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a摘要：目的為解決當(dāng)前液壓試驗機(jī)存在的檢測效率低、精準(zhǔn)度低、穩(wěn)定性差、危險性高等問題，提供了一種恒定水壓試驗系統(tǒng)設(shè)計方案。方法在控制系統(tǒng)方面，可編程控制器通過接收來自壓力檢測模塊監(jiān)測的水泵壓力數(shù)值，控制壓力調(diào)節(jié)模塊對水泵發(fā)送泄壓或加壓指令，水泵的工作頻率通過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，每組容器測試60次，成功率達(dá)到96.17%。結(jié)論新系統(tǒng)實現(xiàn)了智能調(diào)節(jié)水泵壓力自動進(jìn)行恒定液壓試驗，降低設(shè)備操作難度的同時提高了檢測效率和檢驗質(zhì)量。

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

擬裝液體的所有設(shè)計型號的金屬、塑料和復(fù)合容器投入使用前，都必須順利通過適當(dāng)?shù)囊簤涸囼瀃1]。同時容器設(shè)計、制造方式或材料的每次改變，之后都必須重新進(jìn)行試驗[2]。試驗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，提高液壓試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性[3]。檢測裝置必須能夠連續(xù)、均勻地施加試驗壓力，且在整個試驗期間保持恒定[4]。傳統(tǒng)的液壓試驗機(jī)多為半自動裝置，需手動進(jìn)行注水補壓、放水泄壓以控制試驗容器內(nèi)部施加的壓力，導(dǎo)致操作人員勞動強(qiáng)度大、檢測效率低下以及試驗結(jié)果存在較大的偏差。為解決現(xiàn)有液壓試驗裝置存在的技術(shù)問題，本文提供了一種恒定水壓試驗系統(tǒng)，可以實現(xiàn)智能調(diào)節(jié)水泵壓力進(jìn)行自動恒定水壓試驗[5]。

1.控制系統(tǒng)設(shè)計

恒定水壓試驗系統(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、壓力檢測模塊和壓力調(diào)節(jié)模塊。通過壓力檢測模塊實時監(jiān)測水泵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)模塊對水泵G0進(jìn)行加壓或泄壓，通過調(diào)節(jié)變頻器D700頻率，實現(xiàn)了智能化恒定水壓試驗[6]。變頻器電路設(shè)計如圖2所示，可編程控制器A1與變頻器D700之間通過CAN總線通信，同時利用單相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]?？删幊炭刂破麟娐吩O(shè)計如圖3所示，設(shè)計有三路三對分別設(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控制泄壓閥對水泵G0進(jìn)行泄壓或控制加載閥對水泵G0進(jìn)行加壓以產(chǎn)生對水泵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)測水泵G0的壓力數(shù)據(jù)，通過AD轉(zhuǎn)換器A2將4-20ma信號傳輸至可編程控制器A1[9]。水缸限位模塊和變頻器故障報警模塊電路設(shè)計如圖4所示，可編程控制器A1適于通過水缸限位模塊獲取水缸液位超限信號，通過變頻器D700故障報警獲取變頻器D700故障信號，以控制水泵G0停止運行，能夠保護(hù)設(shè)備及使用人員的安全[10]。

2.系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性測試

通過液壓試驗來測試恒定水壓試驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，每20批試驗樣品為一組，記錄試驗壓力和保壓時間能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)要求，測試數(shù)據(jù)見表1。根據(jù)液壓試驗的測試數(shù)據(jù)，每批試驗樣品數(shù)量為6個，每組120次，10組樣品總計測試1200次。傳統(tǒng)的液壓試驗機(jī)成功率僅88.83%，試驗中壓力突增，容器內(nèi)部受到瞬時高壓沖擊產(chǎn)生巨大形變破損；試驗中壓力偏低，無法達(dá)到試驗技術(shù)要求，不符合檢測結(jié)果準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性的要求。優(yōu)化后的液壓試驗機(jī)恒定水壓試驗系統(tǒng)運行相對穩(wěn)定可靠，試驗完成率達(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機(jī)與包裝容器連接的關(guān)鍵裝置，針對傳統(tǒng)連接閥在液壓試驗過程中內(nèi)部出現(xiàn)的水回流現(xiàn)象，設(shè)計了一種防回流的連接閥來解決上述問題。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)置有通過懸空盤連接的半浮球，半浮球會在水從底部反流時向上浮動將頂端筒的通孔封閉，實現(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

針對當(dāng)前液壓試驗機(jī)開展了研究，設(shè)計并優(yōu)化了恒定水壓試驗系統(tǒng)。模塊化的功能設(shè)計使得液壓試驗機(jī)可以針對某個單獨的控制模塊進(jìn)行升級，與傳統(tǒng)的水壓試驗機(jī)相比操作靈活方便、功能更多樣化，解決了傳統(tǒng)人工手動操作的效率低、危險性高等難題。增設(shè)故障報警模塊，提高了設(shè)備運行中的安全性。優(yōu)化連接裝置增設(shè)防回流組件的設(shè)計，能夠保證連接閥承載單向水流的傳輸，有利于提高檢測結(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)危險貨物與包裝檢測中心 常州依博羅斯達(dá)芬機(jī)械有限公司 常州工業(yè)及消費品檢驗有限公司