CN212645966U - 一种用于压力测试仪的气路控制结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于压力测试仪的气路控制结构，可以更加稳定且精确的对管路内压力进行调节，具有精确、稳定、效率高和成本低的优点，包括造压装置、气包、压力传感器、测试管路、标准压力传感器、安全阀和控制器，所述造压装置与气包连通，所述气包上设有压力传感器，所述测试管路与气包连通，所述测试管路上设有标准压力传感器，所述测试管路上设有测试口，所述气包还上设有安全阀，所述造压装置、压力传感器、标准压力传感器和安全阀均与控制器电连接；还包括增压阀和泄压阀，所述增压阀设在测试管路上且位于气包和测试口之间，所述泄压阀设在测试管路末端，所述增压阀和泄压阀也与控制器电连接。

Description

一种用于压力测试仪的气路控制结构

技术领域

本发明涉及气体压力表的检测技术，具体为一种用于压力测试仪的气路控制结构。

背景技术

压力表作为各类仪表中应用最为普遍的仪表，在出厂后需要对其量程和测压的准确性进行判定。对于气体压力表而言测试时需要对其连接的管路中的气体压力进行升压、保压和降压操作，通过识别仪表盘上的读数与标准表之间的读数进行比对，从而判断出压力表的误差，该误差若在标准误差范围内即为合格，超过标准误差范围则为不合格。

目前现有技术的压力表检测，气路的压力调节极其重要，其结构包括造压装置、气包、压力传感器、测试管路、开关电磁阀、标准压力传感器、泄压阀和控制器，所述造压装置、气包、测试管路、开关电磁阀和泄压阀依次连接，标准压力传感器设在测试管路上，所述压力传感器设在气包上，造压装置、压力传感器、开关电磁阀、标准压力传感器和泄压阀均与控制器电连接。

在具体操作时根据待测仪表的量程，启动造压装置对气包进行增压使得气包内压力超出满量程部分压力，例如待测压力表的量程为3MPa，则造压装置会对气包内供气使得气包内的压力达到3.2～3.5Mpa，当压力传感器检测到气包内压力达到3.2～3.5Mpa时，则将该信号发送给控制器，控制器将造压装置关闭，并将泄压阀关闭，再由开关电磁阀的打开和关闭，使气包为测试管路送气，开关电磁阀的工作原理是每一次收到一个触发信号后进行快速的打开和关闭一次，每一次开关电磁阀的打开和关闭会对测试管路输送一定体积气体，对于被测压力表而言，测试管路内的压力准确性和稳定性都是越高越好，由于测试管路内的压力不可能在开关电磁阀关闭后，保证始终不变，同时开关电磁阀不可能在完成定量开关次数后正好使测试管路达到待测压力的标准值，所以如果采用开关电磁阀的通断式送气方法，还需要通过泄压阀对测试管路进行泄压，通过这样往复的调节从而使得测试管路内的压力逐渐接近标准值压力，这样的调节方式消耗时间长，且测试管路内的压力长时间处于波动状态；而对于压力表的检测而言，管路内的压力的调节准确性和压力供应的稳定性是极其重要的。所以如何改进压力表检测的气路控制技术，从而对测试管路内的压力供应进一步保证稳定性和调节准确性是一直有待解决了技术难题。

发明内容

为了解决这一问题，本发明提出了一种用于压力测试仪的气路控制结构，可以更加稳定且精确的对管路内压力进行调节，具有精确、稳定、效率高和成本低的优点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种用于压力测试仪的气路控制结构，包括造压装置、气包、压力传感器、测试管路、标准压力传感器、安全阀和控制器，所述造压装置与气包连通，所述气包上设有压力传感器，所述测试管路与气包连通，所述测试管路上设有标准压力传感器，所述测试管路上设有测试口，所述气包还上设有安全阀，所述造压装置、压力传感器、标准压力传感器和安全阀均与控制器电连接；还包括增压阀和泄压阀，所述增压阀设在测试管路上且位于气包和测试口之间，所述泄压阀设在测试管路末端，所述增压阀和泄压阀也与控制器电连接。

作为优选，所述增压阀包括平移驱动机构、所述平移驱动机构驱动伸缩端，所述伸缩端与阀芯的一端连接，所述阀芯的另一端上设有堵头，还包括阀体，所述阀体中设有进口和出口，所述阀芯设在阀体中且堵头设在进口中。

作为优选，所述阀芯上设有堵头的一端为锥台形。

作为优选，所述进口的边缘处设有密封圈。

作为优选，所述阀芯上设有流道槽，所述进口可通过流道槽与出口连通。

作为优选，还包括连接板，所述阀体通过连接板与平移驱动机构连接。

作为优选，所述泄压阀与增压阀的结构相同。

本发明所达到的有益效果：本发明的用于压力测试仪的气路控制结构中当标准压力传感器对测试管道内的压力进行反馈已经达到标准压力值时，此时的稳定是动态平衡且稳定的状态，不需要再反复调节，这样的结构设计和供气方式便于增压阀和泄压阀的调节，同时增压阀的结构设计对于压力调节的精度和稳定性都较高，通过增压阀对压力的动态调节，使得测试管路内压力处于动态平衡的状态，这样的设计对于现有的压力表的测试而言是首创，可以将压力表的检测技术中检测结果的准确性进一步推向新高度；气包内压力超出待测压力值数值较小，同时增压阀和泄压阀的调整平稳，从而使得微调准确且升压和降压稳定，通过增压阀内间隙的调整从而使得待测管路内压力逐渐趋于稳定；安全性高，且可防止压力表过载。

附图说明

图1是本发明的用于压力测试仪的气路控制结构结构示意图；

图2是本发明的用于压力测试仪的电路控制结构示意图；

图3是本实用新型的流量阀的结构示意图；

图4是本实用新型的流量阀的剖面示意图一；

图5是本实用新型的流量阀的A的局部放大示意图；

图6是本实用新型的流量阀的剖面示意图二；

图7是现有技术中测试管路内压力变动示意图；

图8是本发明中测试管路内压力变动示意图。

附图说明：1、造压装置；2、气包；3、压力传感器；4、测试管路；5、标准压力传感器；6、安全阀；7、控制器；41、测试口；8、增压阀；81、平移驱动机构；82、伸缩端；83、阀芯；84、阀体；85、端盖；86、进口；87、出口；88、堵头；89、密封圈；810、流道槽；811、连接板；9、泄压阀；10、泄压阀二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1和2所示，一种用于压力测试仪的气路控制结构，包括造压装置1、气包2、压力传感器3、测试管路4、标准压力传感器5、安全阀6和控制器7，所述造压装置1与气包2连通，所述气包2上设有压力传感器3，所述测试管路 4与气包2连通，所述测试管路4上设有标准压力传感器5，所述测试管路4上设有测试口41，所述气包2还上设有安全阀6，所述造压装置1、压力传感器3、标准压力传感器5和安全阀6均与控制器7电连接；其特征在于：还包括增压阀 8和泄压阀9，所述增压阀8设在测试管路4上且位于气包2和测试口41之间，所述泄压阀9设在测试管路4末端，所述增压阀8和泄压阀9也与控制器7电连接；所述增压阀8包括平移驱动机构81、所述平移驱动机构81驱动伸缩端82，所述伸缩端82与阀芯83的一端连接，所述阀芯83的另一端上设有堵头88，还包括阀体84，所述阀体84中设有进口86和出口87，所述阀芯83设在阀体84 中且堵头88设在进口86中；所述阀芯83上设有堵头88的一端为锥台形；所述进口86的边缘处设有密封圈89；所述阀芯83上设有流道槽810，所述进口86 可通过流道槽810与出口87连通；还包括连接板811，所述阀体84通过连接板 811与平移驱动机构81连接；所述泄压阀9与增压阀8的结构相同。

在具体实施时，气包2对造压装置1的供气作为储备，造压装置1、压力传感器3、标准压力传感器5、安全阀6、增压阀8和泄压阀9均与控制器7电连接，控制器7接收气包2上压力传感器3的压力反馈和标准压力传感器5对测试管路 4内的压力反馈，控制器7对造压装置1的工作状态进行开关操作从而实现对气包2内进行增压和停止增压，对安全阀6进行开关操作从而实现对气包2内的压力进行泄压和停止泄压，对增压阀8和泄压阀9进行开关操作从而实现对测试管路4中进行供压和泄压操作；同时泄压阀二10可以保证当气包2内的压力超过最大压力时，可以通过泄压阀二10自动进行泄压，从而保证气包2内的压力值，可以在安全压力范围内。

本发明通过将原先的开关电磁阀进行增压和泄压操作的方式更换为增压阀和泄压阀进行增压和泄压的同时，再通过造压装置对气包的供气量进行不同压力大小的阶段性供气，从而使得整个测试管道内的压力并不是初始状态就是满量程。

这样做的意义很大，在长期对压力表检测的气路控制技术中的研究，我们发现了四点对于测试管路内压力调节的关键点，其一是对于气包和测试管路之间的压力调节而言，测试管路内的压力和气包内的压力并非是连通器原理，即如果将测试管路和气包间的阀门如果一直打开，则测试管路内的压力一定会与气包内的压力平衡，举个水龙头的例子，如果水龙头连接的水管内的压力为1MPa，则如果把水龙头打开一点点，使水流呈1分钟第一滴水的状态，则用手指头堵住水龙头的出水口，也能将水龙头堵死使之不再漏水，所以水龙头的出水口的压力并非是来自于与水龙头连通的水管压力，而是来自于水龙头的出水口大小，所以当气包2内存在一定压力时，通过打开增压阀8对测试管路4内供压，保持泄压阀9关闭时，当测试管路4内的压力逐渐增大到一定压力时，往往会使测试管路4内的压力与增压阀8的开口处压力处于动态平衡的状态。

其二是任何的管路都不可能保证长时间的压力绝对稳定状态，总会有漏气等导致压力波动的问题，所以采用传统的开关电磁阀送气的方式只会使得在某一时间段内通过开关电磁阀和泄压阀的反复调整，使得测试管道内的压力逼近标准压力值，如图7所示。

其三是我们在理想状态下，开关电磁阀每打开和关闭一次时，我们认定的气包输送的气量是固定的，但是实则不然，伴随开关电磁阀的打开和关闭，测试管道内的压力会逐渐增加，所以气包和测试管路内的压力差会逐渐变小，而导致每一次开关电磁阀的打开和关闭其送气量是不固定的，所以最终压力的调节还是由泄压阀和开关电磁阀的反复打开和关闭来通过压力波动性的调整来使测试管路内压力逼近标准值，如图7所示。

其四是现有的调压方式是先通过造压装置对气包内供压，对气包内的压力升压到超出满量程压力部分，然后停止造压装置工作，然后打开开关电磁阀，这样会导致刚开始测试阶段，每一次的开关电磁阀的打开和关闭时由于测试管路与气包内的压差使得一次开关电磁阀的开合其送气量是很大的，会瞬间达到或超出第一个待测试压力的压力值A1，如图7所示，然后需要泄压阀和开关电磁阀的反复调整；其道理就像与水龙头连通的管路压力较大时，其水龙头的出水量会难以调节。

所以针对上述的技术难题，本发明对于气包内的压力采用阶段性供气，即当需要测试管路内压力为A1时，造压装置对气包供气，使得气包的压力为A1+X， X值为超出压力A1值的5-30％，这样就像与水龙头连接的管路内压力本身不大且接近需要提供的压力，这样对于水龙头的调节会很方便调节到指定的出水压力一样，从而实现降低加工精度，且调节更加精确也稳定。

具体如当需要1MPa压力时，气包内的压力仅为1.2MPa，而此时对于增压阀的调节来说，即便只是粗调也可以很方便的实现测试管道内的压力的精准调节。

在本发明中增压阀8和泄压阀9的结构相同，所以以增压阀8的结构为例，如图3至6所示，平移驱动机构采用步进电机的形式，伸缩端为步进电机的电机轴，通过步进电机带动电机轴进行水平方向的往复运动，一方面阀芯83的一端与电机轴连接，另一端为锥台形且端部设有堵头88，阀芯83设在阀体84中，通过步进电机的电机轴带动阀芯83，从而使得阀芯83在阀体84中往复运动，为了保证密封性，在进口86的边缘处设有密封圈89。

初始状态时阀芯83上的堵头88位于进口86中，同时阀芯83的锥台部分与密封圈89相抵从而实现进口86的密封，当需要调节进口86与出口87之间导通时，通过步进电机的调节从而使得阀芯83上的堵头88从进口86中移出，并且阀芯83会远离密封圈89，此时进口86的气体会通过阀体中的流道和阀芯83上的流道槽810进入出口87，还包括连接板811，所述阀体84通过连接板811与平移驱动机构81连接。

当需要停止供气时，则通过步进电机的调节从而使得阀芯83上的堵头88重新将进口86堵住，并且阀芯83会挤压密封圈89，从而实现密封效果。

具体调节流量时，初始状态是堵头88位于进口86内，使得进口86完全处于密封状态，此时进口86和出口87之间处于关闭状态；伴随步进电机收到控制器的信号后带动伸缩端82平移，从而使得阀芯83进行前后位移。

由于阀芯83上的锥台结构，伴随阀芯83逐渐的远离进口86，阀芯83与进口86之间会形成一个环形的间隙，当阀芯83逐渐远离进口86，该环形的间隙会逐渐增大，从而实现从进口到出口处的流量可调且精度非常高；将进口86设在端盖85上，实现进一步的简化工艺和提高制造精准性和便捷性。

整个用于压力测试仪的气路控制结构通过供气方式进行改变，一方面降低了对测试管路内的压力供应的调节方式的难度，另一方面摒弃了传统的开关电磁阀的开关送气的方式，而是类似于调整水流大小的方式，整个测试管路与气包间的压力是处于动态平衡的状态，这样可以防止测试管路内的压力波动，还可以快速调节至待测值压力，其增压过程的压力调节如图8所示，如果增压阀的调节超过预定值，还可以通过泄压阀对测试管路内进行泄压，其泄压过程也如排水一样，所以整个控制方式是一致的向动态平衡的基准靠拢。

将待测压力表安装在测试口41处后，当标准压力传感器对测试管道内的压力进行反馈已经达到标准压力值时，此时的稳定是动态平衡且稳定的状态，不需要再反复调节，这样的结构设计和供气方式便于压力调节阀的调节，同时增压阀的结构设计对于压力调节的精度和稳定性都较高，通过增压阀对压力的动态调节，使得测试管路内压力处于动态平衡的状态，这样的设计对于现有的压力表的测试而言是首创，可以将压力表的检测技术中检测结果的准确性进一步推向新高度。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于压力测试仪的气路控制结构，包括造压装置(1)、气包(2)、压力传感器(3)、测试管路(4)、标准压力传感器(5)、安全阀(6)和控制器(7)，所述造压装置(1)与气包(2)连通，所述气包(2)上设有压力传感器(3)，所述测试管路(4)与气包(2)连通，所述测试管路(4)上设有标准压力传感器(5)，所述测试管路(4)上设有测试口(41)，所述气包(2)还上设有安全阀(6)，所述造压装置(1)、压力传感器(3)、标准压力传感器(5)和安全阀(6)均与控制器(7)电连接；其特征在于：还包括增压阀(8)和泄压阀(9)，所述增压阀(8)设在测试管路(4)上且位于气包(2)和测试口(41)之间，所述泄压阀(9)设在测试管路(4)末端，所述增压阀(8)和泄压阀(9)也与控制器(7)电连接。

2.根据权利要求1所述的用于压力测试仪的气路控制结构，其特征在于：所述增压阀(8)包括平移驱动机构(81)、所述平移驱动机构(81)驱动伸缩端(82)，所述伸缩端(82)与阀芯(83)的一端连接，所述阀芯(83)的另一端上设有堵头(88)，还包括阀体(84)，所述阀体(84)中设有进口(86)和出口(87)，所述阀芯(83)设在阀体(84)中且堵头(88)设在进口(86)中。

3.根据权利要求2所述的用于压力测试仪的气路控制结构，其特征在于：所述阀芯(83)上设有堵头(88)的一端为锥台形。

4.根据权利要求2所述的用于压力测试仪的气路控制结构，其特征在于：所述进口(86)的边缘处设有密封圈(89)。

5.根据权利要求2所述的用于压力测试仪的气路控制结构，其特征在于：所述阀芯(83)上设有流道槽(810)，所述进口(86)可通过流道槽(810)与出口(87)连通。

6.根据权利要求2所述的用于压力测试仪的气路控制结构，其特征在于：还包括连接板(811)，所述阀体(84)通过连接板(811)与平移驱动机构(81)连接。

7.根据权利要求1所述的用于压力测试仪的气路控制结构，其特征在于：所述泄压阀(9)与增压阀(8)的结构相同。

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