熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗機的製作方法
2023-06-27 12:53:26 2
專利名稱：熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗機的製作方法
技術領域：
熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗機技術領域[0001]本實用新型涉及一種用於對熱水器進行耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗的設備，屬於壓力容器特別是熱水器的機械性能檢測技術領域。
背景技術：
[0002]熱水器屬於壓力容器，需要對其進行耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗，試驗要求按照國家標準GB/T 19141-2011《家用太陽能熱水系統技術條件》中的「7技術要求」之「7.17耐負壓衝擊」、「7.18脈衝壓力」和「8試驗方法」之「8.17耐負壓衝擊試驗」、「8.18脈衝壓力試驗」中規定的技術要求(兼顧GB/T 20289-2006《儲水式電熱水器》「6性能要求」之「6.7容器脈衝壓力」和「7試驗方法」之「7.10容器脈衝壓力測試方法」)進行。根據標準，熱水器需進行高壓0.6mpa,低壓(高壓的15%) 0.09mpa脈衝循環試驗及負33kpa保持一定時間的測試。[0003]但是目前還沒有一種結構簡單、運行可靠的熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗設備。發明內容[0004]本實用新型針對現有熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗技術存在的不足，提供一種結構簡單、運行可靠、測試準確的熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗機。[0005]本實用新型的熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗機，採用以下解決方案:[0006]該試驗機，包括供水箱、耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路，耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路均與供水箱連接；供水箱的上部設有補水口和溢流口，底部設有出水口，出水口上連接有出水閥，補水口和出水口之間設有回水口，供水箱出水口下方設有排汙口和排汙閥；[0007]耐負壓衝擊試驗管路上主要包括水環真空泵、吸氣電動三通球閥、充氣電動三通球閥和負壓力傳感器，水環真空泵的進水口通過進水電動二通球閥與供水箱的出水口連接，水環真空泵的吸氣口與吸氣電動三通球閥的進口連接，吸氣電動三通球閥的一個出口與外部大氣相通，另一個出口通過吸氣電動二通球閥與充氣電動二通球閥的出口連接，吸氣電動二通球閥的該出口同時與負壓力傳感器連接，水環真空泵的排氣口與充氣電動三通球閥的進口連接，充氣電動三通球閥的一個出口上連接有充氣電動二通球閥，另一個出口與外部大氣相通，充氣電動二通球閥的出口與注水電動二通球閥及被測熱水器水箱連接，注水電動二通球閥與水位電極連接；[0008]脈衝壓力試驗管路主要包括增壓泵、增壓電動三通球閥、破損採樣裝置和正壓力傳感器，增壓泵的進水口與供水箱的出水口連接，增壓泵的出水口與增壓電動三通球閥的進口連接，增壓電動三通球閥的一個出口與供水箱的回水口連接，另一個出口與破損採樣裝置連接，該出口同時與正壓力傳感器連接，破損採樣裝置的出口連接有採樣電磁閥，採樣電磁閥的出口同時與氣室和排水電動二通閥連接，排水電動二通閥上的連接管伸入到被測熱水器水箱的底部。破損採樣裝置，包括採樣閥、霍爾元件、霍爾套管和連接管，採樣閥內安裝有能夠擺動的閥板，閥板上在採樣閥的進水一側設置有封堵軟墊，封堵軟墊外側設有固定在閥板上限制封堵軟墊擺動幅度的彎形擋片，封堵軟墊在閥板與彎形擋板之間擺動，閥板和彎形擋片上均設有水孔，閥板的另一側設置有磁性體，磁性體與閥板之間設有間隙，採樣閥的出水端設置有連接管和用於對閥板擺動位置限定的限位套，連接管內裝有霍爾套管，霍爾套管前端內設置有霍爾元件。上述試驗機運行時，將耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路的另一端與被測熱水器水箱連接，各電動元件均與可編程控制器PLC連接，通過PLC設定參數並實現自動控制。通過啟動水環真空泵(由供水箱供水)和安裝在水環真空泵進氣口和出氣口的各個電動三通球閥實現給被測熱水器水箱抽氣和充氣排水，當水環真空泵處於抽氣進行耐負壓衝擊試驗時，被測熱水器水箱中的空氣被抽空並達到規定負壓值，且保持規定的時間，然後通過負壓力傳感器將數據傳入PLC，分析數據可以判定被測水箱耐負壓衝擊是否合格。使脈衝壓力試驗管路及被測熱水器水箱注滿水後啟動增壓泵，增壓泵在破損採樣裝置及PLC的作用下以高壓、低壓脈衝交替方式進行，低壓運行時閥板在重力作用下復位，被測熱水器水箱的水在氣室的作用下通過閥板上的水孔衝開封堵軟墊板回到供水箱，高壓運行時水同時推動封堵軟墊(在高壓水流的作用下封堵軟墊封堵閥板上的水孔)和閥板向出水方向擺動，並且霍爾元件在磁性體的作用下發出一個信號，循環運行至規定脈衝次數後停止。當試驗運行結束後，水環真空泵自動調整到充氣排水狀態，用水環真空泵產生的壓縮空氣將被測熱水器水箱的水排空。如果在脈衝壓力測試過程中，被測熱水器水箱破裂，破損採樣裝置在水流的作用下，閥板會一直開啟，霍爾元件發出長信號給PLC，關閉相應的閥，PLC並記錄下此刻的脈衝試驗次數。本實用新型結構簡單、運行可靠，採用水環真空泵產生負壓進行耐負壓衝擊測試，大大提高了負壓運行可靠性及運行壽命，採用增壓泵以高壓、低壓脈衝交替方式進行進行脈衝壓力測試，最高工作壓力可達1.5MPa，測量精度及控制精度較高，可達0.5%，並且數據可反饋至PLC，以實現自動控制。
圖1是本實用新型熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗機的結構原理圖。圖2是本實用新型中破損採樣裝置的結構示意圖。圖3是對多工位熱水器試驗時的負壓時間與負壓值圖。圖4是測試壓力與時序圖。圖中:1、供水箱，2、溢流口，3、排汙閥，4、浮球閥，5、出水閥，6、回水口，7、補水口，
8、過濾器，9、增壓進水閥，10、增壓泵，11、增壓電動三通球閥，12、進水二通球閥，13、進水電動二通球閥，14、水環真空泵，15、充氣電動三通球閥，16、吸氣電動三通球閥，17、手動二通球閥，18、負壓力傳感器，19、吸氣電動二通球閥，20、充氣電動二通球閥，21、注水電動二通球閥，22、水位電極，23、氣室，24、排水電動二通球閥，25、採樣電磁閥，26、被測熱水器水箱，27、破損採樣裝置，28、手動二通球閥，29、正壓力傳感器，32、連接頭，33、採樣閥，34、閥板，35、彎形擋片，36、封堵軟墊，37、磁體套，38、磁性體，39、限位套，40、接頭，41、霍爾套管，42、堵頭，43、霍爾元件，44、鎖緊螺母，45、連接管。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗機，包括供水箱1、耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路，包括耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路均與供水箱I連接，耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路的另一端與被測熱水器水箱26連接。供水箱I上部設有補水口 7和溢流口 2，溢流口 2高於補水口 7。供水箱I內上部設有浮球閥4，浮球閥4安置在補水口 7上。供水箱I的底部設有出水口和排汙口，出水口高於排汙口。出水口上依次連接有出水閥5和過濾器8，過濾器8的出口分別與水環真空泵14和增壓泵10連接，排汙口上帶有排汙閥3。供水箱I的補水口 7和出水口之間設有回水Π 6。耐負壓衝擊試驗管路連接在供水箱I的出水口與被測熱水器水箱26的進口之間。該管路上主要包括水環真空泵14和負壓力傳感器18。水環真空泵14的進水口通過進水電動二通球閥13與供水箱I的出水口連接，在進行耐負壓衝擊試驗時打開進水電動二通球閥13，在脈衝壓力試驗時必須關閉。水環真空泵14的吸氣口與吸氣電動三通球閥16的進口連接，吸氣電動三通球閥16的一個出口與外部大氣相通，另一個出口通過吸氣電動二通閥19與充氣電動二通閥20的出口連接，吸氣電動三通球閥16的該出口同時與負壓力傳感器18連接。耐負壓衝擊試驗時在進入負壓保持階段吸氣電動二通閥19須先關閉，以防止洩漏。設置充氣電動二通閥20是為了保持耐負壓力衝擊試驗和脈衝擊試驗時的氣密性。水環真空泵14的排氣口與充氣電動三通球閥15的進口連接，充氣電動三通球閥15的一個出口上連接有充氣電動二通球閥20，充氣電動三通閥15的另一個出口與外部大氣相通，充氣電動二通球閥20的出口同時與注水電動二通球閥21被測熱水器水箱26的進口連接，注水電動二通球閥21的另一出口與水位電極連接。脈衝壓力試驗管路連接在供水箱I的出水口與被測熱水器水箱26的出口之間，主要包括增壓泵10、增壓電動三通球閥11、破損採樣裝置27和正壓力傳感器29。增壓泵10的進水口與供水箱I的出水口連接。增壓泵10的出水口與增壓電動三通球閥11的進口連接，增壓電動三通球閥11的一個出口與供水箱I的回水口 6連接，另一個出口與破損採樣裝置27連接，該出口同時與正壓力傳感器29連接。破損採樣裝置27的出口連接有採樣電磁閥25，採樣電磁閥25的出口同時與氣室23和排水電動二通閥24連接，排水電動二通閥24上的連接管伸入到被測熱水器水箱26的底部。採樣電磁閥25的出口與被測熱水器水箱26的出口連接。採樣電磁閥25當被測熱水器水箱26損壞漏水時，控制器自動關閉採樣電磁閥25。破損採樣裝置的結構如圖2所示，包括採樣閥33、霍爾元件43、霍爾套管41和連接管45。採樣閥33內通過軸安裝有可擺動的閥板34，閥板34可以順水流方向擺動。閥板34安裝在採樣閥33的出水口一側，閥板34的進水側設置有封堵軟墊36，封堵軟墊36外側設有與軟矽膠閥板一起固定在閥板34上的彎形擋片35，彎形擋片35限制封堵軟墊36的擺動幅度，閥板34和彎形擋片35上均設有水孔，閥板34的另一側設置有磁性體38，磁性體38嵌裝在磁體套37內，磁體套37與閥板34之間留有間隙，以保證閥板34上的水孔不被阻擋。採樣閥33的進水端設有連接頭32，通過該連接頭與增壓電動三通球閥11的一個出口連接。採樣閥33的出水端設有接頭40，接頭40內設置有用於對閥板34擺動位置限定的限位套39，限位套39通過鎖緊螺母44與接頭40固定在一起。接頭40上連接有連接管45，連接管45內裝有霍爾套管41,霍爾套管41前端內設置有霍爾元件43,並通過堵頭42將霍爾套管41的前端封封住，霍爾元件43的引線由霍爾套管41後端引出。連接管45的另一端與採樣電磁閥25連接。為了便於維修，在水環真空泵14與供水箱I的出水口連接管路上設置一個進水手動二通球閥12，在吸氣電動三通球閥16與負壓力傳感器18的管路上設置通過手動二通球閥17，在增壓泵10的進水口上還可以連接一個進水閥9，在增壓電動三通球閥11與正壓力傳感器29的連接管路上設置手動球閥28。各電動元件均與可編程控制器PLC連接，通過PLC實現自動控制。可以通過PLC上的人機界面設定脈衝頻率、試驗次數等參數。脈衝壓力波峰與波谷壓力分別單獨可調，且能通過計算機自動記錄每個工位在負壓保持期間內的壓力曲線(用以分析水箱內膽的形變)。上述試驗機的工作過程如下所述。按以上說明將耐負壓衝擊試驗管路連接在供水箱I的出水口與被測熱水器水箱26的進口之間，將脈衝壓力試驗管路連接在供水箱I的出水口與被測熱水器水箱26的出口之間。一個被測熱水器水箱的試驗需要一套耐負壓衝擊試驗管路和一套脈衝壓力試驗管路。可以對多個被測熱水器水箱同時進行多工位試驗，每個工位的耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路共用一個供水箱I。試驗時，首先啟動增壓電動三通球閥11使增壓泵10的出水口與回水口 6形成通路，使水環真空泵14和增壓泵10的泵腔及管道內注滿水，然後增壓電動三通球閥11恢復原狀態。耐負壓衝擊試驗是在連接完各管路後，被測熱水器水箱26無水狀態下進行；耐負壓衝擊試驗為逐個工位單獨進行試驗。試驗時，先作耐負壓衝擊試驗(如果某工位被測熱水器水箱耐負壓衝擊試驗不合格，控制器中止該工位進行脈衝壓力試驗)，再作脈衝壓力試驗。作脈衝壓力試驗時，需要先將被測熱水器水箱注滿水。脈衝壓力試驗結束後，自動進行充氣排水工作，排盡被測熱水器水箱26中的水。當一個工位上的被測熱水器水箱損壞漏水時，控制器自動關閉該工位上的採樣電磁閥25，以保證其它工位繼續進行試驗。1.耐負壓衝擊試驗進入耐負壓衝擊試驗，打開出水閥5與手動二通球閥12，開啟進水電動二通球閥13使水環真空泵14的泵腔充滿水，關閉充氣電動二通球閥20和排水電動二通球閥24，再打開吸氣電磁閥19和手動二通球閥17。並使充氣電動三通球閥15上與大氣相通的出口打開。吸氣電動三通球閥16的與大氣相通的出口關閉，另兩個口相通。其它各閥仍不變。水環真空泵14運轉，將被測熱水器水箱26內的空氣通過吸氣電動二通球閥19和吸氣電動三通球閥16吸出，並由充氣電動三通球閥15排入大氣，使被測熱水器水箱26內的空氣被抽空並達到規定負壓，關閉吸氣電動二通球閥19 (耐負壓衝擊試驗時在進入負壓保持階段吸氣電動二通閥19須先關閉以防止洩漏)，且保持規定的時間，然後通過負壓力傳感器18檢測負壓參數，並將數據傳入控制器(可編程控制器PLC)，分析數據可以判定被測熱水器水箱26耐負壓衝擊是否合格。[0030]本實用新型滿足了保持負33KPa的負壓測試，並能夠顯示負壓保持曲線以判定被測水箱變形是否符合要求。被測水箱26內的真空由水環真空泵抽到負33kpa，保持5分鐘(時間可調整)以滿足測試的需要。負壓測試完畢後，合格工位上的被測水箱方可進行脈衝壓力測試。[0031]圖3給出了對六個工位上的被測水箱試驗時的負壓時間與負壓值。[0032]2.脈衝壓力試驗[0033]首先關閉進水電動二通球閥13，打開注水電動二通球閥21、增壓進水閥9、增壓電動三通球閥11、採樣電磁閥25和正壓閥28，打開出水閥5，關閉其它閥門。增壓電動三通球閥11進水口連接增壓泵10，增壓電動三通球閥11的一出口和破損採樣裝置27且使增壓泵與破損採樣裝置的通道打開，而增壓電動三通球閥11內連接回水口 6的通道關閉。由供水箱I將被測熱水器水箱26和整個脈衝壓力試驗管路內充滿水，多餘的水自注水電動二通球閥21和水位電極22排出，水位電極22檢測被測熱水器水箱26內的注滿後，自動關閉注水電動二通球閥21。[0034]啟動增壓泵10，增壓泵10以高壓、低壓脈衝交替方式運行。當高壓運行時，氣室23中少量氣體被壓縮時，增壓泵10與被測熱水器水箱26之間形成水流，使破損採樣裝置27內採樣閥33中的閥板34在封堵軟墊36的封堵下擺動開啟，閥板34上的磁性體38接近霍爾元件43，霍爾元件43發出信號，增壓泵10轉換成低壓運行，在氣室23中氣體的作用下，水流通過閥板34上的小孔打開封堵軟墊36，通過增壓電動三通球閥11、增壓泵10和出水口 5回流到供水箱1，同時閥板34在重力的作用下復位，直到控制器(可編程控制器PLC)按規定時間再次使增壓泵10高壓運行。這樣，循環運行至規定脈衝次數後停止。[0035]當試驗運行結束後，水環真空泵14自動調整到充氣排水狀態，充氣電動三通球閥15上與大氣相通的出口關閉，另兩個口連通；吸氣電動三通球閥16上與大氣相通的口與水環真空泵14連通。打開進水電動二通球閥13、充氣電動二通球閥20和排水電動二通球閥24，水環真空泵14運轉產生壓縮空氣，壓縮空氣通過充氣電動二通球閥20進入被測熱水器水箱26，被測熱水器水箱26內的水通過排水電動二通球閥24排出。[0036]如果在脈衝壓力測試過程中，被測熱水器水箱26破裂，破損採樣裝置27內的閥板34在水流的作用下會一直開啟，霍爾元件43發出信號給控制系統(可編程控制器PLC)，關閉相關的閥，控制系統(可編程控制器PLC)並記錄下此刻的脈衝試驗次數。[0037]當改變變頻電源頻率的上限值和下限值時，增壓泵10改變管路內的高、低壓力。PLC可進行數據保存，曲線顯示，列印輸出。圖4給出了測試壓力與時序圖。[0038]本實用新型達到了國家標準GB/T 19141-2011, GB/T 20289-2006的關於耐負壓衝擊和脈衝壓力試驗的試驗要求。
權利要求1.一種熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗機，包括供水箱、耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路，耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路均與供水箱連接；其特徵是: 該試驗機，包括供水箱、耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路，耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路均與供水箱連接；供水箱的上部設有補水口和溢流口，底部設有出水口，出水口上連接有出水閥，補水口和出水口之間設有回水口，供水箱出水口下方設有排汙口和排汙閥； 耐負壓衝擊試驗管路上主要包括水環真空泵、吸氣電動三通球閥、充氣電動三通球閥和負壓力傳感器，水環真空泵的進水口通過進水電動二通球閥與供水箱的出水口連接，水環真空泵的吸氣口與吸氣電動三通球閥的進口連接，吸氣電動三通球閥的一個出口與外部大氣相通，另一個出口通過吸氣電動二通球閥與充氣電動二通球閥的出口連接，吸氣電動二通球閥的該出口同時與負壓力傳感器連接，水環真空泵的排氣口與充氣電動三通球閥的進口連接，充氣電動三通球閥的一個出口上連接有充氣電動二通球閥，另一個出口與外部大氣相通，充氣電動二通球閥的出口與注水電動二通球閥及被測熱水器水箱連接，注水電動二通球閥與水位電極連接； 脈衝壓力試驗管路主要包括增壓泵、增壓電動三通球閥、破損採樣裝置和正壓力傳感器，增壓泵的進水口與供水箱的出水口連接，增壓泵的出水口與增壓電動三通球閥的進口連接，增壓電動三通球閥的一個出口與供水箱的回水口連接，另一個出口與破損採樣裝置連接，該出口同時與正壓力傳感器連接，破損採樣裝置的出口連接有採樣電磁閥，採樣電磁閥的出口同時與氣室和排水電動二通閥連接，排水電動二通閥上的連接管伸入到被測熱水器水箱的底部。
2.根據權利要求1所述的熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗機，其特徵是:所述破損採樣裝置包括採樣閥、霍爾元件、霍爾套管和連接管，採樣閥內安裝有能夠擺動的閥板，閥板上在採樣閥的進水一側設置有封堵軟墊，封堵軟墊外側設有固定在閥板上限制封堵軟墊擺動幅度的彎形擋片，封堵軟墊在閥板與彎形擋板之間擺動，閥板和彎形擋片上均設有水孔，閥板的另一側設置有磁性體，磁性體與閥板之間設有間隙，採樣閥的出水端設置有連接管和用於對閥板擺動位置限定的限位套，連接管內裝有霍爾套管，霍爾套管前端內設置有霍爾元件。
專利摘要本實用新型提供一種熱水器耐負壓衝擊與脈衝壓力試驗機，包括供水箱、耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路；耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路均與供水箱連接；供水箱的上部設有補水口和溢流口，底部設有出水口，出水口上連接有出水閥，補水口和出水口之間設有回水口；耐負壓衝擊試驗管路上主要包括水環真空泵、吸氣電動三通球閥、充氣電動三通球閥和負壓力傳感器；脈衝壓力試驗管路主要包括增壓泵、增壓電動三通球閥、破損採樣裝置和正壓力傳感器。運行時，將耐負壓衝擊試驗管路和脈衝壓力試驗管路的另一端與被測熱水器水箱連接，各電動元件均與可編程控制器PLC連接。本實用新型結構簡單、運行可靠，測量精度及控制精度較高。
文檔編號G01M99/00GK203069390SQ20132000198
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月4日 優先權日2013年1月4日
發明者李鬱武, 劉華凱, 朱漢武 申請人:朱漢武