一种透湿杯旋紧装置、旋紧仪及旋紧方法

摘要

本发明提供了一种透湿杯旋紧装置、旋紧仪及旋紧方法，所述透湿杯包括容纳件和压紧件，压紧件用于将试样压紧在容纳件上，所述旋紧装置包括：固定座、旋紧件、连接件和驱动机构；固定座上设有与容纳件底部和/或侧部的第一凹槽配合的第一卡榫，旋紧件的一侧与连接件连接，旋紧件远离连接件的一侧设有与压紧件的第二凹槽配合的第二卡榫；固定座上连接有扭矩传感元件，连接件与驱动机构连接，连接件能够在驱动机构的配合下带动旋紧件旋转，进而带动压紧件旋转并压紧到容纳件上；本发明能够以操作者指定的力矩自动夹紧试样，避免因试样夹紧力度不同造成测试误差。

说明书

技术领域

本发明涉及透湿杯技术领域，特别涉及一种透湿杯旋紧装置、旋紧仪及旋紧方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

目前进行薄膜渗透测试时，通常先将裁剪好的薄膜试样(以下简称试样)装入透湿杯，然后用手直接拧紧透湿杯盖或用螺丝刀拧紧杯盖上的螺丝，从而使杯盖与杯体压紧试样，以达到将透湿杯内容物用薄膜进行密封的目的。

发明人发现，由于试样种类繁多，物理性质各不相同，因此对压紧力的要求也不同，例如压紧力过大，会对试样产生过度拉扯；压紧力过小，则无法将试样压紧，每次试验时压紧力的不同会直接导致渗透测试数据不稳定，甚至直接得出错误的测试数据。并且，在更换试样时，需要手动开启透湿杯盖，换完试样之后在拧紧，当进行多杯试验时，这项工作变得繁复，耗费较多人力。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种透湿杯旋紧装置、旋紧仪及旋紧方法，能够以操作者指定的力矩自动夹紧试样，避免因试样夹紧力度不同造成测试误差。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种透湿杯旋紧装置。

一种透湿杯旋紧装置，所述透湿杯包括容纳件和压紧件，压紧件用于将试样压紧在容纳件上，所述旋紧装置包括：固定座、旋紧件、连接件和驱动机构；

固定座上设有与容纳件底部和/或侧部的第一凹槽配合的第一卡榫，旋紧件的一侧与连接件连接，旋紧件远离连接件的一侧设有与压紧件的第二凹槽配合的第二卡榫；

固定座上连接有扭矩传感元件，连接件与驱动机构连接，连接件能够在驱动机构的配合下带动旋紧件旋转，进而带动压紧件旋转并压紧到容纳件上。

进一步的，所述连接件为花键轴，花键轴的一端与旋紧件的一侧连接，花键轴的另一端与手柄连接。

更进一步的，驱动机构包括：平键、电磁离合器、花键套、主动齿轮、从动齿轮和电机，花键套套设且键连接在花键轴外侧，电磁离合器套设在花键套外侧且通过平键与花键套连接；

从动齿轮套设在花键套的外侧，从动齿轮与主动齿轮啮合，且主动齿轮能够在电机的带动下转动，电磁离合器包括电磁铁和离合器本体，从动齿轮连接有摩擦片，摩擦片与离合器本体位置相对。

固定座上开有用于放置容纳件的空间，空间内和/或固定座上部边缘设有第一卡榫。

更进一步的，还包括框架，固定座、电磁铁和电机均固定于框架上，扭矩传感元件设置在固定座与框架的连接位置。

进一步的，第一卡榫和/或第二卡榫为非金属材料。

进一步的，驱动机构为手柄，连接件的一端与旋紧件的一侧连接，连接件的另一端与手柄连接。

本发明第二方面提供了一种透湿杯旋紧方法，利用上述的透湿杯旋紧装置，包括以下过程：

当电磁铁不通电时，操作手柄，使旋紧件向下移动落在压紧件上，转动手柄，使第二卡榫卡入压紧件的第二凹槽中；

当电磁铁通电时，离合器本体吸住摩擦片，将电机的转动通过主动齿轮、从动齿轮传导至旋紧件，从而带动压紧件旋转，实现压紧件与容纳件的旋紧；

当电机反转且电磁铁通电时，离合器本体吸住摩擦片，将电机的转动通过主动齿轮、从动齿轮传导至旋紧件，带动压紧件旋转，实现压紧件与容纳件的开启。

本发明第三方面提供了一种透湿杯旋紧仪，包括：控制终端以及上述的透湿杯旋紧装置，控制终端与驱动机构通信连接。

进一步的，控制终端与电机、电磁铁以及扭矩传感元件通信连接。

进一步的，还包括定量加水装置和照明装置，定量加水装置包含水泵和水泵电机，水泵电机和照明装置均与控制终端通信连接。

本发明第四方面提供了一种透湿杯旋紧方法。

一种透湿杯旋紧方法，利用上述的透湿杯旋紧仪，包括以下过程：

照明装置开启；

将容纳件放到固定座中，旋转容纳件以使容纳件上的第一凹槽与第一卡榫相配合；

通过定量加水装置向容纳件中加入规定液位的蒸馏水并放置试样；

将压紧件安装至容纳件，使试样夹在容纳件与压紧件之间；

当电磁铁不通电时，操作手柄，使旋紧件向下移动落在压紧件上，转动手柄，使第二卡榫卡入压紧件的第二凹槽中；

当电磁铁通电时，离合器本体吸住摩擦片，将电机的转动通过主动齿轮、从动齿轮传导至旋紧件，从而带动压紧件旋转，实现压紧件与容纳件的旋紧；

当电机反转且电磁铁通电时，离合器本体吸住摩擦片，将电机的转动通过主动齿轮、从动齿轮传导至旋紧件，带动压紧件旋转，实现压紧件与容纳件的开启。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所述的透湿杯旋紧装置、旋紧仪及旋紧方法，透湿杯夹紧试样的过程，由人工操作改为自动控制操作，减轻了人工操作强度，提高了工作效率。

2、本发明所述的透湿杯旋紧装置、旋紧仪及旋紧方法，通过设置扭矩传感元件，确保了透湿杯对薄膜试样夹紧力的一致性，使试验结果更加精确。

3、本发明所述的透湿杯旋紧装置、旋紧仪及旋紧方法，通过手柄的设计，可以自由调整透湿杯旋紧盘旋转的角度，使第二卡榫正好卡入透湿杯压环上的第二凹槽中。

4、本发明所述的透湿杯旋紧装置、旋紧仪及旋紧方法，水泵和水泵电机的设计，可以定量加入规定液位的水，避免人工操作导致液位的差异性，增加试验结果的准确性。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1提供的一种透湿杯旋紧装置结构示意图。

图2为本发明实施例1提供的一种透湿杯旋紧装置下压手柄示意图。

图3为本发明实施例2提供的一种透湿杯旋紧仪示意图。

1、扭矩传感元件；2、透湿杯固定盘；3、透湿杯体；4、第一卡榫；5、透湿杯压环；6、第二卡榫；7、透湿杯旋紧盘；8、花键轴；9、电磁铁；10、平键；11、离合器本体；12、摩擦片；13、从动齿轮；14、花键套；15、手柄；16、主动齿轮；17、电机；18、框架；

100、透湿杯旋紧装置；200、水泵；300、水泵电机；400、照明装置；500、电气线路；600、控制终端。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

如图1和图2所示，本发明实施例1提供了一种透湿杯旋紧装置，所述透湿杯包括容纳件和压紧件，压紧件用于将试样压紧在容纳件上，所述旋紧装置包括：固定座、旋紧件、连接件和驱动机构；

固定座上设有与容纳件底部和/或侧部的第一凹槽配合的第一卡榫4，旋紧件的一侧与连接件连接，旋紧件远离连接件的一侧设有与压紧件的第二凹槽配合的第二卡榫6；

固定座上连接有扭矩传感元件1，连接件与驱动机构连接，连接件能够在驱动机构的配合下带动旋紧件旋转，进而带动压紧件旋转并压紧到容纳件上。

本实施例中，容纳件为透湿杯体3，压紧件为透湿杯压环5，固定座为透湿杯固定盘2，旋紧件为透湿杯旋紧盘7，连接件为花键轴8，花键轴8的一端与透湿杯旋紧盘7的一侧连接，花键轴8的另一端与手柄15连接。

本实施例中，驱动机构包括：平键10、电磁离合器、花键套14、主动齿轮16、从动齿轮13和电机17，花键套14套设且键连接在花键轴8外侧，电磁离合器套设在花键套外侧且通过平键10与花键套14连接；

从动齿轮13套设在花键套14的外侧，从动齿轮13与主动齿轮16啮合，且主动齿轮16能够在电机17的带动下转动，电磁离合器包括电磁铁9和离合器本体11，从动齿轮13连接有摩擦片12，摩擦片12与离合器本体11位置相对。

可以理解的，在其他一些实施方式中，也可以设置其他电机机构，只要能够通过电机带动连接件的转动即可，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。

透湿杯固定盘2上开有用于放置透湿杯体3的空间，空间内和/或透湿杯固定盘2上部边缘设有第一卡榫4。

还包括框架18，透湿杯固定盘2、电磁铁和电机均固定于框架上，扭矩传感元件设置在固定座与框架的连接位置。

本实施例中，第一卡榫4和/或第二卡榫6为非金属材料。

第一卡榫4和第二卡榫6优选的采用橡胶材质，可以理解的，在其他一些实施方式中，第一卡榫4和第二卡榫6也可以采用塑料等其他非金属材料，只要能实现与透湿杯体或透湿杯压环上的凹槽配合旋紧即可；本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。

优选的，第一卡榫4和第二卡榫6数量均为三个，相邻卡榫之间呈120度角对称设置，可以理解的，在其他一些实施方式中，卡榫数量可以为其他数量，只要能实现与透湿杯体或透湿杯压环上的凹槽配合旋紧即可；本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。

在本实施例中，扭矩传感元件1、透湿杯固定盘2、电磁铁9、电机17固定于框架18之上不可移动。透湿杯旋紧盘7、花键轴8、平键10、离合器本体11、花键套14与手柄15一同转动。其中透湿杯旋紧盘7、花键轴8与手柄15可一同上下移动。主动齿轮16在电机17的驱动下可带动从动齿轮13与摩擦片12一同转动。

可以理解的，在其他一些实施方式中，以手柄直接作为驱动机构，连接件的一端与透湿杯旋紧盘的一侧连接，连接件的另一端与手柄连接，通过手柄带动连接件的转动，进而带动透湿杯旋紧盘的转动。

具体工作流程如下：

操作时，先将透湿杯体3放到透湿杯固定盘2中，旋转以使透湿杯体3上的第一凹槽与第一卡榫4相配合；然后向透湿杯体3中加入规定液位的蒸馏水并放置试样；再将透湿杯压环5安装至透湿杯体3，使试样夹在透湿杯体3与透湿杯压环5之间。

电磁铁9不通电时，下压手柄15，使花键轴在花键套中带着透湿杯旋紧盘向下移动落在透湿杯压环上，转动手柄15，使第二卡榫卡入透湿杯压环上的第二凹槽中。

电磁铁9通电，使离合器本体11吸住摩擦片12，此时即可将电机17的转动依次通过主动齿轮16、从动齿轮13、摩擦片12、离合器本体11、平键10、花键套14与花键轴8传导至透湿杯旋紧盘7，从而带动透湿杯压环5旋转，实现透湿杯压环5和透湿杯体3的旋紧。

由于透湿杯压环5上的第二凹槽的位置存在不确定性，通过人工转动手柄15使第二卡榫6对准并卡入透湿杯压环5上的第二凹槽。电磁铁9与离合器本体11的配合使用能够使从动齿轮13以花键套14为轴空转或共转。即在电磁铁9不通电时可手动操作手柄15使透湿杯旋紧盘7转至任意位置；当电磁铁9通电时只能由电机17提供动力使透湿杯旋紧盘7旋转。

在旋紧过程中，扭矩传感元件1实时检测扭矩值，当扭矩传感元件1检测到扭矩值达到指定要求时，迅速切断电磁铁9的电源，停止电机17与透湿杯旋紧盘7之间的传动。

实施例2：

如图3所示，本发明实施例2提供了一种透湿杯旋紧仪，包括控制终端600、实施例1所述的透湿杯旋紧装置100、透湿杯定量加水装置以及照明装置400，控制终端600通过电气线路500与电磁铁9、照明装置400、水泵电机300、扭矩传感元件1及电机17相连。

控制终端600通过控制电磁铁9的通电与断电，可以实现从动齿轮13空转或共转，从而实现透湿杯压环5和透湿杯体3的旋紧；

通过控制照明装置400的通电与断电，可以实现打开或关闭光源，从而让操作者观察到旋紧仪内部工作情况；通过控制水泵电机300旋转一定圈数，使水泵200泵出一定体积的水至透湿杯体3中，由于透湿杯体积固定，可以实现往透湿杯体3中加入固定液位的水；

通过接收扭矩传感元件1的数据，可以得知透湿杯旋紧或开启时的实际扭矩值，当达到指定要求时，可以控制电磁铁9断电，停止电机17与透湿杯旋紧盘7之间的传动；通过控制电机17正转或反转，实现透湿杯旋紧装置100旋紧或开启。

具体的工作方法为：

首先照明装置开启；

将透湿杯体放到透湿杯固定盘中，旋转以使透湿杯体上的第一凹槽与第一卡榫相配合；

向透湿杯体中加入规定液位的蒸馏水并放置试样；

将透湿杯压环安装至透湿杯体，使试样夹在透湿杯体与透湿杯压环之间；

电磁铁9不通电时，下压手柄15，使花键轴在花键套中带着透湿杯旋紧盘向下移动落在透湿杯压环上，转动手柄15，使第二卡榫卡入透湿杯压环上的第二凹槽中。

当电磁铁9通电时，离合器本体11吸住摩擦片12，此时即可将电机17的转动通过主动齿轮16、从动齿轮13传导至透湿杯旋紧盘7，从而带动透湿杯压环5旋转，实现透湿杯压环5和透湿杯体3的旋紧。

当电机17反转且电磁铁9通电时，离合器本体11吸住摩擦片12，此时即可将电机17的转动通过主动齿轮16、从动齿轮13传导至透湿杯旋紧盘7，从而带动透湿杯压环5旋转，实现透湿杯压环5和透湿杯体3的开启。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。