碳纖維氣瓶變形量與承壓能力測(cè)試裝置及測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于氣瓶檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種碳纖維氣瓶變形量與承壓能力測(cè) 試裝置及測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣瓶是一種承受壓力的容器，其生產(chǎn)過(guò)程的最后工序是要進(jìn)行水壓測(cè)試(也稱水 壓試驗(yàn)，詳見(jiàn)《氣瓶水壓試驗(yàn)方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9251 -1997 )，W測(cè)量在水壓作用下的變形 量和承壓能力，并W此判斷氣瓶的質(zhì)量是否合格。并且，實(shí)際使用過(guò)程中也需定期對(duì)氣瓶進(jìn) 行檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括氣瓶的變形量與承壓能力、氣密性等。其中，對(duì)氣瓶的變形量與承壓 能力進(jìn)行測(cè)試時(shí)，采用水壓測(cè)試方法(也稱水壓試驗(yàn)方法）。目前，所采用的水壓試驗(yàn)方法主 要有量管法和稱重法，其中稱重法的應(yīng)用比較廣泛。
[0003]碳纖維氣瓶屬于復(fù)合氣瓶，其采用金屬內(nèi)膽，通過(guò)外面纏繞碳纖維并經(jīng)高溫固化 加工而成，耐壓可達(dá)到30MPa。相比金屬氣瓶(無(wú)縫鋼瓶等），碳纖維氣瓶具有更好的性能，且 重量減輕了50%W上，操作使用更加輕松，尤其是深層地下(如礦井等、石油石化等)危險(xiǎn)區(qū) 域遇到救護(hù)情況或嚴(yán)重災(zāi)害情況下使用時(shí)更為方便。另外，復(fù)合氣瓶也是電的不良導(dǎo)體，并 且復(fù)合氣瓶在侵蝕和腐蝕場(chǎng)合下呈現(xiàn)中和性，因而使用更加安全。根據(jù)法律法規(guī)和實(shí)際使 用規(guī)范要求，必須對(duì)氣瓶進(jìn)行定期水壓試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)完成后必須對(duì)氣瓶進(jìn)行烘干處理，保 證其潔凈干燥，W方便使用。但現(xiàn)如今，市面上還未出現(xiàn)一套能對(duì)碳纖維氣瓶的變形量與承 壓能力進(jìn)行測(cè)試的專用測(cè)試設(shè)備，并且現(xiàn)有的氣瓶水壓試驗(yàn)裝置均不同程度地存在使用操 作不便、測(cè)試效率低、測(cè)試精度低等缺陷和不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種碳纖維氣 瓶變形量與承壓能力測(cè)試裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且使用操作簡(jiǎn)便、使用效果好，能簡(jiǎn) 便、快速完成多個(gè)碳纖維氣瓶的變形量與承壓能力同步測(cè)試過(guò)程，并且測(cè)試精度較高。
[000引為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種碳纖維氣瓶變形量與承壓 能力測(cè)試裝置，其特征在于:包括測(cè)試機(jī)架、位于測(cè)試機(jī)架一側(cè)的測(cè)試操作臺(tái)、對(duì)被測(cè)試氣 瓶進(jìn)行加壓的加壓裝置、安裝在測(cè)試機(jī)架上的測(cè)試箱和供多個(gè)被測(cè)試氣瓶平穩(wěn)放置并能將 被測(cè)試氣瓶平移至測(cè)試機(jī)架前側(cè)的測(cè)試小車，裝于測(cè)試小車上的多個(gè)所述被測(cè)試氣瓶均呈 豎直向布設(shè);所述被測(cè)試氣瓶為碳纖維氣瓶，所述碳纖維氣瓶的瓶口上裝有密封接頭；
[0006]所述測(cè)試機(jī)架為巧車式機(jī)架;所述巧車式機(jī)架包括下部支撐架、位于所述下部支 撐架上方且能在水平面上進(jìn)行前后移動(dòng)的平移支架和能在豎直面上進(jìn)行上下移動(dòng)的豎向 吊裝架，所述豎向吊裝架安裝在所述平移支架上;所述下部支撐架包括左右兩個(gè)對(duì)稱布設(shè) 的承重支架，兩個(gè)所述承重支架均呈豎直向布設(shè)且二者上部均安裝有一個(gè)供所述平移支架 前后移動(dòng)的平移軌道，兩個(gè)所述平移軌道均呈水平布設(shè)且二者均布設(shè)在同一水平面上，兩 個(gè)所述平移軌道呈平行布設(shè);所述豎向吊裝架包括一個(gè)能在豎直面上進(jìn)行上下移動(dòng)的上支 架、位于上支架正下方的安裝座、多個(gè)均安裝在安裝座上的豎向連接管和多個(gè)分別與多個(gè) 所述豎向連接管連接的第二分支加壓管;多個(gè)所述第二分支加壓管分別布設(shè)在多個(gè)所述豎 向連接管的正上方，每個(gè)所述第二分支加壓管的底端均與位于其下方的豎向連接管上端連 接，且每個(gè)所述第二分支加壓管上部均固定在上支架上;每個(gè)所述豎向連接管底部均裝有 一個(gè)用于與密封接頭進(jìn)行連接的連接接頭;所述上支架和安裝座均呈水平布設(shè)，且上支架 與平移軌道呈垂直布設(shè);所述平移支架包括左右兩個(gè)帶動(dòng)上支架進(jìn)行上下移動(dòng)的豎向提升 架，兩個(gè)所述豎向提升架均呈豎直向布設(shè)，兩個(gè)所述豎向提升架分別位于兩個(gè)所述承重支 架的正上方且二者呈對(duì)稱布設(shè)，所述上支架的左右兩側(cè)分別安裝在兩個(gè)所述豎向提升架 上;兩個(gè)所述豎向提升架的底部均安裝有一個(gè)能沿平移軌道前后移動(dòng)的滑移座，所述滑移 座安裝于平移軌道上;兩個(gè)所述承重支架的后側(cè)上部均設(shè)置有一個(gè)帶動(dòng)滑移座進(jìn)行前后移 動(dòng)的水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于滑移座后側(cè)且其與滑移座進(jìn)行傳動(dòng)連 接;所述第二分支加壓管和豎向連接管的數(shù)量相同且二者均為剛性管；
[0007] 所述測(cè)試箱包括一個(gè)安裝于兩個(gè)所述承重支架之間后側(cè)的水槽和多個(gè)均布設(shè)于 水槽內(nèi)的水套，多個(gè)所述水套的結(jié)構(gòu)均相同且其均呈豎直向布設(shè)，所述水槽呈水平布設(shè)，且 多個(gè)所述水套均布設(shè)在同一水平面上;每個(gè)所述水套均為上部開(kāi)口的圓柱形套體;所述測(cè) 試小車位于兩個(gè)所述承重支架之間前側(cè)，且測(cè)試小車位于水槽前側(cè)；
[0008] 所述水套的數(shù)量與豎向連接管的數(shù)量相同；每個(gè)所述豎向連接管上均同軸套裝有 一個(gè)對(duì)水套的上部開(kāi)口進(jìn)行封堵的上壓蓋，多個(gè)所述水套的布設(shè)位置分別與多個(gè)所述上壓 蓋的布設(shè)位置一一對(duì)應(yīng)；多個(gè)所述上壓蓋均布設(shè)于同一水平面上且其均位于安裝座下方， 所述安裝座上安裝有帶動(dòng)多個(gè)所述上壓蓋進(jìn)行上下移動(dòng)的壓緊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，多個(gè)所述上壓蓋 均與所述壓緊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；
[0009] 所述加壓裝置包括主加壓管、與供水裝置連接的供水管、與供氣裝置連接的供氣 管、多個(gè)分別與主加壓管的出口連接的第一分支加壓管和一個(gè)與主加壓管的出口連接的水 槽供水管，所述第一分支加壓管的數(shù)量與第二分支加壓管的數(shù)量相同；多個(gè)所述第一分支 加壓管的出口分別與多個(gè)所述第二分支加壓管的上端連接，每個(gè)所述第一分支加壓管上均 裝有第一電磁閥和第一壓力檢測(cè)單元;所述供水管和供氣管的出口均與主加壓管的進(jìn)口連 接，所述主加壓管上安裝有電液增壓累;所述水槽供水管上裝有第二電磁閥，所述水槽底部 裝有水槽排水管，所述水槽排水管上裝有水溫檢測(cè)單元；
[0010] 所述測(cè)試操作臺(tái)包括水平操作臺(tái)、監(jiān)控裝置和多個(gè)均布設(shè)在水平操作臺(tái)上的稱重 裝置，所述稱重裝置的數(shù)量與水套的數(shù)量相同；每個(gè)所述稱重裝置上均平放有一個(gè)水容器； 每個(gè)所述水套底部均伸出至水槽外側(cè)，且每個(gè)所述水套的底部均開(kāi)有一個(gè)下開(kāi)口，多個(gè)所 述水套的下開(kāi)口分別通過(guò)多個(gè)第一排水管與多個(gè)所述水容器連接;每個(gè)所述第一排水管上 均裝有一個(gè)第四控制閥；
[0011] 所述監(jiān)控裝置包括主控器W及分別與主控器連接的參數(shù)設(shè)置單元和顯示單元，所 述水溫檢測(cè)單元和多個(gè)所述第一壓力檢測(cè)單元均與主控器連接;所述第一電磁閥、第二電 磁閥和第四控制閥均由主控器進(jìn)行控制且其均與主控器連接;所述電液增壓累由主控器進(jìn) 行控制且其與主控器連接;所述壓緊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、兩個(gè)所述水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩個(gè)所述豎 向提升架均由主控器進(jìn)行控制且其均與主控器連接。
[0012] 上述碳纖維氣瓶變形量與承壓能力測(cè)試裝置，其特征是:每個(gè)所述上壓蓋上均裝 有排氣管，所述排氣管上裝有排氣開(kāi)關(guān)。
[0013] 上述碳纖維氣瓶變形量與承壓能力測(cè)試裝置，其特征是:每個(gè)所述水套的下開(kāi)口 均裝有一個(gè)與排水通道連接的第二排水管，每個(gè)所述第二排水管上均裝有一個(gè)第五控制 閥；所述供水裝置分別通過(guò)多個(gè)注水管與多個(gè)所述水套的下開(kāi)口連接，每個(gè)所述注水管上 均裝有一個(gè)第六控制閥;所述第五控制閥和第六控制閥均由主控器進(jìn)行控制且其均與主控 器連接；
[0014] 所述加壓裝置還包括水槍和與所述供水裝置的供水口連接的蓄能器，所述主加壓 管的進(jìn)口與蓄能器的出口連接;多個(gè)所述注水管的進(jìn)口均通過(guò)第二連接管與所述水槍的出 水口連接，所述水槍的進(jìn)水口與蓄能器的出口連接。
[0015] 上述碳纖維氣瓶變形量與承壓能力測(cè)試裝置，其特征是:所述測(cè)試小車包括車架、 多個(gè)分別供多個(gè)所述被測(cè)試氣瓶放置的氣瓶放置架、安裝在車架內(nèi)側(cè)中上部的水平托板和 多個(gè)均安裝在所述車架底部的行走輪，所述車架呈水平布設(shè);所述氣瓶放置架的數(shù)量與水 套的數(shù)量相同，多個(gè)所述氣瓶放置架的結(jié)構(gòu)均相同且其均布設(shè)于同一水平面上；多個(gè)所述 氣瓶放置架的布設(shè)位置分別與多個(gè)所述水套的布設(shè)位置一一對(duì)應(yīng);每個(gè)所述氣瓶放置架均 包括一個(gè)上限位板、一個(gè)位于上限位板正下方的下限位板和多個(gè)分別支撐于上限位板與下 限位板之間的支撐桿，所述上限位板和下限位板均呈水平布設(shè)且二者的中部均開(kāi)有一個(gè)供 被測(cè)試氣瓶放置的圓形通孔，每個(gè)所述支撐桿的上端均固定在上限位板上且其下端均固定 在水平托板上，所述上限位板、下限位板和水平托板上均開(kāi)有多個(gè)供支撐桿安裝的安裝孔。
[0016] 上述碳纖維氣瓶變形量與承壓能力測(cè)試裝置，其特征是:所述車架為長(zhǎng)方體車架； 所述長(zhǎng)方體車架包括上框架和位于上框架正下方的下框架，所述上框架和下框架的結(jié)構(gòu)和 尺寸均相同且二者均為矩形框架;所述上框架和下框架均呈水平布設(shè)且二者之間通過(guò)四個(gè) 豎向支撐柱進(jìn)行連接，四個(gè)豎向支撐柱分別支撐于上框架的四個(gè)頂角下方;多個(gè)所述氣瓶 放置架的上限位板均位于同一水平面上，且多個(gè)所述氣瓶放置架的下限位板均位于同一水 平面上;所述車架的上部后側(cè)設(shè)置有水平推把。
[0017] 上述碳纖維氣瓶變形量與承壓能力測(cè)試裝置，其特征是：多個(gè)所述豎向連接管分 兩列進(jìn)行布設(shè)，每列所述豎向連接管均包括多個(gè)由前至后布設(shè)的豎向連接管，兩列所述豎 向連接管呈左右對(duì)稱布設(shè);所述安裝座包括上部支座和兩個(gè)分別安裝在上部支座左右兩側(cè) 下方的下壓座，兩個(gè)所述下壓座分別布設(shè)于兩列所述豎向連接管的正上方;每個(gè)所述豎向 連接管上均同軸套裝有一個(gè)對(duì)上壓蓋進(jìn)行下壓的下壓套管，所述下壓套管位于下壓座下 方，所述下壓套管的上端安裝在下壓座上且其下端與上壓蓋連接;所述壓緊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù) 量為兩個(gè)，兩個(gè)所述壓緊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別安裝在兩個(gè)所述下壓座上。
[0018] 上述碳纖維氣瓶變形量與承壓能力測(cè)試裝置，其特征是:所述壓緊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為第 二氣缸，兩個(gè)所述第二氣缸均呈豎直向布設(shè)且二者均布設(shè)在同一豎直面上;兩個(gè)所述第二 氣缸的上部均安裝在上部支座上且二者的下端分別與兩個(gè)所述下壓座連接；
[0019] 所述水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為第一氣缸，所述第一氣缸呈水平布設(shè)且兩個(gè)所述第一氣 缸均布設(shè)在同一水平面上；
[0020] 兩個(gè)所述豎向提升架均為第Ξ氣缸，兩個(gè)所述第Ξ氣缸均呈豎直向布設(shè)且二者均 布設(shè)在同一豎直面上；
[0021] 所述加壓裝置還包括與供氣管連接的第Ξ連接管和Ξ個(gè)分別與第Ξ連接管的出 口連接的分支管，Ξ個(gè)所述分支管的出口分別與Ξ個(gè)電磁換向閥的進(jìn)口連接;Ξ個(gè)所述分 支管分別為第一分支管、第二分支管和第Ξ分支管，Ξ個(gè)所述電磁換向閥均為氣動(dòng)電磁換 向閥且Ξ者分別為與所述第一分支管、第二分支管和第Ξ分支管連接的第一電磁換向閥、 第二電磁換向閥和第Ξ電磁換向閥，所述第一電磁換向閥的兩個(gè)工作口分別與兩個(gè)所述第 一氣缸連接，所述第二電磁換向閥的兩個(gè)工作口分別與兩個(gè)所述第二氣缸連接，所述第Ξ 電磁換向閥的兩個(gè)工作口分別與兩個(gè)所述第Ξ氣缸連接。
[0022] 同時(shí)，本發(fā)明還公開(kāi)一種方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好的碳纖 維氣瓶變形量與承壓能力測(cè)試方法，其特征在于:該方法包括W下步驟：
[0023] 步驟一、測(cè)試前準(zhǔn)備工作，過(guò)程如下：
[0024]步驟101、氣瓶注水及裝車靜置：向被測(cè)試氣瓶?jī)?nèi)注滿水并加蓋密封接頭，再將被 測(cè)試氣瓶裝于測(cè)試小車上，靜置8小時(shí)W上；
[0025]步驟102、測(cè)試小車推至吊裝工位:將裝有多個(gè)所述被測(cè)試氣瓶的測(cè)試小車平推至 吊裝工位，此時(shí)測(cè)試小車位于兩個(gè)所述承重支架之間前側(cè)且其位于水槽前側(cè)；
[0026]步驟103、初始稱重值記錄:對(duì)多個(gè)所述稱重裝置的初始稱重值分別進(jìn)行記錄；
[0027] 多個(gè)所述稱重裝置中第i個(gè)稱重裝置的初始稱重值記作mio,其中i為正整數(shù)且i= 1、2、…、M，M為稱重裝置的數(shù)量；
[0028]步驟二、氣瓶吊裝:通過(guò)主控器控制兩個(gè)所述水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將所述平移支架 與所述豎向吊裝架同步向前平移至吊裝工位，再將多個(gè)所述被測(cè)試氣瓶分別吊裝于所述豎 向吊裝架下方，多個(gè)所述被測(cè)試氣瓶均呈豎直向布設(shè)且其上所裝的密封接頭分別與多個(gè)所 述連接接頭鎖緊連接;此時(shí)，所述豎向吊裝架位于水槽前側(cè)且其位于步驟102中所述測(cè)試小 車上方；
[0029]步驟Ξ、氣瓶移至測(cè)試工位:通過(guò)主控器控制兩個(gè)所述水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將所述 平移支架、所述豎向吊裝架與多個(gè)所述被測(cè)試氣瓶同步向后平移至測(cè)試工位;此時(shí)，吊裝于 所述豎向吊裝架下方的多個(gè)所述被測(cè)試氣瓶分別位于水槽內(nèi)多個(gè)所述水套的正上方；
[0030] 步驟四、加壓試驗(yàn):過(guò)程如下：
[0031]步驟401、氣瓶下放及水套上壓蓋壓緊密封:通過(guò)主控器控制兩個(gè)所述豎向提升 架，對(duì)多個(gè)所述被測(cè)試氣瓶同步進(jìn)行豎直下放并分別浸入多個(gè)所述水套內(nèi)；再通過(guò)主控器 控制所述壓緊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，對(duì)多個(gè)所述上壓蓋同步進(jìn)行下壓，并將多個(gè)所述上壓蓋分別壓緊 固定在多個(gè)所述水套上，完成多個(gè)所述水套的密封過(guò)程；
[0032] 步驟402、加壓:打開(kāi)各第一分支加壓管上所裝的第一電磁閥與各第一排水管上所 裝的第四控制閥，再啟動(dòng)電液增壓累且通過(guò)電液增壓累對(duì)多個(gè)所述被測(cè)試氣瓶分別進(jìn)行加 壓，直至將各被測(cè)試氣瓶均加壓至預(yù)先設(shè)定的測(cè)試壓力值;加壓過(guò)程中，通過(guò)多個(gè)所述第一 壓力檢測(cè)單元對(duì)各第一分支加壓管的管內(nèi)壓力分別進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果同步傳送 至