水表试验装置气动控制系统中的逻辑控制

　　1　水表试验装置简介

　　水表试验装置是用于对新生产的、使用中的和维修后的水表进行有关技术数据检定的设备。该装置按国家标准GB/T 778. 3-2007《封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表第3部分:试验方法和试验设备》的要求设计制造。水表试验装置是采用容积法对水表的示值误差进行检定的,检定流程如图1所示。

　　检定过程的水流向是:压力水源→进水阀→夹表装置→被检水表→流量调节阀→转子流量计→工作量器。工作量器中的水可通过放水阀排出。

　　所谓“容积法”就是将水表所记录的水容积量与经过水表注入工作量器的实际水量比较,并按下式计算水表示值误差:

　　2　问题的提出

　　在气动控制回路设计中,进水阀和夹表装置的工作方式应当具有逻辑控制。就是说:即使在误操作的情况下,①当夹表装置没有工作时(未装夹被检水表时),进水阀不能工作(不能开启进水阀);②当进水阀工作后(进水阀开启后),夹表装置不可以停止工作(要保持夹紧状态)。否则,管道中的压力水将涌冲出来,这就可能出现事故。

　　3　设计方案

　　在设计中选用了“与门型梭阀”(俗称:双压阀)和“或门型梭阀”(俗称:梭阀)2个逻辑元件,该部分的气动回路如图2所示。

　　图2中图形符号及序号表示:

　　(1)二位三通手控阀1,用于进水阀控制;

　　(2)二位三通手控阀2,用于夹表装置控制;

　　(3)与门型梭阀3,用于逻辑控制;

　　(4)二位五通气控阀A4,用于进水阀控制;

　　(5)或门型梭阀5,用于逻辑控制;

　　(6)二位五通气控阀B6,用于夹表装置控制;

　　(7)进水阀气缸7,活塞杆伸出为关闭阀门,活塞杆缩回为开启阀门;

　　(8)夹表装置气缸8,活塞杆伸出为夹表(工作状态),活塞杆缩回为卸表(非工作状态)。

　　(注:图中所使用的二位三通手控阀是非普通阀,可称为“二位三通气控复位式手控阀”。)

　　4　工作原理分析

　　图2中各控制元件和执行元件均为初始状态。进水为关闭状态,进水阀气缸7的活塞杆处于伸出位置;夹表装置为非工作状态,夹表装置气缸8的活塞杆处于缩回位置。正常的操作顺序是:①拉出二位三通手控阀2,夹紧水表;②拉出二位三通手控阀1,开启进水阀;③当水表检定完成后,按下二位三通手控阀1,关闭进水阀;④按下二位三通手控阀2,卸表。

　　1)误操作分析

　　在初始状态时正常操作只能拉出二位三通手控阀2,控制夹表装置的夹紧。如果这里出现误操作,拉出二位三通阀1,则控制气路为: