CN101832812B

CN101832812B - 一种质量比较仪真空罩起吊装置及其应用

Info

Publication number: CN101832812B
Application number: CN2010101443795A
Authority: CN
Inventors: 王健; 钟瑞麟; 丁京鞍; 姚弘; 蔡常青; 张跃; 王肖磊; 李涛; 过立雄
Original assignee: National Institute of Metrology
Current assignee: National Institute of Metrology
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2030-04-12
Also published as: CN101832812A

Abstract

本发明为一种质量比较仪真空罩起吊装置包括框架、真空罩、质量比较仪、实验台、滑轮、钢丝绳、手动棘轮和导向杆。真空罩由上下两部分构成，真空罩上部的顶端制有吊环，质量比较仪固定在真空罩下部，真空罩的上、下两部分均有法兰边缘，法兰边缘还分别有用于安装环境参数测量装置的内螺纹孔，内螺纹孔垂直相对。装置还包括手动棘轮和导向杆，钢丝绳一端绕过手动棘轮装置后吊有配重块。该装置可用于E₁等级及以上1公斤砝码质量测量实验中的质量比较仪真空罩上部的起吊，占用空间小，抬起和下落的速度、方向可调，可保证真空罩上部垂直运动，不会损坏真空罩内的高精度质量比较仪，也不会对真空罩造成损伤。

Description

一种质量比较仪真空罩起吊装置及其应用

技术领域

本发明属于计量领域，尤其涉及一种高准确度砝码质量测量实验中用到的质量比较仪真空罩的起吊装置，特别是E₁等级及以上1kg砝码质量测量实验中用到的质量比较仪真空罩的起吊装置。

背景技术

在高准确度砝码质量测量实验中，特别是E₁等级及以上1kg砝码质量测量实验中需要用到最大称量范围为1kg、分辨率至少达到0.1μg的质量比较仪进行质量测量。该实验需要在真空环境下进行，通常会采用真空罩来实现真空环境。采用的真空罩为圆柱形腔体，直径超过600mm，高度约为800mm，由不锈钢制成，壁厚接近10mm，由上下两部分构成，质量比较仪固定在真空罩下部。实验时，将砝码放入质量比较仪的称量工位上，将真空罩的上下部闭合，利用真空泵将真空腔体抽至真空状态，然后进行质量测量实验。因此，成功完成一次质量测量实验，至少需要将真空罩的上部起吊两次，起吊高度至少为750mm。真空罩上部由不锈钢制成，重量超过100kg，不能人工手动抬起，需要配备专用的起吊装置。国外的真空罩起吊采用了龙门起吊装置，需要定制专用的小型起吊装置，且需要安置在大空间中，不但设备昂贵且对实验的空间要求高，不适应国内质量测量实验的需求。而国内的真空罩起吊通常采用配重加上手动操作的方式，即在滑轮吊绳一侧加有重量相当的配重，需要起吊时，人工抬起真空罩上部，实现起吊。由于真空罩本身为偏心结构，采用配重加上人工操作的方式可控性差，起吊方向和起吊速度难以把握，速度不均匀或者起吊方向不垂直，均可能造成真空罩上部偏移，一旦触及真空罩内的高精度质量比较仪，会造成质量比较仪损坏甚至报废，经济损失非常大。且下落的时候，由于人工手动操作，速度和方向难以把握，不能精确下落到与真空罩下部匹配的位置，且可能会对真空罩下部造成冲击，损坏真空罩设备。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的技术问题，针对技术现状，本发明提出一种高准确度质量比较仪真空罩起吊装置，本发明其结构紧凑、占用空间小，抬起和下落的速度、方向可调，可保证真空罩上部垂直运动，不会损坏真空罩内的高精度质量比较仪，也不会对真空罩造成损伤。

本发明采用的技术方案如下，

一种质量比较仪真空罩起吊装置，包括真空罩、质量比较仪、实验台；所述真空罩包括上下两部分，所述质量比较仪固定在真空罩下部内；所述真空罩固定在所述实验台上，

起吊装置还包括外部框架和一组起吊部件；所述起吊部件包括滑轮组，钢丝绳和动力上提单元；所述真空罩设置在所述外部框架内；所述起吊部件中的滑轮组固定安装在所述外部框架上，其中一个滑轮设置在所述真空罩上部顶端的正上方的外部框架上，所述钢丝绳一端与所述真空罩上部顶端连接，另一端通过滑轮组与所述动力上提单元连接；所述动力上提单元通过滑轮组和钢丝绳完成对所述真空罩上部上提的过程。

为了完成真空罩上体，所述动力上提单元包括手动棘轮结构，其包括手柄和棘轮；所述手动棘轮结构中还包括配重块篮，且在所述配重块篮中放置相应的重物；所述配重块篮通过钢丝绳绕在所述手动棘轮上。通过手摇调节上升、下落速度，使真空罩上部的抬起、下落速度平稳、可调，增加了操作的可靠性，避免了下落冲击。其中动力上提单元还可以采取电动装置，如电机，完成真空罩上提工作。

在所述真空罩上部顶端上设置有吊环，所述钢丝绳一端固定在吊环内；

为了将真空罩上下两部分密封，所述真空罩上、下两部分壁上均有法兰边缘，真空罩上部的上法兰边缘包容真空罩下部的下法兰边缘，所述两个法兰采用法兰密封扣合连接；

在所述上、下法兰内部设置有内螺纹孔组，且沿着法兰边缘圆周均布，上下法兰的内螺纹孔位置垂直对应.

为了实现发明目的中所述的保证真空罩上部垂直运动，不会损坏真空罩内的高精度质量比较仪，也不会对真空罩造成损伤.所述起吊装置还包括一组导向部件，所述导向部件包括至少2根导向杆；所述导向杆设置在所述真空罩外，用于控制真空罩上部垂直上提。

本发明一种实施例采用，所述导向杆设置在所述内螺纹孔组中，用于控制真空罩上部垂直上提；所述导向杆的螺纹端从扣合的真空罩上部的法兰边缘的螺纹孔向下旋入，直至所述导向杆螺纹端的端面与真空罩下部法兰边缘的下表面平齐。

在具体的实施中，所述导向部件包括3根导向杆，沿法兰圆周均匀分布设置在所述上、下法兰的一组内螺纹孔中；每根导向杆一端有外螺纹，螺纹长度与真空罩下部法兰边缘的厚度相同，外螺纹规格为M8，导向杆无螺纹部分的直径为5mm～7mm；

为了测量真空罩内的环境参数，所述起吊装置还包括环境参数测量装置，其中环境参数测量装置是由温度、湿度、压力、CO₂传感器集成，监测环境参数的变化，所述环境参数测量装置固定在其余所述内螺纹孔中，用于测量所述真空罩内的环境参数。环境参数测量装置的传感器部分是通过内螺纹孔放到真空罩内，它的仪表部分在真空罩外。

所述外部框架采用铝合金材料，且在所述外部框架的支撑腿下端设置调节高度螺栓。框架采用铝合金材料，在满足强度要求的情况下，框架比较轻便，且没有磁性干扰，不会影响砝码的质量测量结果。框架的四条支撑腿下端为调节螺栓，可以调节框架的高度和水平度。

本发明所研发的真空罩起吊装置应用在E₁等级及以上1kg砝码质量测量实验中。

本发明采用手动棘轮结构，可控制抬起和下落的速度、方向可调，可保证真空罩上部垂直运动，不会损坏真空罩内的高精度质量比较仪.同时，结构紧凑、占用空间小.真空罩上、下部的法兰边缘有几组圆周均布内螺纹孔，可以根据实验的具体需求选择其中一组安装环境参数测量装置，本发明巧妙的利用了闲置的其他的内螺纹孔，采用至少两根一端有螺纹的导向杆，将导向杆装在真空罩上、下部的内螺纹孔内，可引导真空罩上部的抬起和下落方向，使移动方向保持垂直，不会出现触及质量比较仪的现象。本发明穿过滑轮的钢丝绳一端绕过手动棘轮装置后吊有配重块，手动棘轮不但增加了配重起吊设备安全稳定性，且通过手摇调节上升、下落速度，使真空罩上部的抬地、下落速度平稳、可调，增加了操作的可靠性，避免了下落冲击。

附图说明

图1为本发明起吊装置在真空罩上、下部扣合状态下的结构示意图；

图2为本发明起吊装置在真空罩上部吊起状态下的结构示意图；

图3本发明的真空罩上部法兰边缘截面图

图4本发明的手动棘轮放大图

上述各幅附图将结合下面的具体实施方式加以说明

具体实施方式

从图1-图4，在具体的实施中，采用铝合金材料构建一个立体框架结构1，其规格为2.0m*1.5m*2.8m，框架的四条支撑腿2下端为调节螺栓3，可以调节框架1的高度和水平度。框架上部的短边中心连接固定一个与长边等长的长杆4，长杆4中心固定一个第1滑轮5，与长杆4平行的一侧短边的中心地方固定第2滑轮6)。两个滑轮上穿有钢丝绳7，钢丝绳7绕过手动棘轮8的棘轮槽，可以绕3-4圈，绳下端吊有一个长方体不锈钢配重块篮10，配重块篮10中可放置相应质量的配重块。钢丝绳另一端下方系有吊钩11。

框架下面有实验台，实验台上面放置真空罩。真空罩为圆柱形腔体，直径超过600mm，高度约为800mm，由不锈钢制成，壁厚接近10mm，由上、下两部分12、13构成，真空罩上部12高度约为600mm。质量比较仪19固定在真空罩下部13的内部，高度超出真空罩下部13。真空罩的上、下两部分均有法兰边缘15、16，上法兰边缘15包容下法拉边缘16，采用法兰密封扣合。真空罩的上、下两部分12，13还分别有用于安装环境参数测量装置的内螺纹孔17。上、下两部分的内螺纹孔均为4组，且沿着法兰边缘圆周均布，上下部分的内螺纹孔位置垂直对应，每组2个。内螺纹孔径相同，螺纹规格为M8。采用3根不锈钢导向杆18，导向杆18长800mm。导向杆18一端有外螺纹，螺纹长度与真空罩下部13法兰边缘的厚度相同，外螺纹规格为M8。导向杆18无螺纹部分的直径为6mm。将环境参数测量装置装入一组内螺纹孔17内。将3根导向杆18分别装在另外3组内螺纹孔。具体的安装方法是，每组内螺纹孔中任选一个，共选择3个方向的3个内螺纹孔，将导向杆18的螺纹端从扣合的真空罩上部的法兰边缘的螺纹孔相下旋入，直至导向杆螺纹端的端面与真空罩下部法兰边缘的下表面平齐。

真空罩上部的顶端制有吊环14，钢丝绳7一端的吊钩11穿过吊环14。手工摇动手动棘轮的手柄9，通过手动棘轮、钢丝绳7和滑轮的作用缓缓吊起真空罩上部。真空罩上部12在3根导向杆18的引导下垂直上行，最高可抬起750mm。将砝码放入质量比较仪的称量工位上，手工摇动手动棘轮的手柄9，缓缓放下真空罩上部12，真空罩上部12在3根导向杆18的引导下垂直下行，直至与真空罩下部13扣合。

法兰密封真空罩的上、下两部分，利用真空泵将真空罩内的真空腔体抽成真空，进行砝码质量测量操作。质量测量实验完成后，再重复以上的方法将真空罩的上部吊起，将砝码取出。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是一个具体的实施例，而并不具有限制性的意义。

Claims

1.一种质量比较仪真空罩起吊装置，包括真空罩、质量比较仪、实验台；所述真空罩包括上下两部分，所述质量比较仪固定在真空罩下部内；所述真空罩固定在所述实验台上，

其特征在于，还包括外部框架和一组起吊部件；所述起吊部件包括滑轮组，钢丝绳和动力上提单元；所述真空罩设置在所述外部框架内；所述起吊部件中的滑轮组固定安装在所述外部框架上，其中一个滑轮设置在所述真空罩上部顶端的正上方的外部框架上，所述钢丝绳一端与所述真空罩上部顶端连接，另一端通过滑轮组与所述动力上提单元连接；所述动力上提单元通过滑轮组和钢丝绳完成对所述真空罩上部上提的过程；

所述动力上提单元包括手动棘轮结构，该结构包括手柄和棘轮；

在所述真空罩上部顶端上设置有吊环，所述钢丝绳一端固定在吊环内，另一端通过滑轮组与所述动力上提单元包括手动棘轮结构连接；

所述真空罩上、下两部分壁上均有法兰边缘，真空罩上部的上法兰边缘包容真空罩下部的下法兰边缘，所述两个法兰边缘采用法兰密封扣合连接；

在所述上、下法兰边缘内部设置有内螺纹孔组，且沿着法兰边缘圆周均布，上下法兰边缘的内螺纹孔位置垂直对应；

所述起吊装置还包括一组导向部件，所述导向部件包括至少2根导向杆；所述导向杆设置在所述真空罩的上、下法兰边缘的部分内螺纹孔中，用于控制真空罩上部垂直上提；

每根导向杆一端有外螺纹，螺纹长度与真空罩下部法兰边缘的厚度相同，外螺纹规格为M8，导向杆无螺纹部分的直径为5mm～7mm；

所述导向杆的螺纹端从扣合的真空罩上部的法兰边缘的内螺纹孔向下旋入，直至所述导向杆螺纹端的端面与真空罩下部法兰边缘的下表面平齐。

2.根据权利要求1所述的一种质量比较仪真空罩起吊装置，其特征在于，

所述导向部件包括3根导向杆，沿法兰边缘圆周均匀分布设置在所述上、下法兰边缘的部分内螺纹孔中。

3.根据权利要求1或2中所述的一种质量比较仪真空罩起吊装置，其特征在于，

所述起吊装置还包括环境参数测量装置，所述环境参数测量装置固定在除安装导向杆的内螺纹孔外的其余内螺纹孔中，用于测量所述真空罩内的环境参数。

4.根据权利要求1中所述的一种质量比较仪真空罩起吊装置，其特征在于，

所述手动棘轮结构中还包括配重块篮，且在所述配重块篮中放置相应的重物；所述配重块篮通过钢丝绳绕在所述手动棘轮结构上。

5.根据权利要求1-4之一中所述的一种质量比较仪真空罩起吊装置，其特征在于，

所述外部框架采用铝合金材料，且在所述外部框架的支撑腿下端设置调节高度螺栓。

6.如权利要求1-5之一所述的真空罩起吊装置在E1等级及以上1kg砝码质量测量实验中的应用。