CN103090934A

CN103090934A - 多活塞阵列式气体流量标准装置

Info

Publication number: CN103090934A
Application number: CN2013100134213A
Authority: CN
Inventors: 徐志鹏; 陈慧云; 程佳; 沈文新; 戴佳音
Original assignee: China Jiliang University; Zhejiang Province Institute of Metrology
Current assignee: China Jiliang University; Zhejiang Province Institute of Metrology
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2013-05-08

Abstract

本发明公开了一种多活塞阵列式气体流量标准装置。包括结构相同的N≧2个活塞系统，其各自出气管路汇成一个总出气管路，总出气管路上依次安装缓冲罐、被检表、手动球阀、三通阀和真空泵。本发明可根据被检表特点和不确定度要求采用多种工作模式：单缸运行模式、多缸同时运行模式和多缸交替运行模式；能有效的扩展被检表流量范围、提高检定流量上限；同时，本发明利用几个小活塞缸实现单个大活塞缸的容积，降低了活塞缸加工难度；本发明具有适用范围广、流量范围大，工作可靠，易于加工等特点，经过简单改造即可用于液体流量的计量。

Description

多活塞阵列式气体流量标准装置

技术领域

本发明涉及一种气体流量标准装置，尤其是涉及适用于多种气体流量计检定的一种多活塞阵列式气体流量标准装置。

背景技术

气体流量标准装置是指能够提供准确气流量值的测量设备，用于对气体流量仪表进行检定和校准，其主要类型有钟罩式、pVTt法、皂膜式、称量法、活塞式和标准表法等。随着新型流量计的出现和流量计精度水平越来越高等现状，人们对气体流量标准装置有了更高的要求。

活塞式气体流量标准装置是属于容积法中基于动态测量原理的一类新兴的气体流量标准装置，由于其具有精度高、流量稳定、工作压力可调和自动控制效率高等优点，最近几十年得到了较快发展。现有的活塞式气体流量标准装置采用单活塞缸的设计，其最大检定流量要受到活塞缸容积限制，且流量范围较窄。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种多活塞阵列式气体流量标准装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明包括结构相同的N≧2个活塞系统，其各自出气管路汇成一个总出气管路，总出气管路上依次安装缓冲罐、被检表、手动球阀、三通阀和真空泵。

所述结构相同的N≧2个活塞系统：均包含电机、顶板、导向板、导向杆、活塞缸、活塞、出气管路、出气阀、进气管路、进气阀、活塞法兰盖、活塞密封件、丝杠、活塞杆、滚动轴承、丝杠螺母、联轴器以及多个压力传感器和多个温度传感器；活塞、活塞缸和下端面的活塞法兰盖共同组成一个密闭工作腔；活塞杆和活塞通过螺纹件联接；电机通过联轴器与丝杠联接；丝杠螺母通过螺纹件固定安装在导向板上；活塞杆套在丝杠外，通过法兰与导向板固定联接；活塞缸上端面与顶板之间沿圆周均匀分布安装四根支撑杆，其中相对的两根支撑杆同时作为导向杆；两根导向杆上各套有一滚动轴承，两个滚动轴承与导向板固定联接；活塞缸下端面的活塞法兰盖上分别开有进气孔和出气孔，进气孔和出气孔口分别联接管路，进气管路和出气管路上分别安装有进气阀和出气阀；活塞外圆周上均匀分布一道环形密封沟槽和两道耐磨环沟槽，分别用以安装活塞密封件和耐磨环；活塞上以活塞中轴线为对称中心两侧各开有螺纹通孔，螺纹通孔的轴线与活塞中轴线平行，两个温度传感器分别通过各自螺纹密封安装在螺纹通孔内；活塞缸靠近下端面的侧壁上开有螺纹通孔，通过螺纹密封安装压力传感器；出气管路侧壁上开有螺纹通孔，通过螺纹密封安装温度传感器。

本发明具有的有益效果：

1.本发明可根据被检表特点采用多种工作模式：单缸运行模式、多缸同时运行模式和多缸交替运行模式。

2.本发明能有效的扩展被检表流量范围、提高检定流量上限。

3.本发明利用几个小活塞缸实现单个大活塞缸的容积，降低了活塞缸加工难度。

4.本发明具有适用范围广、流量范围大，工作可靠，易于加工等特点，经过简单改造即可用于液体流量的计量。

附图说明

图1是本发明的整体示意图。

图2是本发明中单个活塞系统的剖视示意图。

图中：1、被检表，2、手动球阀，3、三通阀，4、真空泵，5、缓冲罐，6、电机，7、顶板，8、导向板，9、导向杆，10、活塞缸，11、活塞，12、压力传感器，13、出气管路，14、出气阀，15、进气管路，16、进气阀，17、活塞法兰盖，18、温度传感器，19、活塞密封件，20、丝杠，21、活塞杆，22、滚动轴承，23、丝杠螺母，24、联轴器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明包括结构相同的N≧2个活塞系统，其各自出气管路汇成一个总出气管路，总出气管路上依次安装缓冲罐5、被检表1、手动球阀2、三通阀3和真空泵4。

如图1、图2所示，N(N≧2)个活塞系统采用并行阵列的方式布置安装，每个活塞系统下方均有各自的出气管路13、出气阀14和进气管路15、进气阀16；出气管路13与活塞缸10同轴。

如图1所示，总出气管路上依次安装缓冲罐5、被检表1、手动球阀2、三通阀3和真空泵4；手动球阀2用以开启和关闭整个气路；检定临界流流量计时，三通阀3接通真空泵4所在管路；检定气体其他流量计时，三通阀3接通周围大气。

如图2所示，所述结构相同的N≧2个活塞系统：均包含电机6、顶板7、导向板8、导向杆9、活塞缸10、活塞11、出气管路13、出气阀14、进气管路15、进气阀16、活塞法兰盖17、活塞密封件19、丝杠20、活塞杆21、滚动轴承22、丝杠螺母23、联轴器24以及多个压力传感器12和多个温度传感器18；活塞11、活塞缸10和下端面的活塞法兰盖17共同组成一个密闭工作腔；活塞杆21和活塞11通过螺纹件联接；电机6通过联轴器24与丝杠20联接；丝杠螺母23通过螺纹件固定安装在导向板8上；活塞杆21套在丝杠20外，通过法兰与导向板8固定联接；活塞缸10上端面与顶板7之间沿圆周均匀分布安装四根支撑杆，其中相对的两根支撑杆同时作为导向杆9；两根导向杆9上各套有一滚动轴承22，两个滚动轴承22与导向板8固定联接；活塞缸10下端面的活塞法兰盖17上分别开有进气孔和出气孔，进气孔和出气孔口分别联接管路，进气管路15和出气管路13上分别安装有进气阀16和出气阀14；活塞11外圆周上均匀分布一道环形密封沟槽和两道耐磨环沟槽，分别用以安装活塞密封件19和耐磨环；活塞11上以活塞中轴线为对称中心两侧各开有螺纹通孔，螺纹通孔的轴线与活塞中轴线平行，两个温度传感器18分别通过各自螺纹密封安装在螺纹通孔内，用以测量活塞缸10内温度；活塞缸10靠近下端面的侧壁上开有开有螺纹通孔，通过螺纹密封安装压力传感器12；出气管路13侧壁上开有螺纹通孔，通过螺纹密封安装温度传感器18。

本发明的工作原理如下：

该多活塞阵列式气体流量标准装置有三种工作模式，分别是：单缸运行模式、多缸同时运行模式和多缸交替运行模式。当被检流量计流量较小时，可采用单缸运行模式；当被检流量计流量较大时，可采用多缸同时运行模式和多缸交替运行模式。多缸同时运行模式是指选取N个活塞系统中的k（1﹤k≦N）个活塞系统同时运行，共同产生标准流量的气体。多缸交替运行模式是指选取N个活塞系统中的2m(1≦m≦N/2)个活塞系统，将其分为数量相等的两组；工作时，两组活塞系统交替运行，连续产生标准流量的气体。本发明有效的扩展了被检表流量范围，同时提高了活塞式流量标准装置检定流量上限，经过简单改造即可用于液体流量的计量。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种多活塞阵列式气体流量标准装置，其特征在于：包括结构相同的N≧2个活塞系统，其各自出气管路汇成一个总出气管路，总出气管路上依次安装缓冲罐（5）、被检表（1）、手动球阀（2）、三通阀（3）和真空泵（4）。

2.根据权利要求1所述的一种多活塞阵列式气体流量标准装置，其特征在于：所述结构相同的N≧2个活塞系统：均包含电机（6）、顶板（7）、导向板（8）、导向杆（9）、活塞缸（10）、活塞（11）、出气管路（13）、出气阀（14）、进气管路（15）、进气阀（16）、活塞法兰盖（17）、活塞密封件（19）、丝杠（20）、活塞杆（21）、滚动轴承（22）、丝杠螺母（23）、联轴器（24）以及多个压力传感器（12）和多个温度传感器（18）；活塞（11）、活塞缸（10）和下端面的活塞法兰盖（17）共同组成一个密闭工作腔；活塞杆（21）和活塞（11）通过螺纹件联接；电机（6）通过联轴器（24）与丝杠（20）联接；丝杠螺母（23）通过螺纹件固定安装在导向板（8）上；活塞杆（21）套在丝杠（20）外，通过法兰与导向板（8）固定联接；活塞缸（10）上端面与顶板（7）之间沿圆周均匀分布安装四根支撑杆，其中相对的两根支撑杆同时作为导向杆（9）；两根导向杆（9）上各套有一滚动轴承（22），两个滚动轴承（22）与导向板（8）固定联接；活塞缸（10）下端面的活塞法兰盖（17）上分别开有进气孔和出气孔，进气孔和出气孔口分别联接管路，进气管路（15）和出气管路（13）上分别安装有进气阀（16）和出气阀（14）；活塞（11）外圆周上均匀分布一道环形密封沟槽和两道耐磨环沟槽，分别用以安装活塞密封件（19）和耐磨环；活塞（11）上以活塞中轴线为对称中心两侧各开有螺纹通孔，螺纹通孔的轴线与活塞中轴线平行，两个温度传感器（18）分别通过各自螺纹密封安装在螺纹通孔内；活塞缸（10）靠近下端面的侧壁上开有螺纹通孔，通过螺纹密封安装压力传感器（12）；出气管路（13）侧壁上开有螺纹通孔，通过螺纹密封安装温度传感器（18）。