燃气表耐压强度测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及燃气设备技术领域，尤其涉及一种燃气表耐压强度测试装置。


背景技术：

2.本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
3.燃气表用于天然气或人工煤气的计量，应用范围广，使用量大，其所计量的气体易燃易爆，若燃气表由于生产质量不达标而存在密封性差导致漏气的问题，则存在很大的安全隐患，甚至引发燃气爆炸、火灾等事故。因此，安全性能为燃气表产品首要考虑的问题。
4.当前对燃气表的耐压测试方式是通过对燃气表内部施加1.5倍额定压力的气体，保压30分钟，检查其变形量与密封性。但是，燃气表在实际使用环境下，管道以及燃气表中的气体压力是变化的，燃气表内部压力不断变化引起的疲劳应力会造成燃气表强度降低，从而出现泄漏问题导致严重的安全问题，而当前通过气体静态检测过程与实际使用情况存在较大差异，存在无法检验待测燃气表的抗疲劳强度的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是至少解决当前通过气体静态检测过程与实际使用情况存在较大差异，存在无法检验待测燃气表的抗疲劳强度的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
6.本实用新型提出了一种燃气表耐压强度测试装置，用于检验被检燃气表的抗疲劳强度，所述被检燃气表包括进口和出口，所述测试装置包括：活塞缸组件，包括活塞缸和设于所述活塞缸内的活塞组件；连接管，所述连接管的一端与所述活塞缸连通，所述连接管的另一端通过所述进口与所述被检燃气表连通；密封盖，封盖所述出口；驱动装置，与所述活塞组件传动连接，所述驱动装置能够驱动所述活塞组件运动以增大或减小所述被检燃气表的内部流体介质的压力；压力检测装置，用于获取所述被检燃气表内部的流体介质的压力值；控制器，分别与所述压力检测装置和所述驱动装置电连接，所述控制器根据所述压力检测装置测得的压力值控制所述驱动装置的运行。
7.根据本实用新型提出的燃气表耐压强度测试装置，利用控制器能够根据压力检测装置得的压力值控制驱动装置的运行，从而精确控制被检燃气表内部液体的压力。控制器可根据预设程序控制驱动装置运行以使得被检燃气表内部液体的压力值不断变化，从而模拟燃气表内部流体介质压力值不断变化使燃气表壳体产生疲劳应力并造成燃气表强度降低的过程。使燃气表耐压强度测试过程更加贴近燃气表的实际使用环境，通过加速模拟该过程，检测被检燃气表的抗疲劳强度，确保燃气表的安全可靠性。
8.另外，根据本实用新型的燃气表耐压强度测试装置，还可具有如下附加的技术特征：
9.在本实用新型的一些实施方式中，所述活塞缸的内部、所述连接管的内部和所述被检燃气表内部均填充所述流体介质；其中，所述流体介质为液体。
10.在本实用新型的一些实施方式中，所述活塞缸包括：缸体；前端盖，封盖所述缸体的前端；后端盖，封盖所述缸体的后端；所述活塞组件包括：丝杠轴，所述丝杠轴的两端分别可转动地与所述前端盖和所述后端盖相连；活塞，所述活塞设有螺纹孔，所述丝杠轴穿过所述螺纹孔与所述活塞螺纹配合；连接件，所述连接件的两端分别与所述丝杠轴和所述驱动装置的动力输出端相连。
11.在本实用新型的一些实施方式中，所述螺纹孔的中心相对于所述活塞的中心偏置。
12.在本实用新型的一些实施方式中，所述缸体和所述活塞的横截面为椭圆形。
13.在本实用新型的一些实施方式中，所述活塞组件还包括：第一轴承，设于所述前端盖；第二轴承，设于所述后端盖；所述丝杠轴的两端分别与所述第一轴承和所述第二轴承的内圈过盈配合。
14.在本实用新型的一些实施方式中，所述测试装置还包括：表接头，设于所述进口，所述连接管可拆卸地与所述表接头相连。
15.在本实用新型的一些实施方式中，所述测试装置还包括：球阀，设于所述连接管上。
16.在本实用新型的一些实施方式中，所述驱动装置为伺服电机，所述控制器为可编程逻辑控制器，所述压力检测装置为压力变送器。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
18.图1示意性地示出了根据本实用新型实施方式的燃气表耐压强度测试装置的结构示意图；
19.图2示意性地示出了根据本实用新型实施方式的燃气表耐压强度测试装置的结构示意图；
20.图3示意性地示出了根据本实用新型实施方式的燃气表耐压强度测试装置测试过程的流程示意图；
21.图4示意性地示出了根据本实用新型实施方式的测试过程中液体压力变化过程示意图；
22.图5示意性地示出了根据本实用新型实施方式的活塞的结构示意图。
23.附图标记如下：
24.10-被检燃气表、11-进口、12-出口、20-活塞缸组件、21-活塞缸、211-缸体、212-前端盖、213-后端盖、22-活塞组件、221-丝杠轴、222-活塞、2221-螺纹孔、223-连接件、224-第一轴承、225-第二轴承、30-连接管、40-密封盖、50-压力检测装置、60-驱动装置、70-控制器、80-表接头、90-球阀。
具体实施方式
25.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公
开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
26.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
27.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
28.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
29.如图1和图2所示，根据本实用新型的实施方式，提出了一种燃气表耐压强度测试装置，测试装置用于检验被检燃气表10的抗疲劳强度，被检燃气表10包括进口11和出口12，进口11和出口12具体为被检燃气表10的进气口和出气口，可燃气体从被检燃气表10的进气口进入燃气表，经燃气表计量后从出气口流出。本实用新型中，测试装置包括活塞缸组件20、连接管30、密封盖40、压力检测装置50、驱动装置60和控制器70，详细地，活塞缸组件20包括活塞缸21和可滑动地设于活塞缸21内的活塞组件22，连接管30的一端与活塞缸21连通，连接管30的另一端通过进口11与被检燃气表10连通，密封盖40封盖出口12，在活塞缸21、连接管30和被检燃气表10内部填充流体介质。压力检测装置50设于出口12，用于获取被检燃气表10内部液体的压力，驱动装置60与活塞组件22传动连接，用于驱动活塞组件22运动从而使活塞缸组件20能够通过连接管30向被检燃气表10施加压力。具体地，活塞缸的内部、连接管的内部和被检燃气表内部均填充流体介质(例如气体或液体)，当驱动装置驱动活塞组件运动推动活塞缸内的流体介质向被检燃气表内部流动时，流体介质的总体积减小，使被检燃气表内部的流体介质受到压缩，从而增大被检燃气表的内部流体介质的压力。而当驱动装置驱动活塞组件运动使被检燃气表内部的流体向活塞缸内流动时，流体介质的总体积减小增大，使被检燃气表内部的流体介质的体积膨胀，从而减小被检燃气表的内部
流体介质的压力。控制器70分别与压力检测装置50和驱动装置60电连接，控制器70根据压力检测装置50测得的压力值控制驱动装置60的运行，从而精确控制被检燃气表10内部液体的压力。并且控制器70可根据预设程序控制驱动装置60运行以使得被检燃气表10内部液体的压力进行梯度变化，从而模拟燃气表内部流体介质压力值不断变化使燃气表壳体产生疲劳应力并造成燃气表强度降低的过程。因此，通过本实用新型提出的测试装置实施的燃气表耐压强度测试过程更加贴近燃气表的实际使用环境，通过加速模拟该过程，检测被检燃气表的抗疲劳强度，确保燃气表的安全可靠性。解决当前通过气体静态检测过程与实际使用情况存在较大差异而无法检验待测燃气表的抗疲劳强度的问题。
30.在本实用新型的一些实施方式中，活塞缸的内部、连接管的内部和被检燃气表内部均填充液体，在被检燃气表10耐压强度检测过程中，活塞缸组件20通过连接管30向被检燃气表10内部填充的液体施加压力，一方面，由于液体体积的可压缩性较差，活塞缸组件20进行加压或泄压的过程很快，当确定被检燃气表10存在泄漏问题时能够快速泄压，能够减小燃气表炸裂造成碎片四溅的概率，降低检测过程中的安全隐患。另一方面，被检燃气表10存在轻微泄漏问题时，泄漏出的液体更容易观察，提高被检燃气表10的耐压强度测试的准确性。
31.本实施例中，采用的液体为水，为了更加容易观察泄漏痕迹，可将水染色。
32.在其他实施例中，如图1所示，压力检测装置50设置在连接管30上。在本实用新型的一些实施方式中，如图2和图5所示，活塞缸21包括：缸体211、前端盖212、后端盖213。活塞组件22包括：丝杠轴221、活塞222和连接件223。详细地，缸体211为空心筒状件，前端盖212和后端盖213分别封盖缸体211的前后两端，使活塞缸21形成密封的缸体211结构。丝杠轴221的两端分别可转动地与前端盖212和后端盖213相连，使丝杠轴221能够相对于活塞缸21转动，活塞222可滑动地设于缸体211内，且活塞222的轮廓与缸体211的内壁相匹配。活塞222设有螺纹孔2221，丝杠轴221穿过螺纹孔2221与活塞222螺纹配合，连接件223的两端分别与丝杠轴221和驱动装置60的动力输出端相连，驱动装置60的输出端通过连接件223将旋转动力传递至丝杠轴221驱动丝杠轴221转动，以驱动活塞222在缸体211内滑动，从而完成施压或泄压的动作。在一个示例性实施例中，连接管30为钢管，连接管30敢接在后端盖213上，且后端盖213上设有连通钢管和活塞缸21的通孔。
33.其中，活塞组件22还包括：第一轴承224和第二轴承225，第一轴承224设于前端盖212，第二轴承225设于后端盖213，丝杠轴221的两端分别与第一轴承224和第二轴承225的内圈过盈配合。第一轴承224和第二轴承225用于减轻丝杠轴221转动的阻力，并且使丝杠轴221的转动过程更加顺畅，以利于提高被检燃气表10内部的液体压力的控制精度。
34.本实施例中，驱动装置60为伺服电机，控制器70为可编程逻辑控制器(plc)，压力检测装置50为压力变送器。因此，可编程逻辑控制器可以根据压力变送器测得的被检燃气表10内部液体的压力精确控制伺服电机的转动角度，从而精确控制丝杠轴221的转动角度以实现精确控制活塞222在缸体211内的滑动距离，从而达到精确控制被检燃气表10内部流体介质的压力的目的。详细地，控制器70(plc)置入测试参数，控制伺服电机的转速，推动活塞222前进，活塞缸21中以及被检表中的水被挤压，导致其压力升高，压力变送器获取并指示被检燃气表10的具体压力，控制器70接压力变送器获取的压力值的反馈信号，再根据反馈信号控制伺服电机前进方向以及转速，使被检燃气表10内部的液体达到预设压力值。当
完成检测后，控制伺服电机反向转动，推动活塞222后退完成泄压动作。其中，前进和后退的方向为图2中箭头所指的方向。
35.在一个示例性实施例中，如图5所示，螺纹孔2221的中心相对于活塞222的中心偏置。其目的是限制活塞222在缸体211的径向方向的转动自由度，阻止活塞222随丝杠轴221的转动而转动，使得丝杠轴221能够相对于活塞222转动，从而利用丝杆轴与活塞222之间的螺纹配合驱动活塞222沿活塞缸21的轴向方向滑动，达到施压或泄压的目的。本实施例中，螺纹孔2221偏心设置，其结构简单，避免了由于活塞222与丝杠轴221因同心安装，丝杠转动会导致活塞222旋转，而必须加装导杆，导致结构复杂。如图5所示，螺纹孔2221的中心相对于活塞222的中心的偏置距离h取值为1～5mm，例如1mm、2mm、3mm、4mm等。
36.在另一个示例性实施例中，缸体211和活塞222的横截面为椭圆形，在本实施例中，缸体211、活塞222和丝杠轴221可以同心设置，由于缸体211和活塞222的横截面为椭圆形，因此，能够通过缸体211的内壁与活塞222之间的配合可以限制活塞222绕缸体211的轴线转动，使得丝杠轴221能够相对于活塞222转动，从而利用丝杆轴与活塞222之间的螺纹配合结构驱动活塞222沿活塞缸21的轴向方向滑动，达到施压或泄压的目的。还需说明的是，缸体211和活塞222的横截面还可以是其他非圆形的形状，只要通过缸体211内壁与活塞222的配合限制活塞222绕缸体211的轴线转动即可。
37.在本实用新型的一些实施方式中，测试装置还包括：表接头80，表接头80固定设于进口11处，连接管30可拆卸地与表接头80相连。以便于更换被检燃气表10，提高被检燃气表10的检测效率。
38.在本实用新型的一些实施方式中，测试装置还包括：球阀90，球阀90设于连接管30上，连接管30通过螺纹与球阀90连接，在检测过程中，首先打开球阀90，将水通过球阀90加入连接管30中，当活塞缸21、连接管30和被检燃气表10内部加满水后，通过密封盖40将被检燃气表10的出口12封堵。
39.本实用新型中，通过燃气表耐压强度测试装置检验被检燃气表10的抗疲劳强度的操作步骤如下：
40.首先打开球阀90，将水通过球阀90加入连接管30中，当活塞缸21、连接管30和被检燃气表10内部加满水后关闭球阀90，通过密封盖40将被检燃气表10的出口12封堵。控制器70(plc)置入测试参数，控制伺服电机的转速，推动活塞222前进，活塞缸21中以及被检表中的水被挤压，导致其压力升高，压力检测装置50获取并指示被检燃气表10的具体压力，控制器70接压力检测装置50获取的压力值的反馈信号，再根据反馈信号控制伺服电机前进方向以及转速，使被检燃气表10内部的液体达到预设压力值。当完成检测后，控制伺服电机反向转动，推动活塞222后退完成泄压动作。
41.其中，如图3所示，测试流程具体包括如下步骤：
42.步骤s101：plc向输入伺服电机正数的脉冲系数r/s(正数表示前进)，推动活塞缸内的活塞前进，被检燃气表中的液体压力持续上升；
43.步骤s102：判断压力变送器值是否达到设定值，若是则执行步骤s103，若否则执行步骤s101；
44.步骤s103：输入脉冲系数为0，伺服电机停止运转；
45.步骤s104：判断停止时间是否达到第一设定时间，若是则执行步骤s105，若否则执
行步骤s103；
46.步骤s105：plc输入伺服电机负数的脉冲系数，伺服电机反向运转，带动活塞缸内的活塞后退；
47.步骤s106：判断压力表的值是否下降达到0，若是则执行步骤s107，若否则执行步骤s105；
48.步骤s107：伺服电机输入脉冲系数为0，伺服电机停止运转；
49.步骤s108：判断停止时间是否达到第二设定时间，若是则执行步骤s101，若否则执行步骤s107。
50.第一设定时间可以设置为20～40分钟，例如25分钟、30分钟、35分钟等。
51.第二设定时间可以设置为10～30分钟，例如15分钟、25分钟、30分钟等。
52.设定值可以是1.5倍的被检燃气表的额定压力值。
53.如图3和图4所示，步骤s101为ab段，ab为加压的速率，可以通过脉冲系数进行调整，b为测试最高压力pmax。步骤s102为bc段，bc为pmax保压时间t1(即第一设定时间)。步骤s103为cd段，cd为泄压的速率，可以通过脉冲系数进行调整。步骤s104为de段，de为0压力保压时间t2(即第二设定时间)。可以通过编程，输入到plc中。
54.本实施例中，通过plc控制伺服电机的运行，使得加压速率、泄压速率、保压时间等控制精准，以实现动态压力测试，其测试过程中压力是变化的，动态测试耐压强度，能够检验其抗疲劳强度，测试比较全面。并且，最高压力、加压、泄压、保压时间，精密可调，可用于检测不同种类的燃气表，具有广泛的应用范围。
55.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
56.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。