專利名稱：高壓水清洗機(jī)穩(wěn)壓自控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高壓水清洗機(jī)穩(wěn)壓自控儀，是一種保持高壓水射流清洗機(jī)噴頭壓力恒定的便攜式儀器，適用于汽車、管道、化工設(shè)備、鍋爐等多種高壓水射流清洗機(jī)和其它需要自動穩(wěn)壓的工程機(jī)械。
高壓水清洗機(jī)是利用高壓水射流對清洗對象進(jìn)行沖蝕、剝層、切除、打擊以及結(jié)合高溫、磨料、化學(xué)腐蝕等達(dá)到清洗目的的一種設(shè)備。高壓水清洗機(jī)是以高壓泵作為射流源，包括電液控制臺，高速微振噴射裝置，噴槍，閥，噴頭等附件，高壓泵將水箱中的常壓水抽出并加壓后通過電液控制臺壓入噴射裝置，由噴槍或噴頭高速射向清洗對象。高壓水射流是一股能量高度集中的非淹沒水流，在噴嘴內(nèi)部，高壓水已經(jīng)形成紊流附面層，射流一離開噴嘴就立即與空氣混合形成邊界層，而后射流全部形成水滴并逸散到大氣中，對清洗對象破碎剝落；或?qū)⑵渑验_；如對噴頭施加微振振源，射流就對其進(jìn)行高速往復(fù)鋸裂。可見，射流流量的多少決定沖刷作用的強(qiáng)弱，射流流速或壓力的大少決定楔劈及切割作用的高低，故對高壓水清洗機(jī)的壓力需要進(jìn)行控制。而目前是通過手動調(diào)節(jié)控制閥來改變壓力的大小，其主要存在的問題是1、精度低，如在水井砂網(wǎng)積垢清洗過程中，壓力偏低，清洗效果不理想，壓力偏高，砂網(wǎng)有被沖壞的可能，2、調(diào)節(jié)時效性差，3、無法保持射流壓力的恒定。
為了解決上述問題，本實用新型提供了一種清洗機(jī)噴頭壓力恒定的，便攜的高壓水清洗機(jī)穩(wěn)壓自控儀。
本實用新型的任務(wù)是通過以下技術(shù)措施完成的，由在噴頭附近高壓水管路的鋼管上設(shè)置一外卡式壓電傳感器；在清洗機(jī)調(diào)壓閥上設(shè)置一電動調(diào)節(jié)開關(guān)及其控制電路構(gòu)成。在本自控儀上設(shè)定所需的噴頭壓力值，由外卡式傳感器通過比例于壓力的鋼管變形量測得一電荷信號即正比于高壓水射流壓力的信號；經(jīng)電路放大、濾波，A/D轉(zhuǎn)換，與設(shè)定的壓力值對比，其差值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后驅(qū)動電動調(diào)節(jié)開關(guān)，使高壓水壓力升高或降低，這一動態(tài)反饋調(diào)節(jié)過程能始終保持高壓水清洗機(jī)噴嘴壓力恒定于設(shè)定壓力值。由于外卡式傳感器及電動調(diào)節(jié)開關(guān)對水壓力調(diào)節(jié)的精度較高，故本自控儀適用于多種類型對高壓水壓力精度要求較高的高壓水射流清洗機(jī)清洗的場合。
圖1是本實用新型與清洗機(jī)噴頭及高壓水管的布置示意圖，圖2是外卡式壓電傳感器的剖視示意圖，圖3是圖2的A-A斷面圖，圖4是本實用新型電路的方塊示意圖，圖5是本實用新型一個實施例的電路原理圖。
結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)及實施例說明如下結(jié)合
圖1說明清洗機(jī)的工作原理電動機(jī)用套筒聯(lián)軸器驅(qū)動泵的偏心軸3h，使柱塞39往復(fù)運動，當(dāng)柱塞后退時，出水單向閥3e關(guān)閉，腔室形成真空，進(jìn)水單向閥3b打開，水通過進(jìn)水單向閥進(jìn)入缸內(nèi)，當(dāng)柱塞前進(jìn)時，進(jìn)水單向閥關(guān)閉，缸內(nèi)水壓力增加，打開出水單向閥，壓力水進(jìn)入蓄能管路，通過單向閥門3f進(jìn)入高壓膠管內(nèi)，打開噴頭的扳機(jī)，高壓水通過不同形狀的噴頭射出，偏心軸每旋轉(zhuǎn)一周，柱塞完成一次吸排水過程；關(guān)閉噴頭扳機(jī)，泵壓瞬間升高，高壓水推動卸荷閥3c，使閥芯上升，頂開單向閥鋼球3d，高壓水回流進(jìn)入進(jìn)水管路3a，泵內(nèi)水壓瞬間降低，成為低循環(huán)流動。
本實用新型由電路板1，與之呈電連接的外卡式壓電傳感器2及與清洗機(jī)調(diào)壓閥呈螺紋連接的電動調(diào)節(jié)開關(guān)1a構(gòu)成，市售的外卡式壓電傳感器2設(shè)置于噴頭3i附近管路的鋼管2e上，包括銷軸2a，兩個外殼2b經(jīng)螺拴2f、螺母2g，使兩片分別嵌有壓電晶體2d的半圓環(huán)彈性片2c卡緊鋼管2e；電路板1上的電路構(gòu)成如下外卡式傳感器2測得的電量信號a接電荷放大電路3中運算放大器的負(fù)輸入端，輸出端接A/D轉(zhuǎn)換芯片4的13腳，單片機(jī)1P的16、17腳及數(shù)據(jù)存儲器8的23、22腳分別經(jīng)非門后接A/D芯片4的8、9腳，作為啟動轉(zhuǎn)換輸入線c及寫、讀控制線，A/D芯片的12腳接地址鎖存器7的14腳為地址鎖存有效輸入線，A/D芯片的0～7腳接單片機(jī)1P的1～8腳，將電壓數(shù)字信號6輸入到單片機(jī)，控制電路6的輸出端接單片機(jī)的12腳，輸出端經(jīng)非門接單片機(jī)的13腳，信號觸發(fā)開關(guān)d接通和斷開時，分別產(chǎn)生兩組相位相反的電信號d控制單片機(jī)工作的開始和終止，復(fù)位電路5的輸出端經(jīng)非門接單片機(jī)的9腳，按下開關(guān)，單片機(jī)狀態(tài)復(fù)位，時鐘電路9接單片機(jī)的18、19腳，利用外部振蕩信號源產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的工作時鐘信號，單片機(jī)的26腳接A/D芯片的10腳，單片機(jī)的30腳接A/D芯片的11腳輸出e信號完成轉(zhuǎn)換輸出，單片機(jī)的21～25腳接數(shù)據(jù)存儲器的20～16腳是讀寫控制信號m的傳輸線，地址鎖存器的8～15腳接數(shù)據(jù)存儲器的7～0腳，為地址選擇信號1的傳輸線，單片機(jī)的32～39腳分別接數(shù)據(jù)存儲器的8～15腳為數(shù)據(jù)傳輸線k，接地址鎖存器0～7腳傳輸?shù)刂沸盘杊，接D/A轉(zhuǎn)換芯片10的7～0腳傳輸數(shù)據(jù)信號f，單片機(jī)的26～28腳接D/A芯片的10～8腳傳輸j信號，單片機(jī)的17腳及地址鎖存器的15腳傳輸i信號，經(jīng)與門接D/A芯片的11腳，ij信號控制最終數(shù)字電壓信號的有效傳輸，D/A芯片的12腳接緩沖電路11運算放大器的負(fù)輸入端，將輸入的模擬電壓信號n進(jìn)行放大、緩沖，以保持輸出電壓的穩(wěn)定，經(jīng)緩沖電路11輸出的o信號輸入到電動調(diào)節(jié)開關(guān)1a，電動調(diào)節(jié)開關(guān)選用SEJ系列電磁式直流伺服齒輪減速電動機(jī)，根據(jù)機(jī)座型號U2/VU2，轉(zhuǎn)速62r/min，功率123W可在市場購到，該電動機(jī)可將輸入的電壓控制信號快速轉(zhuǎn)換為角位移或角速度輸出，通過螺紋傳動，使卸荷閥3c能向上移動，頂開單向閥鋼球3d，以降低壓力，反之，以增加壓力，故保持了高壓水射流壓力的穩(wěn)定，單片機(jī)20腳接地，40腳接+5V電源，本電路中所用單片機(jī)、各種芯片等均為市售商品。
本實用新型的優(yōu)點是高壓水清洗機(jī)噴嘴壓力恒定于設(shè)定值，而且是一個自動控制過程；穩(wěn)壓精度較高；結(jié)構(gòu)小巧，便于攜帶。
權(quán)利要求1.一種高壓水清洗機(jī)穩(wěn)壓自控儀，其特征是，它是由電路板(1)，與之呈電連接的外卡式壓電傳感器(2)及與清洗機(jī)調(diào)壓閥呈螺紋連接的電動調(diào)節(jié)開關(guān)(1a)構(gòu)成外卡式壓電傳感器設(shè)置于清洗機(jī)噴頭(3i)附近管路的鋼管(2e)上，傳感器(2)包括銷軸(2a)，兩個外殼(2b)經(jīng)螺栓(2f)、螺母(2g)，使兩片分別嵌有壓電晶體(2d)的半圓環(huán)彈性片(2c)卡緊鋼管(2e)；電路板(1)的電路構(gòu)成如下，外卡式傳感器測得的電量信號(a)接電荷放大電路(3)中運算放大器的負(fù)輸入端，其輸出端接(A/D)轉(zhuǎn)換芯片(4)的(13)腳，單片機(jī)(1p)的(16、17)腳及數(shù)據(jù)存儲器(8)的(23、22)腳分別經(jīng)非門后接A/D芯片的(8、9)腳，A/D芯片的(12)腳接地址鎖存器(7)的(14)腳，A/D芯片的(0～7)腳按單片機(jī)(1p)的(1～8)腳，控制電路(6)的輸出端接單片機(jī)的(12)腳，而轉(zhuǎn)出端經(jīng)非門后接單片機(jī)的(13)腳，在控制電路上設(shè)置有信號觸發(fā)開關(guān)(d)，復(fù)位電路(5)的輸出端經(jīng)非門接單片機(jī)的(9)腳，時鐘電路(9)接單片機(jī)的(18、19)腳，單片機(jī)的(26)腳，接A/D芯片的(10)腳，單片機(jī)的30腳接A/D芯片的(11)腳，單片機(jī)的(21～25)腳接數(shù)據(jù)存儲器的(20～16)腳，地址鎖存器的(8～15)腳接數(shù)據(jù)存儲器的(7～0)腳，單片機(jī)的(32～39)腳分別接數(shù)據(jù)存儲器的(8～15)腳，接地址鎖存器的(0～7)腳，接D/A芯片(10)的(7～0)腳，單片機(jī)的(26～28)腳接D/A芯片的(10～8)腳，單片機(jī)的(17)腳及地址鎖存器的(15)腳經(jīng)與門接D/A芯片的(11)腳，D/A芯片的(12)腳接緩沖電路(11)中運算放大器的負(fù)輸入端，緩沖電路的輸出端接電動調(diào)節(jié)開關(guān)(1a)的輸入端，電動調(diào)節(jié)開關(guān)的輸出軸經(jīng)螺栓與卸荷閥(3c)連接，單片機(jī)的(20)腳接地，其(40)腳接+5V電源；電動調(diào)節(jié)開關(guān)(1a)選用市售的SEJ系列電磁式直流伺服齒輪減速電動機(jī)，其機(jī)座型號為U2/VU2，轉(zhuǎn)速為62r/min，功率為123W。
專利摘要一種高壓水清洗機(jī)穩(wěn)壓自控儀，適用于汽車、管道、化工設(shè)備、鍋爐等多種高壓水射流清洗機(jī)。由噴頭附近高壓水管路的鋼管上設(shè)置的外卡式壓電傳感器，在清洗機(jī)調(diào)壓閥上設(shè)置的電動調(diào)節(jié)開關(guān)及其控制電路構(gòu)成，傳感器測得的比例于高壓水射流壓力的電信號經(jīng)放大電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)，地址鎖存器，數(shù)據(jù)存儲器D/A轉(zhuǎn)換電路得到的模擬電壓信號經(jīng)緩沖電路緩沖放大后驅(qū)動電動調(diào)節(jié)開關(guān)調(diào)節(jié)卸荷閥位置以保持壓力恒定，還具有精度高、便攜的優(yōu)點。
文檔編號B08B3/02GK2336884SQ98241579
公開日1999年9月8日 申請日期1998年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月21日
發(fā)明者吳順川, 孫金海, 張衛(wèi)鋼 申請人:北京科技大學(xué)