CN109668790A - 全自动钢质高压消防瓶水压试验机及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动钢质高压消防瓶水压试验机及其试验方法，它包括进料预备工位、试验工位、倒水工位、出料工位、进出料桁车和高压注水***；进出料桁车实现在上下料端对消防瓶的自动装料和卸料，预备上料工位按照给定的生产节拍以稳定的速率向试验台进给消防瓶，水压试验工位在注水及控制***的作用下实现对消防瓶进行试验工作，倒水卸料工位实现消防瓶的倒水、卸料以及对合格品和缺陷品的分类整理。该机能全自动实现工件在工位间的转移、称重、测量容积、水压试验，将不合格工件从生产线中剔除，将合格的工件重量、容积等信息提供给生产管理部门和下道钢印标识所需的信息，实现钢印换字自动化和整个过程的无人化值守。

Description

全自动钢质高压消防瓶水压试验机及其试验方法

技术领域

本发明涉及一种全自动钢质高压消防瓶水压试验机及其试验方法，特别是针对于大批量消防瓶进行全自动化高效试验检测。

背景技术

消防行业和国民的生命财产安全息息相关，因而十分重要。消防器材的可靠性成为了该行业的重中之重，其中，消防瓶作为核心的部件，就需要在出厂前对其气压、容积、钢瓶质量等参数进行反复的检验，防止缺陷品进入市场，造成安全隐患。而其中高压消防瓶的试验又因为工件体积大，试验难度高等因素，目前相关的试验设备还不是很成熟。

市场上的消防瓶水压试验机都只能对单个消防瓶进行检验，而且需要人工对气压、称重、容积测量等各个步骤进行分别操作。消防瓶的搬运、上料、卸料十分繁琐，工人在各个步骤间进行工件的装夹、操作也十分麻烦，容易出现误操作，而消防瓶的产量又非常大，这种检测方式的效率非常低，难以和生产节拍相匹配。因此市场上急需一款能实现全自动高压消防瓶检测的试验机。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种全自动钢质高压消防瓶水压试验机及其试验方法。

本发明的全自动钢质高压消防瓶水压试验机包括进料预备工位、试验工位、倒水工位、出料工位、进料桁车、出料桁车、桁车梁和高压注水***；

所述进料桁车和出料桁车安装在桁车梁上，进料预备工位、试验工位、倒水工位、出料工位顺次排列在桁车梁的下方；

所述的进料预备工位包括预备进料台，预备进料台表面设置若干平行排列的 V型槽，每个V型槽上设置有一个定搁料架和一个动搁料架；动搁料架可在V型槽内移动；

所述的试验工位包括第一工作台、称重组件、注水头、压紧油缸、第一工作台摆动油缸、第一支撑轴承、第一摆动芯轴，第一摆动芯轴与第一工作台固定连接，且第一摆动芯轴与外部机架通过第一支撑轴承连接，第一工作台摆动油缸的输出轴与第一工作台相连，用于推动第一工作台绕摆动芯轴摆动；注水头和压紧油缸位于第一工作台的一端，称重传感器位于第一工作台的另一端；注水头与高压注水***相连，用于给工件注水；压紧油缸用于压紧工件并实现注水头密封；

所述的倒水工位包括第二工作台、第二工作台摆动油缸、第二支撑轴承和第二摆动芯轴；第二摆动芯轴与第二工作台固定连接，且第二摆动芯轴与外部机架通过第二支撑轴承连接，第二工作台摆动油缸的输出轴与第二工作台相连，用于推动第二工作台绕摆动芯轴摆动；

所述的进料桁车和出料桁车结构相同，均包括水平移动机构、垂直移动机构、电磁铁摆动杆和电磁铁；所述的水平移动机构通过滚轮在桁车梁上移动，电磁铁摆动杆通过垂直移动机构与水平移动机构相连，电磁铁安装在电磁铁摆动杆上。

优选的，所述的高压注水***包括低压进出水路、高压进出水路和泄压***，低压进出水路上设有低压进水单向阀；高压进出水路包括高压出水路、高压进水路和用于选通高压出水路或高压进水路的高压活塞；泄压***包括泄压阀和泄压口；低压进出水路、高压进出水路和泄压***均与工作头连接。

优选的，所述的第一工作台和第二工作台的表面设置若干平行排列的V型槽，第一工作台的V型槽的两端分别设有用于支撑和固定工件的前滚轮组件和后滚轮组件，后滚轮组件可在V型槽内移动；第二工作台的V型槽的两端分别设有用于支撑和固定工件的前支撑座和后支撑座，后支撑座可在V型槽内移动。

优选的，所述的第一工作台的转动角度自水平面开始为0-90°；所述的第二工作台的转动角度自水平面开始为0-60°。

优选的，所述的出料工位包括出料工作台和一个出料气缸，出料工作台表面设置若干平行排列的V型槽，每个V型槽上设置有一个前支撑架和一个后支撑架；后支撑架可在V型槽内移动；出料气缸可沿出料工作台移动；出料气缸连接推杆用于从V型槽上推出不合格工件。

优选的，所述的电磁铁摆动杆一端与垂直移动机构铰接，铰接处可由锁紧机构锁死。

优选的，所述的进料桁车和出料桁车上设有多个并排排列的电磁铁，电磁铁的排列间距和数量与进料预备工位的V行槽排列间距和数量相同；所述的试验工位、倒水工位、出料工位中的V行槽排列间距和数量与进料预备工位相同。

本发明还公开了一种所述试验机的全自动钢质高压消防瓶水压试验方法，包括如下步骤：

1)进料桁车将工件吊入进料预备工位的V型槽中进行排列；

2)进料预备工位上的工件由进料桁车一次性吊入试验工位；在试验工位内，工件被固定，并通过压紧油缸将工件压紧；

3)第一工作台摆动油缸推动第一工作台摆动至竖直位置；压紧油缸退回，输出称重组件测得的数值；

4)高压注水***向工件内注满低压水，输出称重组件测得的数值；

5)压紧油缸压紧工件，注水***向工件内注高压水；保压,并用压力传感器检测，如果某个试验工位的压力传感器数值降低至阈值，则判定其为不合格；

6)第一工作台摆动油缸驱动试验工作台旋转至水平位置，卸荷阀工作，实现水压卸荷，顶紧油缸退回；

7)出料桁车将工件一次性吊至倒水工位，工位在倒水工位内固定，第二工作台摆动油缸推动第二工作台绕摆动芯轴旋转至与水平面呈60度位置，排清工件内腔的水；

8)第二工作台摆动油缸推动第二工作台绕摆动芯轴旋转至水平位置；

9)出料桁车将倒水工位的工件一次性吊到出料工位的V型槽中；

10)出料桁车将合格工件吊到出料物流线上，不合格工件由出料气缸剔除。

本发明适用于钢质高压消防瓶全自动水压试验，在测量过程中油缸压紧力不传递到传感器，提高了设备的稳定性、可靠性以及测量的准确性。本发明能实现自动将工件在各个工位转移、自动工件称重、自动测量工件容积、自动水压试验检测其缺陷、自动将不合格工件从生产线中剔除；自动将合格的工件生成序列号、其重量、容积、等信息提供给生产管理部门和下道钢印标识所需的信息，实现钢印换字自动化；整个过程实现无人化值守，是钢质高压消防瓶水压试验全自动理想设备，而且每次成批检验，试验效率高，能实现该过程机器换人。

附图说明

图1为本发明全自动钢质高压消防瓶水压试验机整体示意图；

图2为本发明桁车梁与各工位位置示意图；

图3为本发明全自动钢质高压消防瓶水压试验机预备进料台示意图

图4为本发明全自动钢质高压消防瓶水压试验机的试验工位示意图；

图5为图4三个剖面的示意图；

图6为本发明全自动钢质高压消防瓶水称重组件示意图；

图7为本发明全自动钢质高压消防瓶水压试验机水压试验注水及控制***示意图；

图8为本发明全自动钢质高压消防瓶水压试验机水压试验注水及控制***示意图；

图9为本发明全自动钢质高压消防瓶水压试验机水压试验注水及控制***示意图；

图10为本发明全自动钢质高压消防瓶水压试验机倒水工位示意图；

图11为本发明全自动钢质高压消防瓶水压试验机出料工位示意图；

图12为本发明全自动钢质高压消防瓶水压试验机进、出料桁车示意图；

图13为本发明全自动钢质高压消防瓶水压试验机注水头组件示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，全自动钢质高压消防瓶水压试验机包括进料预备工位1、试验工位2、倒水工位3、出料工位4、进料桁车5、出料桁车6、桁车梁7和高压注水***；所述进料桁车5和出料桁车6安装在桁车梁7上，进料预备工位1、试验工位2、倒水工位3、出料工位4顺次排列在桁车梁的下方；进料桁车5主要在进料预备工位1、试验工位2上方活动；出料桁车6主要在倒水工位3、出料工位4上方活动。

如图3所示，所述的进料预备工位1包括预备进料台8，预备进料台8表面设置若干平行排列的V型槽，每个V型槽上设置有一个定搁料架10和一个动搁料架11；动搁料架可在V型槽内移动实现对不同长度工件的支撑。

如图4和5所示；所述的试验工位2包括第一工作台、称重组件14、注水头 19、压紧油缸12、第一工作台摆动油缸18、第一支撑轴承20、21、第一摆动芯轴16、17，第一摆动芯轴与第一工作台固定连接，且第一摆动芯轴与外部机架通过第一支撑轴承连接，第一工作台摆动油缸的输出轴与第一工作台相连，用于推动第一工作台绕摆动芯轴摆动；注水头和压紧油缸位于第一工作台的一端，称重传感器位于第一工作台的另一端；注水头与高压注水***相连，用于给工件注水；压紧油缸用于压紧工件并实现注水头密封；第一工作台的V型槽的两端分别设有用于支撑和固定工件的前滚轮组件13和后滚轮组件15，后滚轮组件15可在V型槽内移动。所述的第一工作台的转动角度自水平面开始为0-90°，90°时工件顶端向上，底端向下，实现水平方向吊入工件、垂直方向注水试压；称重组件14负责对工件的称重与测量容积；注水头19对工件注水；压紧油缸12负责压紧工件并实现注水头密封，压紧后实现高压注水及水压试验；调整后滚轮组件15的轴向位置实现不同工件的长度支撑，调整前滚轮组件13与后滚轮组件 15的径向位置实现对不同直径工件的支撑调整后工件的中心线比注水头19的中心线低2mm。

如图6所示，为本发明的称重组件14的一个具体实施例，工件支承盘327 和滑套326连接，工件轴向推杆321嵌套在支承盘327的中间，圆周压缩弹簧 323位于轴向推杆321底部且连接轴向推杆321和滑套326，滑套326下部布置有4件一组的称重传感器328，称重传感器328安装在传感器座325上，传感器座325通过圆周方向均匀分布的6个圆柱压缩弹簧324和组件固定底板相连，传感器座325的A面和隔板322的B面接触，隔板322通过螺栓固定在组件固定底板上，其上部和滑套垂直方向上对应，但两者存在一定的间隙。

如图7-9所示注水及控制***4包括高压进水阀41、高压进水阀电磁换向阀 42、压紧油缸电磁换向阀43、卸压阀电磁换向阀44、卸压阀45、保压单向阀46、低压进水单向阀47，高压出水路421、高压进水路422、进水控制油路423、高压活塞424、卸压口441、卸压控制油路442、卸压活塞443。高压换向阀42、压紧油缸换向阀43和卸压换向阀33联合成为一个整体连接，保压单向阀46、低压进水单向阀47直接和高压进水阀41连接，并通过管道接到右侧的卸压阀 44。如图7、图8所示，在控制通路上，高压活塞424用于选通高压出水路421 或高压进水路422；卸压活塞443用于选通卸压口441或卸压控制油路442，结构高度集成化。在工作原理上，通过合理的布置和模块的重用，利用一个液压P 动力口就实现对压紧油缸，高压进水部分，卸压部分三部分的控制，从而实现注水试压过程涉及到的所有操作，整个***结构和功能上的一体化紧凑设计，提高了工作的可靠性、稳定性，降低了控制***的设计难度，也提高了能量利用效率。

如图10所示，所述的倒水工位3包括第二工作台29、第二工作台摆动油缸 24、第二支撑轴承27和第二摆动芯轴28；第二摆动芯轴与第二工作台固定连接，且第二摆动芯轴与外部机架通过第二支撑轴承连接，第二工作台摆动油缸的输出轴与第二工作台相连，用于推动第二工作台绕摆动芯轴摆动；第二工作台的V 型槽的两端分别设有用于支撑和固定工件的前支撑座25和后支撑座26，后支撑座26可在V型槽内移动。所述的第二工作台的转动角度自水平面开始为0-60°， 60°时，工件顶端朝下，底端朝上，实现倒水；工件搁置在前支撑座25、后支撑座26的V型槽中12个工件，工件长度不同由调整后支撑座26的轴线位置实现。

如图11所示，优选的，所述的出料工位4包括出料工作台30和一个出料气缸33，出料工作台30表面设置若干平行排列的V型槽，每个V型槽上设置有一个前支撑架31和一个后支撑架32；后支撑架32可在V型槽内移动；出料气缸 33可沿出料工作台30移动；出料气缸33连接推杆用于从V型槽上推出不合格工件。出料工位由出料桁车将工件从出料工作台30上12只工件依次从前后支撑块31、32的V型槽中吊出出料物流线上；调整后支撑块32的轴向位置实现对不同长度工件的支撑；由出料气缸33将不合格零件剔除。

如图12，所述的进料桁车5和出料桁车6上设有多个并排排列的电磁铁，电磁铁的排列间距和数量与进料预备工位1的V行槽排列间距和数量相同；在本发明的一个具体实施例中，所示进出料桁车移动由电机34经降速齿轮组35、36 分别驱动滚轮37、38驱动，实现在桁车移动；电磁铁摆动杆51组件垂直方向移动由垂直移动气缸53驱动，其座支承在2组直线轴承组52上；工件吸合、放松由电磁铁50完成(共12件)；当电磁铁摆动杆51下行时，电磁铁接触工件后电磁铁摆动杆51摆动，不至于对工件施压实现保护工件之目的，实现12个电磁铁贴实工件。

本发明全自动钢质高压消防瓶水压试验方法流程步骤如下：

1)进料桁车将工件吊入进料预备工位的V型槽中进行排列；

2)进料预备工位上的工件由进料桁车一次性吊入试验工位；在试验工位内，工件被固定，并通过压紧油缸将工件压紧；

3)第一工作台摆动油缸推动第一工作台摆动至竖直位置；压紧油缸退回，输出称重组件测得的数值；

4)高压注水***向工件内注满低压水，输出称重组件测得的数值；

5)压紧油缸压紧工件，注水***向工件内注高压水；保压,并用压力传感器检测，如果某个试验工位的压力传感器数值降低至阈值，则判定其为不合格；

6)第一工作台摆动油缸驱动试验工作台旋转至水平位置，卸荷阀工作，实现水压卸荷，顶紧油缸退回；

7)出料桁车将工件一次性吊至倒水工位，工位在倒水工位内固定，第二工作台摆动油缸推动第二工作台绕摆动芯轴旋转至与水平面呈60度位置，排清工件内腔的水；

8)第二工作台摆动油缸推动第二工作台绕摆动芯轴旋转至水平位置；

9)出料桁车将倒水工位的工件一次性吊到出料工位的V型槽中；

10)出料桁车将合格工件吊到出料物流线上，不合格工件由出料气缸剔除。

其中注水时工作头的状态如图13所示，当注低压水时，工作头顶盘61与工件留5mm距离，实现注水过程中将工件内腔中空气排出；当注高压水及试压时顶盘61与工件贴合，由组合密封圈62对其密封，其中，60为注水头，63为锥形注水塞，64为注水入口。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种全自动钢质高压消防瓶水压试验机，其特征在于包括进料预备工位(1)、试验工位(2)、倒水工位(3)、出料工位(4)、进料桁车(5)、出料桁车(6)、桁车梁(7)和高压注水***；

所述进料桁车(5)和出料桁车(6)安装在桁车梁(7)上，进料预备工位(1)、试验工位(2)、倒水工位(3)、出料工位(4)顺次排列在桁车梁的下方；

所述的进料预备工位(1)包括预备进料台(8)，预备进料台(8)表面设置若干平行排列的V型槽，每个V型槽上设置有一个定搁料架(10)和一个动搁料架(11)；动搁料架可在V型槽内移动；

所述的试验工位(2)包括第一工作台、称重组件(14)、注水头(19)、压紧油缸(12)、第一工作台摆动油缸(18)、第一支撑轴承(20、21)、第一摆动芯轴(16、17)，第一摆动芯轴与第一工作台固定连接，且第一摆动芯轴与外部机架通过第一支撑轴承连接，第一工作台摆动油缸的输出轴与第一工作台相连，用于推动第一工作台绕摆动芯轴摆动；注水头和压紧油缸位于第一工作台的一端，称重传感器位于第一工作台的另一端；注水头与高压注水***相连，用于给工件注水；压紧油缸用于压紧工件并实现注水头密封；

所述的倒水工位(3)包括第二工作台(29)、第二工作台摆动油缸(24)、第二支撑轴承(27)和第二摆动芯轴(28)；第二摆动芯轴与第二工作台固定连接，且第二摆动芯轴与外部机架通过第二支撑轴承连接，第二工作台摆动油缸的输出轴与第二工作台相连，用于推动第二工作台绕摆动芯轴摆动；

所述的进料桁车(5)和出料桁车(6)结构相同，均包括水平移动机构、垂直移动机构、电磁铁摆动杆和电磁铁；所述的水平移动机构通过滚轮在桁车梁上移动，电磁铁摆动杆通过垂直移动机构与水平移动机构相连，电磁铁安装在电磁铁摆动杆上。

2.根据权利要求1所述的全自动钢质高压消防瓶水压试验机，其特征在于，所述的高压注水***包括低压进出水路、高压进出水路和泄压***，低压进出水路上设有低压进水单向阀；高压进出水路包括高压出水路、高压进水路和用于选通高压出水路或高压进水路的高压活塞；泄压***包括泄压阀和泄压口；低压进出水路、高压进出水路和泄压***均与工作头连接。

3.根据权利要求1所述的全自动钢质高压消防瓶水压试验机，其特征在于，所述的第一工作台和第二工作台的表面设置若干平行排列的V型槽，第一工作台的V型槽的两端分别设有用于支撑和固定工件的前滚轮组件(13)和后滚轮组件(15)，后滚轮组件(15)可在V型槽内移动；第二工作台的V型槽的两端分别设有用于支撑和固定工件的前支撑座(25)和后支撑座(26)，后支撑座(26)可在V型槽内移动。

4.根据权利要求1所述的全自动钢质高压消防瓶水压试验机，其特征在于，所述的第一工作台的转动角度自水平面开始为0-90°；所述的第二工作台的转动角度自水平面开始为0-60°。

5.根据权利要求1所述的全自动钢质高压消防瓶水压试验机，其特征在于所述的出料工位(4)包括出料工作台(30)和一个出料气缸(33)，出料工作台(30)表面设置若干平行排列的V型槽，每个V型槽上设置有一个前支撑架(31)和一个后支撑架(32)；后支撑架(32)可在V型槽内移动；出料气缸(33)可沿出料工作台(30)移动；出料气缸(33)连接推杆用于从V型槽上推出不合格工件。

6.根据权利要求1所述的全自动钢质高压消防瓶水压试验机，其特征在于所述的电磁铁摆动杆一端与垂直移动机构铰接，铰接处可由锁紧机构锁死。

7.根据权利要求1所述的全自动钢质高压消防瓶水压试验机，其特征在于所述的进料桁车(5)和出料桁车(6)上设有多个并排排列的电磁铁，电磁铁的排列间距和数量与进料预备工位(1)的V行槽排列间距和数量相同；所述的试验工位(2)、倒水工位(3)、出料工位(4)中的V行槽排列间距和数量与进料预备工位(1)相同。

8.一种权利要求1所述试验机的全自动钢质高压消防瓶水压试验方法，其特征在于包括如下步骤：

1)进料桁车将工件吊入进料预备工位的V型槽中进行排列；

2)进料预备工位上的工件由进料桁车一次性吊入试验工位；在试验工位内，工件被固定，并通过压紧油缸将工件压紧；

3)第一工作台摆动油缸推动第一工作台摆动至竖直位置；压紧油缸退回，输出称重组件测得的数值；

4)高压注水***向工件内注满低压水，输出称重组件测得的数值；

5)压紧油缸压紧工件，注水***向工件内注高压水；保压,并用压力传感器检测，如果某个试验工位的压力传感器数值降低至阈值，则判定其为不合格；

6)第一工作台摆动油缸驱动试验工作台旋转至水平位置，卸荷阀工作，实现水压卸荷，顶紧油缸退回；

7)出料桁车将工件一次性吊至倒水工位，工位在倒水工位内固定，第二工作台摆动油缸推动第二工作台绕摆动芯轴旋转至与水平面呈60度位置，排清工件内腔的水；

8)第二工作台摆动油缸推动第二工作台绕摆动芯轴旋转至水平位置；

9)出料桁车将倒水工位的工件一次性吊到出料工位的V型槽中；

10)出料桁车将合格工件吊到出料物流线上，不合格工件由出料气缸剔除。