CN214948180U

CN214948180U - 一种救生圈充气检测装置

Info

Publication number: CN214948180U
Application number: CN202023035010.9U
Authority: CN
Inventors: 林正英; 傅国相; 单康康; 裴海
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2021-11-30
Anticipated expiration: 2030-12-16

Abstract

本实用新型涉及一种救生圈充气检测装置，该装置包括气源、比例电磁阀、常闭电磁阀、缓冲气管、储气罐、压力传感器、充气嘴和工控机，气源连接比例电磁阀，比例电磁阀另一端连接第一缓冲气管，比例电磁阀两端并联第一常闭电磁阀，第一缓冲气管另一端同时连接储气罐和第二常闭电磁阀，第二常闭电磁阀另一端连接第二缓冲气管，第二缓冲气管另一端连接充气嘴，充气嘴为救生圈充气，第二常闭电磁阀两端分别设有第一、第二压力传感器，以检测储气罐、救生圈的压力，第一、第二压力传感器分别与工控机电性连接，工控机的输出端分别与各阀门的控制端电性连接，以控制其动作。该装置自动化程度高，有利于提高充气的效率和精度。

Description

一种救生圈充气检测装置

技术领域

本实用新型属于充气检测技术领域，具体涉及一种救生圈充气检测装置。

背景技术

救生圈种类较多，如婴儿座圈、颈部浮圈、腰托等，形状不一且较为复杂，并且救生圈在未充气时具有大量褶皱。在实际工厂中，采用高压充气以缩短充气时间，提高充气效率，小型救生圈仅需2-3秒即完成充气，且误差需控制在50毫米水柱之内。由于工厂对充气精度要求十分苛刻，现有的充气设备无法满足实际生产的需求，并且在高压充气过程中，随着压力增大，气体碰到褶皱发生回流现象越明显，使压力表数值摆动范围增大，因此不能准确的判断救生圈是否充满，若救生圈未充满，则不能满足出厂需求，若救生圈过量充气则会使救生圈发生塑性变形，甚至发生爆炸。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种救生圈充气检测装置，该装置自动化程度高，有利于提高充气的效率和精度。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种救生圈充气检测装置，包括气源、比例电磁阀、常闭电磁阀、缓冲气管、储气罐、压力传感器、充气嘴和工控机，所述气源经连接气管与比例电磁阀的进气端连接，所述比例电磁阀的出气端经连接气管与第一缓冲气管的进气端连接，所述比例电磁阀两端并联第一常闭电磁阀，所述第一缓冲气管的出气端经连接气管同时与储气罐和第二常闭电磁阀的进气端连接，所述第二常闭电磁阀的出气端经连接气管与第二缓冲气管的进气端连接，所述第二缓冲气管的出气端连接充气嘴，所述充气嘴用于与救生圈连接并进行充气，所述第二常闭电磁阀两端的连接气管上分别设有第一压力传感器、第二压力传感器，以分别检测储气罐、救生圈的压力，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别与工控机的输入端电性连接，所述工控机的输出端分别与比例电磁阀、第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀的控制端电性连接，以控制各阀门动作。

进一步地，所述气源与比例电磁阀之间的连接气管上设有第一手动球阀和二联件；进一步地，所述比例电磁阀两端还并联有第二手动球阀，所述第一缓冲气管的进气端与第二缓冲气管的出气端之间并联有第三手动球阀，所述储气罐前的连接气管上设有第四手动球阀。

进一步地，装置进行排气时，关闭第一手动球阀和第四手动球阀，打开第二手动球阀和第三手动球阀，以实现排气；在装置处于补气或充气工作状态时，所述第一手动球阀打开，所述第二手动球阀和第三手动球阀关闭。

进一步地，所述第一压力传感器监测储气罐内部压力，并根据第一压力传感器测得的压力是否大于等于设定的第一阈值，是则控制第一常闭电磁阀处于关闭状态，在第一常闭电磁阀处于关闭状态下，装置停止对储气罐补气，储气罐处于补气完成状态；否则控制第一常闭电磁阀处于开启状态，在第一常闭电磁阀处于开启状态下，装置继续对储气罐补气，储气罐处于补气未完成状态。

进一步地，在储气罐处于补气完成状态，即装置不再对储气罐补气时，控制第二常闭电磁阀开启，进一步对救生圈进行充气。

进一步地，所述第一压力传感器监测储气罐内部压力，所述第二压力传感器监测救生圈充气压力，根据第一压力传感器测得的压力是否小于设定的第二阈值，是则控制比例电磁阀开启并保持第二常闭电磁阀处于开启状态，比例电磁阀根据第二压力传感器测得的压力自动调节开度，装置对救生圈进行充气，装置处于充气未完成状态；然后根据第二压力传感器测得的压力是否大于等于设定的第三阈值，是则关闭比例电磁阀和第二常闭电磁阀，在比例电磁阀和第二常闭电磁阀处于关闭状态下，装置停止对救生圈充气，救生圈处于充气完成状态，否则装置继续对救生圈充气，救生圈处于充气未完成状态。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：提供了一种实现救生圈高效自动化充气的检测装置，本实用新型以高压充气形式进行充气，缩短了充气时间，并可以更精确地控制充气量，装置设置的缓冲气管可以减少气体对压力传感器的冲击，平缓压力波动，使压力传感器准确显示储气罐及救生圈的压力，从而通过压力传感器的变化来判断充气以及补气是否处于完成状态，进而实现在高压充气状态下的快速、高精度充气。

附图说明

图1是本实用新型实施例的装置结构示意图。

图2是本实用新型实施例中PID控制原理框图。

图中：1-比例电磁阀，2-气源，3-第一手动球阀，4、5-二联件，6-第一常闭电磁阀，7-第一缓冲气管，8-第一压力传感器，9-第二常闭电磁阀，10-第二压力传感器，11-第二缓冲气管，12-救生圈，13-储气罐，14-工控机，15-第三手动球阀，16-第二手动球阀，17-充气嘴，18-第四手动球阀。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

在本实施例中，充气器件为婴儿座圈，其标准内压为500毫米水柱，其充气尺寸为65*65*28cm，由于其形状较为复杂，应工厂的实际要求，充气时间为2-3s，且婴儿座圈内部气压误差控制在50毫米水柱之内，工厂对充气时间以及内部充气压力要求苛刻，市场上的充气设备不能满足实际工厂的需求，故本实用新型提供一种充气检测装置，采用高压充气的形式，缩短充气时间，并通过压力传感器实时监测压力，以对比例电磁阀压力进行有效调整，达到高效、高精度的目的。

如图1所示，本实用新型提供了一种救生圈充气检测装置，包括气源2、比例电磁阀1、第一常闭电磁阀6、第二常闭电磁阀9、第一缓冲气管7、第二缓冲气管11、储气罐13、第一压力传感器8、第二压力传感器10、充气嘴17和工控机14，所述气源2经连接气管与比例电磁阀1的进气端连接，所述比例电磁阀1的出气端经连接气管与第一缓冲气管7的进气端连接，所述比例电磁阀1两端并联第一常闭电磁阀6，所述第一缓冲气管7的出气端经连接气管同时与储气罐13和第二常闭电磁阀9的进气端连接，所述第二常闭电磁阀9的出气端经连接气管与第二缓冲气管11的进气端连接，所述第二缓冲气管11的出气端连接充气嘴17，所述充气嘴17用于与救生圈12连接并进行充气，所述第二常闭电磁阀9两端的连接气管上分别设有第一压力传感器8、第二压力传感器10，以分别检测储气罐13、救生圈12的压力，所述第一压力传感器8和第二压力传感器10分别与工控机14的输入端电性连接，所述工控机14的输出端分别与比例电磁阀1、第一常闭电磁阀6、第二常闭电磁阀9的控制端电性连接，以控制各阀门动作。

在本实施例中，所述气源2与比例电磁阀1之间的连接气管上设有第一手动球阀3和二联件4、5（4起过滤作用，5起减压作用），所述比例电磁阀1两端还并联有第二手动球阀16，所述第一缓冲气管7的进气端与第二缓冲气管11的出气端之间并联有第三手动球阀15，所述储气罐13前的连接气管上设有第四手动球阀18。装置进行排气时，关闭设于气源与比例电磁阀之间的第一手动球阀3，关闭储气罐前的第四手动球阀18，打开设于比例电磁阀两端的第二手动球阀16以及设于第一缓冲气管的进气端与第二缓冲气管的出气端之间的第三手动球阀15，以实现排气；在装置处于补气或充气工作状态时，所述第一手动球阀打开，所述第二手动球阀和第三手动球阀关闭。

所述第一压力传感器监测储气罐内部压力，并根据第一压力传感器测得的压力是否大于等于设定的第一阈值，是则控制第一常闭电磁阀处于关闭状态，在第一常闭电磁阀处于关闭状态下，装置停止对储气罐补气，储气罐处于补气完成状态；否则控制第一常闭电磁阀处于开启状态，在第一常闭电磁阀处于开启状态下，装置继续对储气罐补气，储气罐处于补气未完成状态。

在储气罐处于补气完成状态，即装置不再对储气罐补气时，控制第二常闭电磁阀开启，进一步对救生圈进行充气。

所述第一压力传感器监测储气罐内部压力，所述第二压力传感器监测救生圈充气压力，并根据第一压力传感器测得的压力是否小于设定的第二阈值，是则控制比例电磁阀开启并保持第二常闭电磁阀处于开启状态，比例电磁阀根据第二压力传感器测得的压力自动调节开度，装置对救生圈进行充气，装置处于充气未完成状态；然后根据第二压力传感器测得的压力是否大于等于设定的第三阈值，是则关闭比例电磁阀和第二常闭电磁阀，在比例电磁阀和第二常闭电磁阀处于关闭状态下，装置停止对救生圈充气，救生圈处于充气完成状态，否则装置继续对救生圈充气，救生圈处于充气未完成状态。

本装置的工作流程为：1）将救生圈安装在充气嘴上；2）开启第一手动球阀和第四手动球阀，以开启气源和储气罐，开启第一常闭电磁阀，对储气罐进行补气；3）读取第一压力传感器的数值，判断其测得的压力是否大于等于设定的第一阈值，是则关闭第一常闭电磁阀，补气结束，然后转下一步，否则重复本步骤，继续读取第一压力传感器的数值并判断；4）开启第二常闭电磁阀，开始对救生圈充气；5）读取第一压力传感器的数值，判断其测得的压力是否小于设定的第二阈值，是则控制比例电磁阀自动调节开度，然后转下一步，否则重复本步骤，继续读取第一压力传感器的数值并判断；6）读取第二压力传感器的数值，判断其测得的压力是否大于等于设定的第三阈值，是则对救生圈充气结束，自动调节比例电磁阀开度至关闭，并关闭第二常闭电磁阀，然后转下一步，否则重复本步骤，继续读取第二压力传感器的数值并判断；7）读取第二压力传感器的数值，判断其测得的压力是否降为0，是则开启第一常闭电磁阀，对储气罐进行补气，然后转下一步，否则重复本步骤，继续读取第二压力传感器的数值并判断；8）读取第一压力传感器的数值，判断其测得的压力是否大于等于设定的第一阈值，是则关闭第一常闭电磁阀，补气结束，然后转下一步，否则重复本步骤，继续读取第一压力传感器的数值并判断；9）判断是否给下一个救生圈充气，是则返回步骤4，开始对救生圈充气，否则关闭第一手动球阀和第四手动球阀，以关闭气源和储气罐，并打开第二手动球阀和第三手动球阀进行排气，整个工作流程结束。

如图2所示，在本实施例中，可以通过模糊PID控制来自动调节比例电磁阀的开度，即通过第二压力传感器、工控机和比例电磁阀形成闭环反馈，第二压力传感器将测得的压力值，即对救生圈的充气压力值反馈到工控机中，通过模糊PID控制自动调节比例电磁阀的开度，进一步调节第二压力传感器测得的数值，以实现对救生圈的微量高精度充气。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种救生圈充气检测装置，其特征在于，包括气源、比例电磁阀、常闭电磁阀、缓冲气管、储气罐、压力传感器、充气嘴和工控机，所述气源经连接气管与比例电磁阀的进气端连接，所述比例电磁阀的出气端经连接气管与第一缓冲气管的进气端连接，所述比例电磁阀两端并联第一常闭电磁阀，所述第一缓冲气管的出气端经连接气管同时与储气罐和第二常闭电磁阀的进气端连接，所述第二常闭电磁阀的出气端经连接气管与第二缓冲气管的进气端连接，所述第二缓冲气管的出气端连接充气嘴，所述充气嘴用于与救生圈连接并进行充气，所述第二常闭电磁阀两端的连接气管上分别设有第一压力传感器、第二压力传感器，以分别检测储气罐、救生圈的压力，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别与工控机的输入端电性连接，所述工控机的输出端分别与比例电磁阀、第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀的控制端电性连接，以控制各阀门动作。

2.根据权利要求1所述的一种救生圈充气检测装置，其特征在于，所述气源与比例电磁阀之间的连接气管上设有第一手动球阀和二联件；所述比例电磁阀两端还并联有第二手动球阀，所述第一缓冲气管的进气端与第二缓冲气管的出气端之间并联有第三手动球阀，所述储气罐前的连接气管上设有第四手动球阀。

3.根据权利要求2所述的一种救生圈充气检测装置，其特征在于，装置进行排气时，关闭第一手动球阀和第四手动球阀，打开第二手动球阀和第三手动球阀，以实现排气；在装置处于补气或充气工作状态时，所述第一手动球阀打开，所述第二手动球阀和第三手动球阀关闭。

4.根据权利要求1所述的一种救生圈充气检测装置，其特征在于，所述第一压力传感器监测储气罐内部压力，并根据第一压力传感器测得的压力是否大于等于设定的第一阈值，是则控制第一常闭电磁阀处于关闭状态，在第一常闭电磁阀处于关闭状态下，装置停止对储气罐补气，储气罐处于补气完成状态；否则控制第一常闭电磁阀处于开启状态，在第一常闭电磁阀处于开启状态下，装置继续对储气罐补气，储气罐处于补气未完成状态。

5.根据权利要求4所述的一种救生圈充气检测装置，其特征在于，在储气罐处于补气完成状态，即装置不再对储气罐补气时，控制第二常闭电磁阀开启，进一步对救生圈进行充气。