臂(133)和第四臂(134)；

所述第一臂(131)和所述第二臂(132)相对设置在所述固定件(11)上，所述第三臂(133)和所述第四臂(134)相对设置在所述固定件(11)上。

4.根据权利要求2所述的高压水射流实验系统泵压调节装置，其特征在于，每个所述机械手指(12)上开设有凹槽(121)；

一个所述辐条位于在一个所述凹槽(121)内。

5.根据权利要求4所述的高压水射流实验系统泵压调节装置，其特征在于，每个所述凹槽(121)的深度为所述回路阀门(4)的阀杆(42)可调节的长度的3～4倍。

6.根据权利要求1所述的高压水射流实验系统泵压调节装置，其特征在于，所述控制器(3)上设置有泵压设定键(31)、启动按钮(32)、停止按钮(33)和步长调节旋钮(34)。

7.根据权利要求1所述的高压水射流实验系统泵压调节装置，其特征在于，所述装置还包括：转换接头(5)；

所述转换接头(5)设置在所述机械手(1)与所述电动机(2)的转轴之间。

8.根据权利要求7所述的高压水射流实验系统泵压调节装置，其特征在于，所述机械手(1)、所述转换接头(5)和所述电动机(2)位于高压泵站上。

9.根据权利要求1所述的高压水射流实验系统泵压调节装置，其特征在于，所述装置还包括：变频器(6)；

所述变频器(6)设置在所述电动机(2)与所述控制器(3)之间。

10.根据权利要求9所述的高压水射流实验系统泵压调节装置，其特征在于，所述变频器(6)与所述回路阀门(4)之间的距离大于或等于10m。

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