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设备工装:本栏目专门为制桶行业企业朋友提供国内外最具有代表性的制桶设备及工装的相关资料,供学习及选用参考。
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全自动立式氦检漏机的原理与设计

译/杨文亮

一、氦检漏原理及过程(仅限于闭口钢桶)

氦泄漏检测是一种使用示踪气体的方法。氦泄漏测量时,必须在1%的浓度下充入氦气。这意味着这测量仅适用于闭口钢桶。

钢桶经过2个步骤的测试,首先是大泄漏试验,然后是氦气示踪气体测试。

钢桶垂直通过试验台,桶顶位于上部。试验箱配有自动控制的可调顶板,以便适应不同的钢桶高度。

测试室的底部是升降台的一部分,输送机构负责钢桶垂直移动进入和输出试验箱。

测试室连接到中央真空抽气系统的氦探测器等仪器。

当钢桶进入测试室后,泄漏测试便开始对钢桶周围的容积空间进行抽真空(排空)。

如果钢桶有大的泄漏,会在排空过程中发现。如果抽真空(约1毫巴)到达时,没有大的泄漏,将会进入下一步测试。万一有大泄漏,就会在第二步之前排除它,以免氦污染整个试验系统。

如果钢桶通过了大泄漏试验,则会进行下一步的精细泄漏试验。系统将用氦探测器检测样品气体中的氦气量。万一有一个漏气的钢桶,则氦气会从试验室钢桶中逸出到气体样品中,氦气的读数比背景初始空气的氦气读数要高。最后在取出气体样品后,钢桶移出试验室,测试箱将会进行通风并使升降台动作,将钢桶降低卸下试验台。

如果有大泄漏,测试室和真空系统会自动清洗。在下一个钢桶进入之前对氦气进行冲洗操作。对细小的漏桶,系统比较容易调整。泄漏试验的结果则显示在操作面板上。


德国舒勒全自动立式氦检漏机

二、压力差测量原理(适用于开口钢桶,也可用于闭口钢桶)

开口钢桶测试时不加桶顶盖和垫圈。测试的方法与闭口钢桶相似。钢桶升降台把一个钢桶引入室内,腔室顶板(装有软橡胶密封环),用旋压的方式压紧桶顶。钢桶的体积由钢桶的内容量组成。接下来,对钢桶内部进行抽空,并使桶内压力与大气压力保持一致。

泄漏测试分为两个步骤,和闭口钢桶氦气试验类似。如果某一钢桶抽真空(约5毫巴)是在一定时间内首先到达的,没有大的泄漏时,精细泄漏试验将会开始。

精细泄漏测试工作过程如下:

钢桶抽真空后有一个驻留时间,其中用非常灵敏的压差传感器检查真空度。如果由于泄漏,使桶外的真空度高于某一设定点,则钢桶被视为泄漏。对于泄漏的钢桶,停留时间结束后,真空容积被排出腔室后,钢桶可卸下。
精细漏点比较容易调整,泄漏试验结果显示在操作面板上。


双室设计检测效率达800只/小时

三、设计技术要求和数据

1、泄漏检测类型

有两种钢桶可以用这种设备来进行测试:

(1)闭口钢桶;

(2)开口钢桶。

根据钢桶类型的不同,可采用两种不同的检漏技术:

(1)氦检漏:适用于闭口钢桶;

(2)压力差检漏:适用于开口钢桶;

(3)压力差检漏:适用于闭口钢桶。

两种测试方法,可以在同一个腔室中运行,而不需要任何机械进行转换。

2、不合格泄漏标准/标准试验灵敏度

氦检漏:0.15atm?cm3/min,相对0.2巴的压力下(大约12微米的孔);

压力差检漏:150atm?cm3/min,相对0.2巴的压力下(大约150微米的孔)。

不合格泄漏标准点,可以在操作员面板上调节。测试灵敏度可以随着测试时间增长而增加。

3、试验设备

测试系统的主要设备部分是:

(1)包括以下元件的泵装置:

a.一个叶片式真空泵,冷却水,容量630m3/h,18千瓦;

b.一个罗茨真空泵,空气冷却,容量1500m3/h,2.2千瓦;

c.一个莱宝真空泵,容量8.5m3/h,370瓦。

(2)一级阀门、压力表和管道用于连接泵和连接到测试室。

(3)氦检漏仪:

a.最低可检漏率:5×10-12毫巴XL/S;

b.泄漏率信号时间常数:1s;

c.氦气的抽取速度:2.5升/s;

d.允许的最大入口压力:15毫巴;

e.一部分流泵系统:1000毫巴。

(4)氦气检测器用空调箱,推荐用于湿热的生产环境。

(5)测试设备的测量精度为压力差检测5级。

(6)一套特殊设计的阀门、管道和法兰。

(7)真空氦气设备应具有完整的规格和说明。

4、钢桶规格

(1)钢桶直径最大极限:574~598mm;

(2)标准钢桶公称直径:571.5mm;

(3)钢桶高度最大极限:800~1038mm,包含钢桶卷边;

(4)钢桶封闭器:¾?和2?各一个,两个距离451mm;

(5)钢桶最大重量:30kg;

(6)钢桶温度:环境温度为10℃~50℃;

(7)钢桶的条件:

a.表面干净、无油、干燥;

b.表面涂料完成干燥不湿;

c.充入约1升或1%的氦气;

d.透气口处于封闭状态。

(8)其他数据:

a.钢桶地底部应被支撑,以便能承受1巴的压力差。

b.为了避免任何测试后引起的钢桶变形,钢桶的桶身厚度应不低于0.6mm,桶顶和桶底厚度应不低于0.75mm。

5、机械规格

(1)氦测试输出速度:720只/h~800只/h;

(2)压力差测试输出速度:720只/h;

(3)上桶和卸桶时间:4.5s;

(4)氦气检测泄漏孔直径:0.012毫米;

(5)压力差检测泄漏孔直径:0.15毫米;

(6)面向生产线布局的外部输送系统;

(7)环境空气的湿度水平:不小于90%(非冷凝);

(8)氦在环境空气中的浓度最高为10ppm;

(9)噪音水平最大为85分贝;

(10)自动进行粗略和精细试验;

(11)大泄漏时自动冲洗操作;

(12)自动进行压差测量。

6、电气控制

(1)标准:VDE/VDI,舒勒自动化标准。

(2)PLC类型:西门子PLC S7/300型,CPU 315-2,DP接口的CP342.2。

(3)操作面板:有几个按钮的操作面板。

(4)OP270显示器:显示钢桶的高度、钢桶计数器、错误、操作员指令等。

(5)高度调节:真空度自动通过输入操作板进行调节。

(6)电力供应:400伏、50赫兹、3相交流。

(7)测试:包括工作中的软件都要进行初步测试。

(8)操作方式:

a.单室手动操作;

b.单室自动操作;

c.双室自动操作。

7、电气和机械

(1)底座作为测试仪所有单元的支撑结构。其上安装有平台、真空泵、氦探测装置、楼梯、扶手等单元。

(2)在机器的进入端,设计有维修和安装前平台,其自由空间约2000mm。

(3)两个真空室由塑料制成,其上有固定装置和通风阀门等。

(4)两大封闭板,可以根据钢桶的高度,自动调节以密封测试室。其中包括钢桶支撑板和密封设备、排气阀等。

(5)两个升降台,包括钢桶支撑板、通过曲柄和连杆进行驱动、行程固定,并有过载检测。

(6)底部支承板,安装在橡胶板上,由气缸操作,用于钢桶的支撑动作。

(7)两个上桶/卸桶的工位装置,用固定行程的机械驱动。过载保护由钢桶的定位和气动操作臂进行检测。

(8)气动成套装置,包括阀门的安装等。必要空气供应压力为5.5巴,约18升/只,由客户自已准备。

(9)一个气动换向阀控制空气输入输送机。

(10)另一个气动换向阀控制输送系统的分配。供应无驱动辊式输送机和气动推杆向左和向右的分配。

(11)两个无驱动辊的交叉输送机。

(12)一个出口辊道输送机,用于自动输出漏桶。

(13)电气布线根据舒勒自动化标准进行。

(14)在工作中的所有电气控制,都由软件完成,并进行了严格的测试。

(15)机器必须符合CE的要求。

(16)机器具有安全围栏、有机玻璃窗等安全设施。

(17)控制面板、操作面板和机器的连接处,都是分开装运的。

(18)两个检漏室都根据泄漏率要求进行检测。

 

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