消防产品水压测试装置及爆破测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种消防产品水压测试装置及爆破测试装置，该水压测试装置包括依次连接的增压机构、具有各种试件接口的试压工装、试件、变形量测试机构、数据采集机构、自动控制机构，且所述自动控制机构同时与所述增压机构连接。该装置能检测各种消防产品，无需每种产品设计一种检测装置，节约资源；而且，测试过程自动进行控制，能对升压速率进行精准控制，不会出现人为误操作而产生危险的情况；而且数据采集精度高。
【专利说明】消防产品水压测试装置及爆破测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水压爆破试验领域，尤其涉及一种消防产品水压测试装置及爆破测试装置。
【背景技术】
[0002]消防产品广泛应用于各种民用、商用建筑物中，虽然日常应用不多，但在火灾发生时就是扑灭初起火灾的关键，是维护人民生命财产安全的第一道保障。大多消防产品在日常放置或使用过程中都必须能承受一定压力，例如灭火器、灭火系统的贮压容器、消防水枪、消火栓、消防水泵接合器、消防接口、洒水喷头等，由于产品的水压、爆破性能直接影响产品的安全质量及有效使用，因此国家对相关产品的水压、爆破测试有着严格的强制性要求，也是生产、监管环节中的关键检测项目。
[0003]检测原理如下:检测设备的核心部件为增压系统，采用自来水作为介质，通过增压系统以一定速率增压至相应的水压试验压力或工件爆破压力，进行试验或测定消防产品的相关水压试验参数(水压密封试验、水压强度试验、残余变形量、爆破压力、爆破容积膨胀率等)，以测定产品在工作受压以及极限受压过程中的使用性能。现有检测装置存在问题如下:①检测产品种类单一，造成资源浪费试验过程需手动控制，升压速率无法控制，出现人为误操作情况时易产生危险数据采集精度不高。
【发明内容】
[0004]基于此，为解决上述检测产品种类单一，试验过程不能自动控制以及数据采集精度不高的问题，本实用新型提供一种消防产品水压测试装置及爆破测试装置。
[0005]其技术方案如下:
[0006]一种消防产品水压测试装置，包括依次连接的增压机构、具有各种试件接口的试压工装、试件、变形量测试机构、数据采集机构、自动控制机构，且所述自动控制机构同时与所述增压机构连接；所述增压机构包括空气压缩机，与所述空气压缩机连接的调节阀组，所述调节阀组与自动控制机构连接，还包括与调节阀组连接的气动增压泵，与气动增压泵连接的水箱，以及连接所述气动增压泵和试压工装的试压管路；所述数据采集机构包括与变形量测试机构连接的测量元件，与所述测量元件连接的数据采集卡，所述数据采集卡与自动控制机构连接；所述自动控制机构包括与数据采集卡连接的可编程控制器，与所述可编程控制器连接的总控装置，且所述可编程控制器与调节阀组连接。
[0007]根据测试需要，通过增压机构调整测试压力，并通过具有各种试件接口的试压工装将增压机构和试件连接在一起，通过给试件充入高压液体，能够对各种不同的消防产品试件进行测试，并通过将试件与变形量测试机构连接，以测量检测过程中试件在不同受压情况下的变形量，并通过高精度的数据采集机构对测量的数据进行采集收录，使数据采集的准确性和精确性大幅提高，并将采集的信息传递给自动控制机构进行处理，并且在试验过程中还可以根据需要通过自动控制机构对增压机构中的压力进行控制调节，实现测试过程的自动化。
[0008]下面对一种技术方案进行进一步说明:
[0009]优选的是，所述变形量测试机构包括内测法试验水箱，所述试件与所述内测法试验水箱连接，所述内测法试验水箱与所述数据采集机构连接。
[0010]优选的是，所述变形量测试机构包括外测法试验水套，所述试件设置在所述外测法试验水套中，所述外测法试验水套与所述数据采集机构连接。
[0011]优选的是，所述调节阀组包括与所述空气压缩机连接的第一电磁阀，与所述第一电磁阀连接的减压阀，以及与所述减压阀连接的第二电磁阀，所述第一电磁阀、减压阀和第二电磁阀均与所述可编程控制器连接。通过自动控制机构对调节阀组进行控制，从而可方便地控制气压管路阀门的开度和压力的大小，自动实现对升压速率的控制。
[0012]优选的是，所述气动增压泵包括高压气动增压泵和低压气动增压泵，二者均与第二电磁阀和试压管路连接。根据需要，可通过第二电磁阀将管路在高压气动增压泵和低压气动增压泵间切换，以满足不同的增压需求。
[0013]优选的是，所述测量元件包括与所述变形量测试机构连接的重量传感器，以及与所述试压管路连接的压力传感器，所述重量传感器和压力传感器均与所述数据采集卡连接。通过重量传感器和压力传感器自动测量测试过程中的重量和压力变化，并使用数据采集卡对测量数据进行自动收集。
[0014]本实用新型还提供一种消防产品爆破测试装置，其技术方案如下:
[0015]一种消防产品爆破测试装置，包括依次连接的增压机构、具有各种试件接口的试压工装、试件、防爆机构，以及和所述增压机构依次连接的数据采集机构、自动控制机构，且所述自动控制机构同时与所述增压机构连接；所述增压机构包括空气压缩机，与所述空气压缩机连接的调节阀组，所述调节阀组与自动控制机构连接，还包括与调节阀组连接的气动增压泵，与气动增压泵连接的水箱，以及连接所述气动增压泵和试压工装的试压管路；所述数据采集机构包括与试压管路连接的测量元件，与所述测量元件连接的数据采集卡，所述数据采集卡与自动控制机构连接；所述自动控制机构包括与数据采集卡连接的可编程控制器，与所述可编程控制器连接的总控装置，且所述可编程控制器与调节阀组连接。
[0016]此处主要将上述水压测试装置的变形量测试机构替换为防爆机构，从而形成爆破测试装置，将各种消防产品试件设置在防爆机构中，对其充入经过气动增压泵增压的液体进行爆破测试，以检测其爆破条件下的性能。
[0017]下面对一种技术方案进行进一步说明:
[0018]优选的是，所述防爆机构包括防爆柜，所述试件设置在所述防爆柜中。利用防爆柜对试件外围的物体进行保护，防止危险情况发生。
[0019]优选的是，所述测量元件为压力传感器，所述压力传感器与所述试压管路和数据采集卡连接。爆破测试主要测量的是压力变化，直接用压力传感器来检测测试过程中的压力变化，并将测量数据输出给数据采集卡。
[0020]本实用新型具有如下突出优点:
[0021](I)检测产品覆盖范围广，适合灭火器、灭火系统的贮压容器、消防水枪、消火栓、消防水泵接合器、消防接口、洒水喷头等消防产品；
[0022](2)检测过程自动控制，利用数据采集机构对测试数据进行自动收集，自动控制机构对测试过程进行自动监控，根据需要可对测试参数条件进行自动调节，并对实验数据信息进行自动采集和处理分析，不需要人工直接去调节测试装置，使得测试操作过程安全可罪；
[0023](3)利用高精度的传感器测量数据，然后用数据采集卡对数据进行收集处理，使数据采集精度高；
[0024](4)测试装置的各个部分均采用模块化的方式进行设置，使整体结构设计实现高度模块化，组装和应用方便；
[0025](5)总控装置具有形象直观的操作界面，易于设置试验条件和对试验数据进行观察分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型实施例所述消防产品水压测试装置的总示意框图；
[0027]图2是本实用新型实施例所述消防产品水压测试装置采用外测法测试时的示意框图；
[0028]图3是本实用新型实施例所述消防产品水压测试装置采用外测法测试时的局部示意框图；
[0029]图4是本实用新型实施例所述消防产品水压测试装置采用内测法测试时的示意框图；
[0030]图5是本实用新型实施例所述消防产品水压测试装置采用内测法测试时的局部示意框图；
[0031]图6是本实用新型实施例所述消防产品爆破测试装置的总示意框图；
[0032]图7是本实用新型实施例所述消防产品水压测试装置的详细示意框图。
[0033]附图标记说明:100-增压机构，110-空气压缩机，120-调节阀组，122-第一电磁阀，124-减压阀，126-第二电磁阀，130-气动增压泵，132-高压气动增压泵，134-低压气动增压泵，140-试压管路，142-排气阀，150-水箱，200-试压工装，300-试件，400-变形量测试机构，410-外测法试验水套，412-进液阀，414-排液阀，416-排液管，420-内测法试验水箱，500-数据采集机构，510-测量元件，512-重量传感器，514-压力传感器，516-液体容器，520-数据采集卡，600-自动控制机构，610-可编程控制器，620-总控装置，700-防爆机构。
【具体实施方式】
[0034]下面对本实用新型的实施例进行详细说明:
[0035]如图1至图5所示，一种消防产品水压测试装置，包括依次连接的增压机构100、具有各种试件接口的试压工装200、试件300、变形量测试机构400、数据采集机构500、自动控制机构600，且自动控制机构600同时与增压机构100连接。根据测试需要，通过增压机构100调整测试压力，并通过具有各种试件接口的试压工装200将增压机构100和试件300连接在一起，能够对各种不同的消防产品试件300进行测试，并通过将试件300与变形量测试机构400连接，以测量检测过程中试件300在不同受压情况下的变形量，并通过高精度的数据采集机构500对测量的数据进行采集收录，使数据采集的准确性和精确性大幅提高，并将采集的信息传递给自动控制机构600进行处理，并且在试验过程中还可以根据需要通过自动控制机构600对增压机构100中的压力进行控制调节，实现测试过程的自动化。
[0036]该增压机构100包括空气压缩机110，与空气压缩机110连接的调节阀组120，该调节阀组120与自动控制机构600连接，还包括与调节阀组120连接的气动增压泵130，以及连接气动增压泵130和试压工装200的试压管路140。气动增压泵130上还连接有供水水箱，用于盛装液体并通过气动增压泵130增压后充入试件300中进行测试。此处的调节阀组120，包括与空气压缩机110连接的第一电磁阀122，与第一电磁阀122连接的减压阀124，以及与减压阀124连接的第二电磁阀126，第一电磁阀122、减压阀124和第二电磁阀126均与自动控制机构600连接。通过自动控制机构600对调节阀组120进行控制，从而可方便地控制气压管路阀门的开度和压力的大小，自动实现对管路升压速率的控制。气动增压泵130包括高压气动增压泵132和低压气动增压泵134，二者均与第二电磁阀126和试压管路140连接。根据需要，可通过第二电磁阀126将管路在高压气动增压泵132和低压气动增压泵134间切换，以满足不同的增压需求。其中，高压气动增压泵132的增压范围为O?lOOMPa、低压气动增压泵134的增压范围为O?lOMPa。该试压管路为120MPa高压软管。
[0037]与增压机构100的试压管路140连接的试压工装200，具有各种试件接口，能与各种不同的消防产品即试件300连接，方便对各种不同的试件产品进行测试。具体地，该试压工装200包括灭火器、消火栓、消防水泵接合器、洒水喷头、消防水枪、消防接口、阀们等各类消防产品与试压管路140的高压密封连接件。
[0038]如图2至图5所示，可采取外测法和内测法对试件进行测量，即与试件300连接的变形量测试机构400包括内测法试验水箱420或者外测法试验水套410。如图2至图3所示，当采取外测法测量时，即变形量测试机构400包括外测法试验水套时410，试件300设置在外测法试验水套410中，外测法试验水套410与数据采集机构500连接。如图3所示，将试件300设置在外测法试验水套中410。该试件300通过试压工装与试压管路140连接，并且在试压管路140上设置有排气阀142，可在对试件300中充液时排出试件中的空气，试件300充满液体后将排气阀关闭。该外测法试验水套410设置有进液阀412和排液阀414，以及与之相对应的进液口和排液口(图中未标出)，方便对水套进行充液和排液，使水套中的液体保持充满状态。还包括与水套连接的排液管416,以及设置在排液管416出口端的液体容器516，用于收集试件300在受压变形时从水套中排出的液体。以及设置在液体容器516下的测量元件510，用于测量排出液体的重量。这里，优选液体容器516为具有容量刻度的量杯，可以直接观察读取排出液体的体积变化，设置在量杯下的测量元件为重量传感器512(优选为精密电子称)，自动称量排出液体的重量。外测法试验水套的工作原理为:将试件300置于一个特制的水套内，利用一水箱150供液给气体增压泵130增压，并将增压后的液体充入试件300中，以实现对试件300增压，达设定压力后自动进入保压状态，对试件300进行耐压试验，与此同时，试件300在试验压力下体形膨胀，把水套内的一部分水挤压到量杯中，这部分液体量就是试件的容积变形量，通过数据采集机构500传输至自动控制机构600中，试件卸压后，弹性变形消失，于是量杯中的水又返回至水套内，但量杯中剩下的液体量仍比在试件加压前要多，多出来的液体量即为试件的容积残余变形量，通过数据采集机构500传输至自动控制机构600中，容积残余变形量与全变形量的比值就是试件的容积残余变形率。
[0039]如图4至图5所示，当采取内测法测量时，即当变形量测试机构400包括内测法试验水箱420时，试件300与内测法试验水箱420连接，内测法试验水箱420与数据采集机构500连接。内侧法试验是对试件进行水压试验的同时从试件300内侧测量其容积残余变形率的一种方法，即通过测定在试验压力下进入试件的液体量和卸压后由试件内排出的液体量，计算出试件在水压试验时的容积全变形和容积的残余变形值。如图5所示，具体是将内测法试验水箱420作为供应水箱，向气体增压泵130供应液体进行增压，将增压后的液体充入试件300中，对试件进行增压测试，该内测法试验水箱420放置在重量传感器512 (优选为精密电子称)上进行测量，测量在测试压力下进入试件的液体量和卸压后由试件内排出到内测法试验水箱420中的液体量。采用内测法可以测量较大的试件，但相对于外测法测量精度较低。
[0040]数据采集机构500包括与变形量测试机构连接的测量元件510,与测量元件510连接的数据采集卡520，数据采集卡520与自动控制机构600连接。此处，测量元件510包括与变形量测试机构400连接的重量传感器512，以及与试压管路140连接的压力传感器514，重量传感器512和压力传感器514均与数据采集卡520连接。通过重量传感器512和压力传感器514自动测量测试过程中的重量和压力变化，并使用数据采集卡520对测量数据进行自动收集，此处的数据采集卡为A/D采集卡。
[0041 ]自动控制机构600包括与数据采集卡520连接的可编程控制器610，与可编程控制器610连接的总控装置620，且可编程控制器610与调节阀组120连接。此处的总控装置620包括与可编程控制器610连接的计算机，与计算机连接的打印机，计算机中设置有测试软件。该测控软件具有传感器标定模块，对压力传感器和重量传感器进行标定；还具有实验项目管理模块，对试件的水压试验、内测法水压试验，外测法水压试压以及爆破试验进行管理；以及数据采集模块和数据处理模块，方便对测量数据进行采集和处理；还包括试验曲线绘制模块，将试验数据以曲线图的形式自动显示出来，便于观察；还包括试验结果显示打印模块，和历史试验结果复查模块；以及超限报警停机模块，测试过程中出现压力超限等情况时可发出超限报警或停机处理，避免危险发生。上述测试软件的各种模块是已知的，或者根据现有技术进行简单的变换处理即可得到。
[0042]如图6至图7所示，本实用新型还提供一种消防产品爆破测试装置，包括依次连接的增压机构100、具有各种试件接口的试压工装200、试件300、防爆机构700，以及和增压机构100依次连接的数据采集机构500、自动控制机构600，且自动控制机构600同时还与增压机构100连接；增压机构100包括空气压缩机110，与空气压缩机110连接的调节阀组120，调节阀组120与自动控制机构600连接，还包括与调节阀组120连接的气动增压泵130，与气动增压泵130连接的水箱150，以及连接气动增压泵130和试压工装200的试压管路140 ;数据采集机构500包括与试压管路140连接的测量元件510，与测量元件510连接的数据采集卡520，数据采集卡520与自动控制机构600连接；自动控制机构600包括与数据采集卡520连接的可编程控制器610，与可编程控制器610连接的总控装置620，且可编程控制器610与调节阀组120连接。
[0043]此处主要将上述水压测试装置的变形量测试机构400替换为防爆机构700，从而形成爆破测试装置，将各种消防产品试件300设置在防爆机构700中，对其充入经过气动增压泵130增压的液体进行爆破测试，以检测其爆破条件下的性能。此处，防爆机构700包括防爆柜，试件300设置在防爆柜中。利用防爆柜对试件300外围的物体进行保护，防止危险情况发生。测量元件510为压力传感器514，压力传感器514与试压管路140和数据采集卡520连接。爆破测试主要测量的是压力变化，直接用压力传感器来检测测试过程中的压力变化，并将测量数据输出给数据采集卡520，数据采集卡520将收集的测量信息传递给自动控制机构600进行分析处理。
[0044]上述消防产品水压测试装置及爆破测试装置的测试过程步骤如下:试验前，启动空气压缩机110，打开气源开关，输入驱动气体；打开总控装置620中的测控软件，建立通讯，检查各部分数据传输情况；所有检查无误后，根据试件的类别及型号选择试压工装200，将试压工装200与相应的试件300及试压管路140连接；
[0045]安装好试件300后，如需进行爆破测试就将试件放置于防爆机构700 (即防爆柜)中；如需进行外测法变形量测试，就将试件300放置于外测法试验水套410中；如需进行内测法变形量测试，就将试件300与内测法试验水箱420连接进行测试。
[0046]完成准备工作后，输入相关试验参数，开始试验。试验过程中:总控装置620根据输入的试验参数，对调节阀组120进行调节，以调整空气压缩机110输入的驱动气体压力，推动气动增压泵130以设定升压速率从水箱中抽水增压至要需求压力。总控装置620实时监控数据采集卡520收集压力传感器514、重量传感器512的数据并进行保存和分析处理。
[0047]试验结束或者到达设定的安全限压时，装置自动降压，测控软件自动保存试验记录及计算相关数据。试验人员手动拆除试件300，关闭空气压缩机110，关闭测试装置。
[0048]以上所述实施例仅表达了本实用新型的【具体实施方式】，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种消防产品水压测试装置，其特征在于，包括依次连接的增压机构、具有各种试件接口的试压工装、试件、变形量测试机构、数据采集机构、自动控制机构，且所述自动控制机构同时与所述增压机构连接； 所述增压机构包括空气压缩机，与所述空气压缩机连接的调节阀组，所述调节阀组与自动控制机构连接；还包括与调节阀组连接的气动增压泵，与气动增压泵连接的水箱，以及连接所述气动增压泵和试压工装的试压管路； 所述数据采集机构包括与变形量测试机构连接的测量元件，与所述测量元件连接的数据采集卡，所述数据采集卡与自动控制机构连接； 所述自动控制机构包括与数据采集卡连接的可编程控制器，与所述可编程控制器连接的总控装置，且所述可编程控制器与调节阀组连接。
2.根据权利要求1所述的消防产品水压测试装置，其特征在于，所述变形量测试机构包括内测法试验水箱，所述试件与所述内测法试验水箱连接，所述内测法试验水箱与所述数据采集机构连接。
3.根据权利要求1所述的消防产品水压测试装置，其特征在于，所述变形量测试机构包括外测法试验水套，所述试件设置在所述外测法试验水套中，所述外测法试验水套与所述数据采集机构连接。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的消防产品水压测试装置，其特征在于，所述调节阀组包括与所述空气压缩机连接的第一电磁阀，与所述第一电磁阀连接的减压阀，以及与所述减压阀连接的第二电磁阀，所述第一电磁阀、减压阀和第二电磁阀均与所述可编程控制器连接。
5.根据权利要求4所述的消防产品水压测试装置，其特征在于，所述气动增压泵包括高压气动增压泵和低压气动增压泵，二者均与第二电磁阀和试压管路连接。
6.根据权利要求4所述的消防产品水压测试装置，其特征在于，所述测量元件包括与所述变形量测试机构连接的重量传感器，以及与所述试压管路连接的压力传感器，所述重量传感器和压力传感器均与所述数据采集卡连接。
7.一种消防产品爆破测试装置，其特征在于，包括依次连接的增压机构、具有各种试件接口的试压工装、试件、防爆机构，以及和所述增压机构依次连接的数据采集机构、自动控制机构，且所述自动控制机构同时与所述增压机构连接； 所述增压机构包括空气压缩机，与所述空气压缩机连接的调节阀组，所述调节阀组与自动控制机构连接；还包括与调节阀组连接的气动增压泵，与气动增压泵连接的水箱，以及连接所述气动增压泵和试压工装的试压管路； 所述数据采集机构包括与试压管路连接的测量元件，与所述测量元件连接的数据采集卡，所述数据采集卡与自动控制机构连接； 所述自动控制机构包括与数据采集卡连接的可编程控制器，与所述可编程控制器连接的总控装置，且所述可编程控制器与调节阀组连接。
8.根据权利要求7所述的消防产品爆破测试装置，其特征在于，所述防爆机构包括防爆柜，所述试件设置在所述防爆柜中。
9.根据权利要求7或8所述的消防产品爆破测试装置，其特征在于，所述测量元件为压力传感器，所述压力传感器与所述试压管路和数据采集卡连接。
【文档编号】A62C37/50GK204050762SQ201420385547
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】李晓增, 何国山, 潘永红, 刘东发, 肖智仁, 李业添, 尹碧军, 陈志 , 陈宏业, 袁嘉伟, 李建辉, 邓丽欢, 何家威, 徐发良, 赖日冬 申请人:广州市质量监督检测研究院