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a摘要：目的為解決當(dāng)前液壓試驗(yàn)機(jī)存在的檢測(cè)效率低、精準(zhǔn)度低、穩(wěn)定性差、危險(xiǎn)性高等問(wèn)題，提供了一種恒定水壓試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。方法在控制系統(tǒng)方面，可編程控制器通過(guò)接收來(lái)自壓力檢測(cè)模塊監(jiān)測(cè)的水泵壓力數(shù)值，控制壓力調(diào)節(jié)模塊對(duì)水泵發(fā)送泄壓或加壓指令，水泵的工作頻率通過(guò)控制變頻器的輸出頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。結(jié)果隨機(jī)抽選10組不同種類的容器進(jìn)行液壓試驗(yàn)，每組容器測(cè)試60次，成功率達(dá)到96.17%。結(jié)論新系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能調(diào)節(jié)水泵壓力自動(dòng)進(jìn)行恒定液壓試驗(yàn)，降低設(shè)備操作難度的同時(shí)提高了檢測(cè)效率和檢驗(yàn)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：恒定水壓試驗(yàn)系統(tǒng)；液壓試驗(yàn)；可編程控制器；連接裝置

擬裝液體的所有設(shè)計(jì)型號(hào)的金屬、塑料和復(fù)合容器投入使用前，都必須順利通過(guò)適當(dāng)?shù)囊簤涸囼?yàn)[1]。同時(shí)容器設(shè)計(jì)、制造方式或材料的每次改變，之后都必須重新進(jìn)行試驗(yàn)[2]。試驗(yàn)前保證容器的密封性能不受封閉裝置的通風(fēng)口影響，降低因封閉器出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象而導(dǎo)致誤判的風(fēng)險(xiǎn)，提高液壓試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性[3]。檢測(cè)裝置必須能夠連續(xù)、均勻地施加試驗(yàn)壓力，且在整個(gè)試驗(yàn)期間保持恒定[4]。傳統(tǒng)的液壓試驗(yàn)機(jī)多為半自動(dòng)裝置，需手動(dòng)進(jìn)行注水補(bǔ)壓、放水泄壓以控制試驗(yàn)容器內(nèi)部施加的壓力，導(dǎo)致操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、檢測(cè)效率低下以及試驗(yàn)結(jié)果存在較大的偏差。為解決現(xiàn)有液壓試驗(yàn)裝置存在的技術(shù)問(wèn)題，本文提供了一種恒定水壓試驗(yàn)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)水泵壓力進(jìn)行自動(dòng)恒定水壓試驗(yàn)[5]。

1.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

恒定水壓試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，其包括：變頻器D700、水泵G0、可編程控制器A1、壓力檢測(cè)模塊和壓力調(diào)節(jié)模塊。通過(guò)壓力檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水泵G0的壓力數(shù)據(jù)，并由可編程控制器A1控制壓力調(diào)節(jié)模塊對(duì)水泵G0進(jìn)行加壓或泄壓，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器D700頻率，實(shí)現(xiàn)了智能化恒定水壓試驗(yàn)[6]。變頻器電路設(shè)計(jì)如圖2所示，可編程控制器A1與變頻器D700之間通過(guò)CAN總線通信，同時(shí)利用單相220v給開關(guān)電源V1供電，為設(shè)備提供穩(wěn)定24V電源以防設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)誤差偏大以及控制精度降低[7]。可編程控制器電路設(shè)計(jì)如圖3所示，設(shè)計(jì)有三路三對(duì)分別設(shè)置在水泵G0的進(jìn)水管、出水管處的相應(yīng)加載閥和泄壓閥?？删幊炭刂破鰽1控制泄壓閥對(duì)水泵G0進(jìn)行泄壓或控制加載閥對(duì)水泵G0進(jìn)行加壓以產(chǎn)生對(duì)水泵G0的固定增益，即可編程控制器A1適于根據(jù)固定增益調(diào)節(jié)變頻器D700的輸出頻率，以對(duì)水泵G0的工作頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)[8]。壓力傳感器SP1適于監(jiān)測(cè)水泵G0的壓力數(shù)據(jù)，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器A2將4-20ma信號(hào)傳輸至可編程控制器A1[9]。水缸限位模塊和變頻器故障報(bào)警模塊電路設(shè)計(jì)如圖4所示，可編程控制器A1適于通過(guò)水缸限位模塊獲取水缸液位超限信號(hào)，通過(guò)變頻器D700故障報(bào)警獲取變頻器D700故障信號(hào)，以控制水泵G0停止運(yùn)行，能夠保護(hù)設(shè)備及使用人員的安全[10]。

2.系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性測(cè)試

通過(guò)液壓試驗(yàn)來(lái)測(cè)試恒定水壓試驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，每20批試驗(yàn)樣品為一組，記錄試驗(yàn)壓力和保壓時(shí)間能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)要求，測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。根據(jù)液壓試驗(yàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)，每批試驗(yàn)樣品數(shù)量為6個(gè)，每組120次，10組樣品總計(jì)測(cè)試1200次。傳統(tǒng)的液壓試驗(yàn)機(jī)成功率僅88.83%，試驗(yàn)中壓力突增，容器內(nèi)部受到瞬時(shí)高壓沖擊產(chǎn)生巨大形變破損；試驗(yàn)中壓力偏低，無(wú)法達(dá)到試驗(yàn)技術(shù)要求，不符合檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性的要求。優(yōu)化后的液壓試驗(yàn)機(jī)恒定水壓試驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定可靠，試驗(yàn)完成率達(dá)96.17%，但新裝置存在連接閥內(nèi)部水量回流導(dǎo)致的試驗(yàn)不合格現(xiàn)象。

3.連接閥結(jié)構(gòu)及原理

連接閥作為液壓試驗(yàn)機(jī)與包裝容器連接的關(guān)鍵裝置，針對(duì)傳統(tǒng)連接閥在液壓試驗(yàn)過(guò)程中內(nèi)部出現(xiàn)的水回流現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了一種防回流的連接閥來(lái)解決上述問(wèn)題。新型連接閥包括螺紋筒、六角外筒、擋片、螺紋桿、防回流組件和通孔，整體結(jié)構(gòu)如圖5所示。連接閥通過(guò)在螺紋筒的一端設(shè)置防回流筒，底端筒半徑大于頂端筒半徑，底端筒內(nèi)設(shè)置有通過(guò)懸空盤連接的半浮球，半浮球會(huì)在水從底部反流時(shí)向上浮動(dòng)將頂端筒的通孔封閉，實(shí)現(xiàn)防回流的功能[11]。防回流組件組成結(jié)構(gòu)包括頂端筒、底端筒、半浮球和承托部，設(shè)置在螺紋桿一端的通孔內(nèi)，主要用于防止水從螺紋桿流向螺紋筒的一端[12]。
4結(jié)語(yǔ)

針對(duì)當(dāng)前液壓試驗(yàn)機(jī)開展了研究，設(shè)計(jì)并優(yōu)化了恒定水壓試驗(yàn)系統(tǒng)。模塊化的功能設(shè)計(jì)使得液壓試驗(yàn)機(jī)可以針對(duì)某個(gè)單獨(dú)的控制模塊進(jìn)行升級(jí)，與傳統(tǒng)的水壓試驗(yàn)機(jī)相比操作靈活方便、功能更多樣化，解決了傳統(tǒng)人工手動(dòng)操作的效率低、危險(xiǎn)性高等難題。增設(shè)故障報(bào)警模塊，提高了設(shè)備運(yùn)行中的安全性。優(yōu)化連接裝置增設(shè)防回流組件的設(shè)計(jì)，能夠保證連接閥承載單向水流的傳輸，有利于提高檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性和有效性。

作者:吳彬 朱雅 陳雪 單位:南京海關(guān)危險(xiǎn)貨物與包裝檢測(cè)中心 常州依博羅斯達(dá)芬機(jī)械有限公司 常州工業(yè)及消費(fèi)品檢驗(yàn)有限公司