专利名称：适用于21.0MPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于21. OMPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置。
背景技术：
容积膨胀试验是用于测量软管组件在受压时的容积膨胀度，该试验是通过液体排量的方法来测量。容积膨胀试验装置是完成容积膨胀试验的操作平台。聚四氟乙烯软管组件由聚四氟乙烯内管、不锈钢丝增强结构、金属连接件组成。随着我国航空、航天技术的不断发展，对聚四氟乙烯软管组件的需求量也与日俱增。国内从1989年开始就有企业自制聚四氟乙烯用容积膨胀试验装置，装置使用液压油作为试验介质，结构较复杂，操作繁琐，系统内部膨胀系数较高，难以得到稳定的试验结果。如今，市场上常用的容积膨胀试验装置多使用油液和水作为试验介质，而且大部分针对汽车制动用橡胶和塑料软管，试验压力为6. 9MPa和10. 3MPa两种，无法达到航天航空用高压21. OMPa聚四氟乙烯软管组件的容积膨胀试验要求。因此，迫切需要重新设计和制造一种专门用于高压聚四氟乙烯软管组件容积膨胀试验的装置，该装置能够满足美国机动车协会宇航标准SAE AS2078 A《聚四氟乙烯(PTFE)软管组件试验方法》中对容积膨胀试验的方法要求，试验介质为蒸馏水。试验耐压压力能达到42. OMPa，工作压力达到21. OMPa的，操作简单，自动化程度高，并且试验结果准确可靠。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于21. OMPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置。本发明提出的适用于21. OMPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置，由蒸馏水箱I、压力源2、数显压力表3、第一高压截止阀4、试验件5、第二高压截止阀6、第三高压截止阀7、刻度玻璃管8、滚轮9、配重砝码10、不锈钢管11、钢丝12、触控屏及PLC控制系统13和信号控制线路14组成，其中蒸馏水箱I 一端通过不锈钢管11连接压力源2，压力源2另一端通过不锈钢管11分别连接数显压力表3和第一高压截止阀4，第二高压截止阀6通过不锈钢管11分别连接刻度玻璃管8和第三高压截止阀7，刻度玻璃管8另一端用钢丝12连接配重砝码10，钢丝12中部挂扣在滚轮9上，试验件5安装在第一高压截止阀4和第二高压截止阀6中间，触控屏及PLC控制系统13通过信号控制线路14与压力源2连接。本发明中，所述蒸馏水箱I容量为30L，试验介质为蒸馏水。本发明中，所述压力源2为市售产品，其中包括电机泵组、电机、二位二通电磁阀、安全阀、止回阀和蓄能器。电机泵组采用柱塞计量泵流量为10L/h，输出压力范围为0 50. OMPa ;二位二通电磁阀；压力范围为0 45. OMPa ;安全阀高压0 42. OMPa，低压0 21. OMPa ;止回阀压力范围为0 45. OMPa ;蓄能器充气压力范围为5. 0 35. OMPa。本发明中，所述试验件5为0>4mm 巾25臟的聚四氟乙烯软管组件。本发明中，所述刻度玻璃管8量程为0 5ml，，精度为0.1 ml。本发明中，所述配重破码10为0 5kg重的铅垂体,可根据cMmm 不同
试验件5配重需要调整铅垂体重量。本发明中，所述不镑钢管11外径为5. Omm 11. Omm,壁厚I. Omm 2. 5mm。
本发明中，所述刻度玻璃管8另一端用钢丝12连接配重砝码10，钢丝12中部挂扣在滚轮9上，是为了在装置安装完试验件5后，通过配重砝码10的重力下拉作用，以求达到滚轮9两边平衡，使试验件5保持垂直向上状态，避免产生扭曲。本发明中，所述触控屏及PLC控制系统13，其通过专有的信号控制线路14与压力源2各部件连接，使触控屏及PLC控制系统13能调控0 21. OMPa工作压力和0 42. OMPa耐压压力输出。本发明的有益效果在于
I.能够符合美国机动车协会宇航标准SAE AS2078 A《聚四氟乙烯(PTFE)软管组件试验方法》中对容积膨胀试验各项指标的要求，包括最大输出压力可达42. OMPa，试验介质为蒸馏水。并在方法允许的范围内通过现有资源大胆创新设计试验装置和实现方式，所以不仅限于满足航天航空用高压21. OMPa聚四氟乙烯软管组件的容积膨胀试验要求，为进一步打开民品市�。玫姆窆蠓苫龊米急�。2.装置采用蒸馏水代替现有的油液、酒精和水作为试验介质，有效降低了试验介质中夹存少量游离空气和气泡的概率。并且蒸馏水中因无电解质，没有游离离子和杂质，使试验过程和结果更趋于稳定和精确。3.采用适合蒸馏水系统运转的泵，各类阀、管路等一系列的钢性元件，经反复试验证明装置各部件的液压密封性能良好，能更有效地降低系统内部因素对膨胀试验结果的影响。测试所得，在21. OMPa时系统膨胀量约为0. 007 ml/cm，远远小于标准中规定数值和软管组件实际膨胀量。4.装置外接触屏和PLC控制系统，通过触控屏幕的图形界面设置相应参数来控制装置达到所需压力输出，简化了操作的步骤，还能保存试验过程和结果的数据，提高工作效率，自动化程度高。5.除触控屏外置，装置其他部件采用了一体化的设计，都紧凑合理的安装于装置内部。外形美观，节省空间，功能实用噪声低，符合国际主流要求。
图I为本发明装置的结构图示。图中编号1蒸馏水箱，2压力源，3数显压力表，4第一高压截止阀，5试验件，6第二高压截止阀，7第三高压截止阀，8刻度玻璃管，9滚轮，10配重砝码，11不锈钢管，12钢丝，13触控屏及PLC控制系统，14信号控制线路。
具体实施例方式下面通过实施案例结合附图I进一步说明本发明。但本发明不仅限于以下的实施例。实施例I :
如图I所示，本装置由蒸馏水箱I、压力源2 (柱塞计量泵型号SJ3-10/50、二位二通电磁阀型号IVY4508A、安全阀型号AY12H-600P AY42H-500P、止回阀型号H11W_45P、蓄能器型号HXQ-0. 4/45)、数显压力表3、第一高压截止阀4、试验件5、第二高压截止阀6、第三高压截止阀7、刻度玻璃管8、滚轮9、配重砝码10、不锈钢管11、钢丝12、触控屏及PLC控制系统13、信号控制线路14组成，其中蒸馏水箱I 一端通过不锈钢管11连接压力源2，压力 源2另一端通过不锈钢管11分别连接数显压力表3和第一高压截止阀4，第二高压截止阀6通过不锈钢管11分别连接刻度玻璃管8和第三高压截止阀7，刻度玻璃管8另一端用钢丝12连接配重砝码10，钢丝12中部挂扣在滚轮9上，试验件5安装在第一高压截止阀4和第二高压截止阀6中间，触控屏及PLC控制系统13通过信号控制线路14与压力源2连接。对内径为04mm聚四氟乙烯软管组件进行容积膨胀试验步骤如下
I.开启设备总电源，将试验件5连接到装置的第一高压截止阀4和第二高压截止阀6中间，安装重量2kg的配重破码9,通过配重破码9的重量来平衡滚轮9两边,使试验件5保持垂直向上状态，避免产生扭曲。2.打开第一高压截止阀4，打开第二高压截止阀6，关闭第三高压截止阀7。3.点击“启动/暂停”键，启动压力源2直到刻度玻璃管8内有水位出现，关闭第二高压截止阀6，使用第三高压截止阀7调节水位，读取基准位读数，此时目视所得数值为
I.Oml04.点击触控屏及PLC控制系统13中的参数设置页面进行试验参数设置，设置耐压压力为42. 0 MPa，保压时间为3分钟，设置工作压力为21. 0 MPa，保压时间为6分钟，点
击“启动/暂停”键，开始试验。5.系统自动运行所设定程序，对试验件施加相应耐压和工作压力。6.在工作压力保压结束的同时关闭第一高压截止阀4，缓慢打开第二高压截止阀6使刻度玻璃管8内水位上升，待液面达到恒定状态时，记录下试验件5膨胀后的体积的量管的读数，此时目视所得数值为1.8ml。7.点击卸压按钮卸压后，数显压力表3会迅速下降直至归零，拆下试验件5。8.计算公式为[膨胀后的体积的量管的读数-基准位读数]+45. 7cm，根据计算公式即可得出每厘米长度软管组件的容积膨胀值(I. 8ml-l. 0ml)/45. 7cm= 0. 0175ml/cm。结果满足SAE AS2078 A《聚四氟乙烯(PTFE)软管组件试验方法》中对0>4mm聚四氟乙烯软管组件容积膨胀试验指标要求，低于标准规定得0. 026ml/cm数值。根据结果可以判定该①4mm聚四氟乙烯软管组件试验件5通过试验测试并且合格。
权利要求
1.一种适用于21. OMPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置，其特征在于由蒸馏水箱(I)、压力源(2)、数显压力表(3)、第一高压截止阀(4)、试验件(5)、第二高压截止阀￠)、第三高压截止阀(7)、刻度玻璃管(8)、滚轮(9)、配重砝码(10)、不锈钢管(11)、钢丝(12)、触控屏及PLC控制系统(13)和信号控制线路(14)组成，其中蒸馏水箱(I) 一端通过不锈钢管(11)连接压力源(2)，压力源(2)另一端通过不锈钢管(11)分别连接数显压力表(3)和第一高压截止阀(4)，第二高压截止阀(6)通过不锈钢管(11)分别连接刻度玻璃管⑶和第三高压截止阀(7)，刻度玻璃管⑶另一端用钢丝(12)连接配重砝码(10)，钢丝(12)中部挂扣在滚轮(9)上，试验件(5)安装在第一高压截止阀(4)和第二高压截止阀(6)中间，触控屏及PLC控制系统(13)通过信号控制线路(14)与压力源(2)连接。
2.根据权利要求I所述的适用于21.OMPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置，其特征在于所述蒸馏水箱(I)容量为30L，其中充满试验用介质蒸馏水。
3.根据权利要求I所述的适用于21.OMPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置，其特征在于所述压力源(2)中包括电机泵组、电机、二位二通电磁阀、安全阀、止回阀、蓄能器；电机泵组采用柱塞计量泵流量为10L/h，输出压力范围为0 50. OMPa ;二位二通电磁阀压力范围为0 45. OMPa ;安全阀高压范围为0 42. OMPaJg压范围为0 21. OMPa ;止回阀压力范围为0 45. OMPa ;蓄能器充气压力范围为5 35. OMPa。
4.根据权利要求I所述的适用于21.OMPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置，其特征在于所述试验件(5)为0>4mm 0>25mm的聚四氟乙烯软管组件。
5.根据权利要求I所述的适用于21.OMPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置，其特征在于所述刻度玻璃管(8)量程为0 5ml，，精度为0. I ml。
6.根据权利要求I所述的适用于21.OMPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置，其特征在于所述配重破码(10)为0 5kg重的铅垂体,根据￠) !!! ￠25111111不同试验件(5)配重需要调整铅垂体重量。
7.根据权利要求I所述的适用于21.OMPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置，其特征在于所述不锈钢管(11)外径为5. Omm 11. Omm,壁厚为I. 2mm 2.Smnin
8.根据权利要求I所述的适用于21.OMPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置，其特征在于所述触控屏及PLC控制系统(13)调控的工作压力为0 21.OMPa,耐压压力为0 42. OMPa0
全文摘要
本发明涉及一种适用于21.0MPa压力等级聚四氟乙烯软管组件的触控式容积膨胀试验装置，由蒸馏水箱、压力源、数显压力表、高压截止阀、试验件、刻度玻璃管、滚轮、配重砝码、不锈钢管、钢丝、触控屏及PLC控制系统和信号控制线路组成，蒸馏水箱一端通过不锈钢管连接压力源，压力源另一端通过不锈钢管分别连接数显压力表和第一高压截止阀，第二高压截止阀通过不锈钢管分别连接刻度玻璃管和第三高压截止阀，刻度玻璃管另一端用钢丝连接配重砝码，钢丝中部挂扣在滚轮上，试验件安装在第一高压截止阀和第二高压截止阀中间，触控屏及PLC控制系统通过信号控制线路与压力源连接。本发明采用一体化设计，图形用户界面，能通过外置的触控屏和PLC控制系统设置得到最高42.0MPa的压力输出，简化操作，自动化程度高，试验结果更趋于稳定和精确。
文档编号G01F17/00GK102636392SQ201210127279
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者徐寅华, 戈晓飞, 邱一鸣, 马玉书 申请人:上海市塑料研究所
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