一种带自锁装置的夹表器技术领域
本发明涉及水表出厂检测领域，尤其涉及水表检测装置的夹表器。
技术背景
目前市场上水表校验台夹表器都没有自锁功能，基本都是通过三位四通手转阀来直接控
制执行器，在实际使用过程中会有以下几个问题：
1、检测装置正常工作中，操作人员无意识的触碰到三位四通阀的开关阀杆，会出现管道
内高压水外喷，给操作人员或设备造成损伤，工作场地大量积水影响正常的生产工作，如果
管道内被测介质为高温水时，对人身的伤害会更大。
2、工作中由于操作人员经验不足，或者忘记开启夹表器，就开始操作设备也会造成装置
喷水问题，所以直接采用手转三位四通阀来控制执行器的安全隐患大，对操作人员的要求更
高。
3、普通的夹表器都采用内推式的气缸执行器，图4是一种内推式的夹表器，液体和气体
主要通过密封圈1进行密封隔离。但是，外部套管2和活塞3之间长期的摩擦，会造成密封
圈1的磨损，气压在0.6Mpa的情况下，气体通过密封圈向液体管道4挤压造成安全隐患。因
此，需要对夹表器进行定期检查。
发明内容
本发明解决的技术问题是提高水表检测装置的夹表器的安全性能。
一种带自锁装置的夹表器，其包括控制结构和夹表器主体，所述控制结构包括主进水阀、
主进气管、换向阀和供电模块，所述夹表器主体包括进水管、安装于进水管外部的套管和连
接进水管的气缸，所述换向阀连接气缸，所述换向阀包括连接主进气管的进气口，与大气导
通的出气口、连接气缸的工作口和阀杆，所述阀杆控制换向阀的转换，阀杆包括两个控制位，
分别为夹表控制位和退表控制位，其特征在于，所述工作口包括A口和B口，所述A口连接
气缸的后腔体，所述B口连接气缸的前腔体，所述A口和气缸的后腔体之间并联有开关一；
所述B口和所述气缸的前腔体之间串联有开关二，所述出气口连接有开关三；
所述开关一的另一端连接主进气管，所述主进气管还连接有开关四，所述进气口、开关
一、开关四为并联，所述开关四连接主进水切断阀，所述开关一、开关二和开关三分别连接
供电模块。
作为优选，所述控制结构还包括延时开关，所述延时开关包括开延时开关和关延时开关，
所述供电模块包括电源和主开关，所述主开关连接开关一、开关二和开关三，所述开延时开
关和关延时开关连接电源，所述开延时开关连接开关四，所述关延时开关连接主开关。
作为优选，所述气缸为外置双气缸，安装在进水管和套管外部左右两侧，且所述外置双
气缸的活塞连接进水管。
作为优选，所述开关一、开关二和开关三为两位两通电磁阀，所述主开关为继电器，所
述继电器控制两位两通电磁阀，所述开关四为两位五通电磁阀，其控制主进水阀。
作为优选，所述套管为密封导管，密封导管前端的内圆周设有密封圈，进水管通过所述
密封圈部分连接于密封导管内。
作为优选，主进气管前端安装有压力开关，所述压力开关包括气压传感器和电磁阀。
一种带自锁装置的夹表器的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：
校验开始的控制流程如下：
(1)换向阀的阀杆转到夹表控制位；
(2)接通电源；
(3)接通电源后，主开关闭合，开延时开关开始计时；
(4)主开关闭合后控制开关二和开关三闭合，开关一开启；
(5)开延时开关计时结束后控制开关四开启；
(6)开关四开启后控制主进水阀开启。
校验结束后的控制流程如下：
(1)断开电源；
(2)断开电源后，开延时开关复位，关延时开关开始计时；
(3)开延时开关复位后控制开关四复位，开关四复位后控制主进水阀关闭；
(4)关延时开关计时结束，关延时开关控制主开关复位；
(5)主开关复位后控制开关二和开关三开启，开关一闭合；
(6)换向阀的阀杆转到退表控制位。
本发明的有益效果为：
1、进水前通过两位两通电磁阀进行自锁控制，防止因操作员对换向阀的不当控制造成的
气缸活塞回缩；检测过程中，通过开关一的通路对气缸进行持续加压，保持夹表的稳定性，
防止气压不足造成的液体泄漏或者液体喷溅；检测完成后进行拆卸时，先关闭主进水阀，再
通过关延迟开关进行延时后操作换向阀，防止在主进水阀未关闭时操作而导致的喷水现象。
2、采用外置双气缸，解决了内推式的气缸执行器的内部漏气问题，减小校验过程中的不
确定因素，提高安全性。
3、采用外置双气缸，气缸外推的长度无限制，可以更好的达到不同情况的夹表要求。
4、夹表器控制自动化加强，减少人为控制，安全性增加的同时减少了劳动力。
附图说明
图1为内推式夹表器的结构示意图；
图2为实施例1的结构示意图；
图3为实施例2的结构示意图；
图4为夹表器主体的组装图。
具体实施例
实施例1：
一种带自锁装置的夹表器，其包括控制结构和夹表器主体，所述控制结构包括主进水阀
5、主进气管6、换向阀和供电模块。夹表器主体包括进水管7、安装于进水管外部的套管8
和连接进水管的气缸，套管前端内部设有两个O型密封圈，进水管的一部分伸入套管内，通
过O型密封圈与套管密封连接。
该气缸为外置双气缸9，分别位于进水管和套管外部的左右两侧，外置双气缸的两个活
塞10通过一根横向推板11连接，并固定在进水管外部。
夹表器主体外部设有夹表器外壳12、外壳挡板13和外壳底板14，夹表器主体固定在外
壳底板上，进水管伸出外壳挡板，套管尾部为进水接入口15。其中，外置双气缸通过后支架
16和前支架固定17。
换向阀为三通四位阀18，其连接外置双气缸。三位四通阀包括四个外接孔、阀芯、阀腔
体和密封圈，四个外接孔为连接主进气管的进气口，与大气导通的出气口、连接外置双气缸
的工作口和阀杆19。阀杆控制换向阀的转换，有三个停留位置：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。三位四通阀各
个进出口字母标示为R口、A口、B口和IN口，阀杆Ⅰ位置时R-A相通、B-IN相通，阀杆
Ⅰ位置为夹表控制位；阀杆Ⅱ位置时R-B相通、A-IN相通，阀杆Ⅱ位置为退表控制位；阀杆
Ⅲ位置时各进出口均不通。
其中A口连接外置双气缸的后腔体20，B口连接外置双气缸的前腔体21。阀杆在Ⅰ位置
时，压缩空气通过A口进入外置双气缸后腔体20，推动外置双气缸活塞和工作杆前行。由于
外置双气缸前腔体21和B口连接，B口和IN口相通，此时，气缸前腔体和大气相通。阀杆
在Ⅱ位置时供气方式为压缩空气从B口至外置双气缸前腔体，A口和IN相通，外置双气缸
活塞后退。夹表器导管在气缸的作用下实现了伸缩功能，即活塞伸出时夹紧水表，缩回时拆
卸水表。
A口和外置双气缸的后腔体之间并联有两位两通电磁阀C1；B口和气缸的前腔体之间串
联有两位两通电磁阀C2，出气口IN口连接有两位两通电磁阀C3。
两位两通电磁阀C1的另一端连接主进气管，主进气管还连接有一个两位五通电磁阀。
进气口、两位两通电磁阀C1、两位五通电磁阀22为并联，两位五通电磁阀控制主进水阀。
上述连接均通过通气导管连接，其中，在两位两通电磁阀C1打开的时候，主进气管可
以通过两位两通电磁阀C1所在通路将气压送入外置双气缸。其中，两位两通电磁阀C为常
闭开关，两位两通电磁阀C2和两位两通电磁阀C3为常开开关。
本实施例中三通四位阀为手动三通四位阀，在其它实施例中也可以改用气动或者电动，
通过控制系统可以自动控制夹表器的运行，具体控制流程如下：
进行校验：
1、将阀杆转换到阀杆Ⅰ位置，此时，R-A导通，B-IN导通，气体进入外置双气缸后腔
体，外置双气缸的活塞伸出，夹紧水表；
2、系统控制接通电源；
3、接通电源后，两位两通电磁阀C1开启，气体可以从两位两通电磁阀C1处进入外置
双气缸的后腔体。此时，即使阀杆位置不小心移动到位置Ⅲ后仍然会有气体输入后腔体，同
时可以提高稳定性，使水表不易松动；
接通电源后，两位两通电磁阀C2和两位两通电磁阀C3闭合，外置双气缸的前腔体进气
口被锁住，即使阀杆位置不小心移动到阀杆位置Ⅱ，外置双气缸的前腔体不会进气。
4、两位五通电磁阀得电开启，气体进入主进水阀，主进水阀开启，进水管进水。
校验完成后：
1、系统控制断开电源；
2、断开电源后，两位五通电磁阀失电复位，主进水阀关闭进水管；
3、断开电源后，两位两通电磁阀C1关闭；两位两通电磁阀C2和两位两通电磁阀C3开
启；
4、将发干转换到Ⅱ位置，此时，B-R导通，A-IN导通，外置双气缸的活塞回缩复位。
实施例2：
在实施例1中的结构中加入两个延时控制开关，分别为开延时开关和关延时开关；
供电模块包括电源23和继电器24，两位两通电磁阀C1、两位两通电磁阀C2和两位两
通电磁阀C3均由继电器控制。开延时开关25和关延时开关26连接电源，开延时开关25连
接两位五通电磁阀22，即两位五通电磁阀22通过开延时开关25连接电源23。关延时开关连
接继电器24，继电器24连接电源。
加入两个延时控制开关的夹表器的控制方法包括如下步骤：
校验开始：
1、将阀杆转换到阀杆Ⅰ位置，R-A导通，B-IN导通，气体进入外置双气缸后腔体；
2、接通电源，继电器得电闭合，同时开延时开关开始计时；
3、继电器控制两位两通电磁阀C1开启，气体可以从两位两通电磁阀C1处进入外置双
气缸的后腔体。此时，即使阀杆位置不小心移动到位置Ⅲ后仍然会有气体输入后腔体；
两位两通电磁阀C2和两位两通电磁阀C3闭合，外置双气缸的前腔体进气口被锁住，即
使阀杆位置不小心移动到阀杆位置Ⅱ，外置双气缸的前腔体不会进气；
5、开延时开关计时结束，两位五通电磁阀得电开启，气体进入主进水阀，主进水阀开启
进水管进水。
校验结束：
(1)系统控制电源断电；
(2)电源断电后，开延时开关复位，关延时开关开始计时；
(3)开延时开关复位后，控制两位五通电磁阀复位，主进水管关闭；
(4)关延时开关计时结束，继电器复位；
(5)继电器复位后，两位两通电磁阀C2和两位两通电磁阀C3开启，两位两通电磁阀
C1闭合，自锁解除；
(6)换向阀的阀杆转到Ⅱ位置，此时，B-R导通，A-IN导通，外置双气缸的活塞回缩
复位。
在实施例1和实施例2中，主进气管前端安装有压力开关27，该压力开关27包括压力
传感器和与压力传感器连接的电磁阀，当传感器检测到压力超过范围时，电磁阀将关闭主进
气口。
在上述实施例1和实施例2的基础上还可以增加其他控制开关和部件来增加夹表器的性
能，除了在主进气管前安装压力开关外，还可以在进水管前加入水压开关。
本文所阐述到的控制流程均可以通过PLC控制程序进行自动控制，通过上述实施例1和
实施例2的流程编写PLC控制程序，可以进一步实现夹表器的自动化控制。
以上所述仅为本发明实施的具体实例，并不可以用该实例限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。