一种防喷器高低温试验装置的制作方法

本发明属于油井防喷器工作环境模拟技术领域，具体涉及一种防喷器高低温试验装置。

背景技术：

目前国内防喷器的高低温试验条件离国外著名厂家尚有差距，只能进行api16a规范中的常规出厂试验，这必然影响产品的技术性能和应用。拟建立计算机控制的防喷器高低温模拟试验环境，研究相应的高低温环境试验方法，测试防喷器密封元件在变温环境下的工作特性，为产品研发和创新提供科学的试验依据。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种防喷器高低温试验装置，装置模拟防喷器实际工作的温度环境，对防喷器进行高低温试验，其分为四个不同的温度区域，可以令防喷器迅速切换到不同的温度环境，其结构设计巧妙，操作简单。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种防喷器高低温试验装置，包括底座，底座分为四个温度区间，四个温度区间之间以及温度区间的上方均设有隔离壳体，形成四个封闭的温度区间且每个区间之间设有互相连通的阀门；四个区间分别为室温区间，用于观察防喷器室温下的状态；高温区间，对防喷器进行高温试验；零度区间，对防喷器进行零度临界状态下的试验；低温区间，对防喷器进行低温试验；所述底座中间设有通孔，通孔内设置有转轴，转轴底端设置有大齿轮，大齿轮连接有小齿轮，小齿轮设置在电动机的传动轴上；转轴位于底座的下方设置有水平连杆，水平连杆的端头设置有竖轴；所述底座上设置有镂空的环形轨道，所述竖轴穿过环形轨道并在水平连杆的带动下沿环形轨道运动；竖轴上端设置有防喷器安装架；所述高温区间内设置有加热装置，所述低温区间和零度区间设置有制冷装置。

作为优选，所述每个温度区间内设置有温度传感器，温度传感器与a/d转换器连接，a/d转换器与显示屏连接，所述每个温度区间的上方的壳体上设置有观察口，观察口设有双层隔热透明玻璃，每个观察口上方设有一个放大镜。

作为优选，所述高温区间与低温区间、低温区间与零度区间之间均设有隔层空间，隔层空间内为真空空间，隔层空间与相邻的温度区间之间均设有连通孔，连通孔上设有阀门。

作为优选，所述阀门为电磁阀门。

作为优选，所述壳体包括第一柔性隔热材料层、金属薄片层、第二柔性隔热材料层以及硅橡胶板柔性隔热材料层由内向外依次铺设组成。

作为优选，在所述竖轴位于环形轨道的位置设置环形挡片，环形挡片的尺寸与环形轨道对应，环形挡片随竖轴的转动而转动。

作为优选，在所述环形轨道的两边均匀设置若干个弹性挡片，两边若干个弹性挡片形成一个密封层，竖轴可穿过弹性挡片。

作为优选，还包括自动控制装置，自动控制装置包括plc控制器、设置在竖轴上的行程开关、设置在每个温度区间内环形轨道上的行程开关、计时器、电源装置和plc显示屏，其中加热装置、制冷装置、电动机、行程开关、电磁阀门、a/d转换器连接与plc控制器连接，plc控制器与plc显示屏和电源装置连接。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：本装置不仅可以同时满足对防喷器的高温和低温试验，将高温和低温试验区间分开设置，降低了试验区间内温度变化的时间，由此就节约了试验时间和时间成本。另外可以将防喷器由高温区间迅速转移到低温区间，由低温区间转移到零度区间，对防喷器进行冷热交替的试验。

自动控制系统可实现整个装置的自动化控制，减少了人为操作，降低了劳动强度。

附图说明

图1是本发明俯视结构示意图；

图2是图1中a-a处正视图；

图3是环形轨道11的局部视图；

图4是环形轨道11的局部视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐明本发明。

如图1、2所示，一种防喷器高低温试验装置，包括底座1，底座1分为四个温度区间，四个温度区间之间以及温度区间的上方均设有隔离壳体2，形成四个封闭的温度区间且每个区间之间设有互相连通的阀门3；四个区间分别为室温区间41，用于观察防喷器室温下的状态；高温区间42，对防喷器进行高温试验；零度区间44，对防喷器进行零度临界状态下的试验；低温区间43，对防喷器进行低温试验；底座1中间设有通孔，通孔内设置有转轴5，转轴5底端设置有大齿轮6，大齿轮6连接有小齿轮7，小齿轮7设置在电动机8的传动轴上；转轴5位于底座1的下方设置有水平连杆9，水平连杆9的端头设置有竖轴10；底座1上设置有镂空的环形轨道11，竖轴10穿过环形轨道11并在水平连杆9的带动下沿环形轨道11运动；竖轴10上端设置有防喷器安装架12；高温区间42内设置有加热装置13，低温区间43和零度区间44设置有制冷装置14。

防喷器安装在防喷器安装架12上并将其运动到室温区间41内，启动高温区间42的加热装置13，零度区间44和低温区间43的制冷装置14，将温度设定在需要的温度值；启动电动机8，电动机8旋转并通过齿轮传动将力传送给水平连杆9，水平连杆9转动带动竖轴10和防喷器安装架12运动，四个温度区间之间设有互通的阀门3，所以防喷器可以被运送到高温区间42进行高温试验，运送到零度区间44进行临界温度试验，运送到低温区间43进行低温试验。也可以将高温试验过的防喷器迅速运送到低温区间43或者零度区间44进行试验，模拟工作温度的瞬间变换对防喷器的影响。本装置不仅可以同时满足对防喷器的高温和低温试验，将高温和低温试验区间分开设置，降低了试验区间内温度变化的时间，因为加热装置13的温度变化以及高温到低温的转换需要很长的时间，由此就节约了试验时间和时间成本。另外可以将防喷器由高温区间42迅速转移到低温区间43，由低温区间43转移到零度区间44，对防喷器进行冷热交替的试验。

每个温度区间内设置有温度传感器，温度传感器与a/d转换器连接，a/d转换器与显示屏连接，每个温度区间的上方的壳体2上设置有观察口15，观察口15设有双层隔热透明玻璃，每个观察口15上方设有一个放大镜。温度传感器可以测量每个温度区间内的温度，并通过a/d转换器将模拟信号转换为数字信号在显示屏上进行显示，观察口15可以观察到防喷器在试验过程中的情况，以便操作人员进行记录。

高温区间42与低温区间43、低温区间43与零度区间44之间均设有隔层空间16，隔层空间16内为真空空间，隔层空间16与相邻的温度区间之间均设有连通孔，连通孔上设有阀门3。隔层空间16的设置可以防止高温区间42与低温区间43、低温区间43与零度区间44之间的温度差距对对方区间温度的影响，隔层空间16起到隔绝作用。

阀门3为电磁阀门。

壳体2包括第一柔性隔热材料层、金属薄片层、第二柔性隔热材料层以及硅橡胶板柔性隔热材料层由内向外依次铺设组成。整个壳体2具有良好的保温性能，减少了温度区间与外界的热量交换，降低了能耗。

如图3、4所示，为了减少底座1上镂空的环形轨道11形成的空隙造成的能量散失，在竖轴10位于环形轨道11的位置设置环形挡片17，环形挡片17的尺寸与环形轨道11对应，环形挡片17随竖轴10的转动而转动，可以将竖轴10位置以外的环形轨道11空隙进行密封。另一种方式是在环形轨道11的两边均匀设置若干个弹性挡片18，使得两边若干个弹性挡片18形成一个密封层，竖轴10可穿过弹性挡片18，竖轴10不在的位置，弹性挡片18呈原始伸张状态，竖轴10穿过处弹性挡片18变形收缩。

为了实现防喷器高低温试验装置的自动化控制，减少人为操作，降低劳动强度，本装置还包括自动控制装置，自动控制装置包括plc控制器、设置在竖轴10上的行程开关、设置在每个温度区间内环形轨道11上的行程开关、计时器、电源装置和plc显示屏，其中加热装置13、制冷装置14、电动机8、行程开关、电磁阀门3、a/d转换器连接与plc控制器连接，plc控制器与plc显示屏和电源装置连接。

设置在每个温度区间内环形轨道上11上的行程开关位于每个温度区间的中间位置。

行程开关行程开关，位置开关(又称限位开关)的一种，是一种常用的小电流主令电器。利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。

plc控制器和plc显示屏可以选用西门子品牌。

自动控制控制装置的工作原理，竖轴10上的行程开关与每个温度区间内环形轨道11的行程开关配合，可检测防喷器安装架12运动位置，计时器可以设定防喷器安装架12在每个温度区内试验的时间。将待试验的防喷器安装在防喷器安装架12上，将防喷器安装架12设置在室温区间41，室温区间41作为初始位置，通过plc控制器控制高温区间42的加热装置13进行加热，低温区间43的制冷装置14进行制冷，零度区间44的制冷装置14进行制冷，并在plc控制器内设定好试验的高温和低温温度以及在高温区间42、低温区间43和零度区间44内的试验时间，温度传感器测量每个温度区间的温度，温度传感器和a/d转换器连接，a/d转换器将温度信号传送到plc控制器，当温度达到设定好的温度时，plc控制器控制加热装置13和制冷装置14维持设定好的额定温度；然后plc控制器控制电动机8启动，电动机8转动带动水平连杆9转动，水平连杆9带动竖轴10沿环形轨道11运动，竖轴10带动防喷器安装架12运动，plc控制器同时控制电磁阀门3的启闭，当竖轴10上的行程开关离开室温区间41内环形轨道11上的行程开关时，室温区间41和高温区间42之间的电磁阀门3打开，当竖轴10运动到室温区间41内，竖轴10上的行程开关接触高温区间42内环形轨道11上的行程开关时，室温区间41和高温区间42之间的电磁阀门3关闭，防喷器高温试验开始，计时器开始计时。试验时间结束，竖轴10运行到低温区间43，工作原理与上述相同，当低温试验时间结束，防喷器进入零度区间44进行试验或者再次进入高温区间42进行冷热交替的试验。plc显示屏将所有设定的数值以及工作状态进行显示，方便操作人员记录。

plc控制器可与计算机相连，将试验结果传输到计算机内进行后续处理和存储。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。