CN103278219B - 用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸，采用耐磨环支承的双柱塞结构，通过调整连接螺栓的位置，使计量时大小柱塞分别运动以获得两种不同量程，螺栓连接简单可靠、切换方便，采用耐磨环减小运动摩擦阻力，提高了柱塞耐用性，从而扩大了本发明用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸的适用范围。

Description

用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸

技术领域

本发明涉及一种计量缸，尤其是指一种用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸，属于柱塞式油缸领域。

背景技术

流量计作为流量检测传感器在工业、农业、医疗、国防等诸多领域都得到了广泛的应用。以涡轮流量计为例，经过长期使用后，受流体介质与环境变化、涡轮叶片腐蚀和轴承磨损等因素的综合影响，涡轮流量计的仪表系数会发生变化，使测量结果出现较大误差，影响流量计测量结果的可信度，因此使用中需定期对流量计进行校准，流量计的校准对于保持流量计的使用性能意义重大。

传统的校准方法主要有体积法和质量法，这些方法易于实现，在一定范围内可以满足校准要求，但存在体积庞大、工作介质易蒸发和被污染的弊端，无法满足流量计高精度校准的要求。

实验室用校准液压缸多采用单活塞式计量缸，其特点是结构简单，安装拆卸方便，便于控制，在一定范围内可以满足校准精度的要求。但量程受限，只能用于特定流量范围的流量计校准。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容

本发明提供一种用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸，通过采用双柱塞结构，使得计量缸在结构及整体尺寸不变的情况下，实现双量程，扩大计量缸的适用范围。

本发明采用如下技术方案：一种用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸，其包括有：

缸体组件，所述缸体组件包括有缸体，端盖，第一连接螺栓与第一密封圈，所述端盖由第一连接螺栓固定在缸体上，所述端盖与所述缸体之间设置有第一密封圈；

大柱塞组件，所述大柱塞组件包括有大导向套，大柱塞、第二耐磨环，第二防尘圈，第二密封圈与第二连接螺栓，所述第二耐磨环的两侧安装有第二防尘圈和第二密封圈；

小柱塞组件，所述小柱塞组件包括有小导向套，小柱塞、第三耐磨环，第三防尘圈，第三密封圈，所述第三耐磨环的两侧安装有第三防尘圈和第三密封圈；

切换组件，所述切换组件包括有固定螺母，挡板与第四连接螺栓；

所述缸体组件的端盖上开设有进油出口，油液自所述进油出口进入缸内，所述大柱塞由所述第二耐磨环支承在所述大导向套内，所述大导向套由所述第二连接螺栓连接固定在所述缸体上，所述大柱塞为空心结构，所述小导向套安装于所述大柱塞中，所述小柱塞由所述第三耐磨环支承在小导向套内，将所述小柱塞由第四连接螺栓与大柱塞固定在一起，实现同步运动，输出大流量，将所述大柱塞由第二连接螺栓固定在大导向套的侧端，小柱塞单独运动，输出小流量。

所述大导向套侧端开设有连接固定所述大柱塞的螺纹孔，所述大柱塞侧端面开有用于连接所述挡板的螺纹孔。

所述小柱塞前半段为螺纹段，后半段为光杆。

所述固定螺母套装于所述小柱塞上用以轴向固定所述小柱塞，所述挡板压紧于所述大柱塞端面，所述挡板上开设有通孔，通过所述第四连接螺栓连接所述大柱塞与挡板。

所述挡板上开有的通孔数目与所述大柱塞侧端上开设的螺纹孔数目相同，所述通孔与所述螺纹孔同心。

所述大柱塞最小输出流量与小柱塞最大输出流量相同以使得整个计量缸的输出流量连续。

所述用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸的末端还设置有在柱塞运动时将缸内的空气及时排出的排气孔。

所述第四连接螺栓与所述第二连接螺栓的规格尺寸完全相同。

本发明具有如下有益效果：

（1）.液压缸体结构简单，拆装方便，安装密封圈，有效控制泄漏；

（2）.大柱塞与小柱塞的运动平稳，采用螺栓连接，不同量程切换可靠、方便；

（3）.柱塞与导向套之间有耐磨环，提高了计量缸的使用寿命，减小了柱塞的运动摩阻；

（4）.大柱塞与小柱塞的分别运动可以获得不同的量程范围，满足不同流量范围流量计的校准，扩大了计量缸在校准系统中的适用范围；

（5）.大柱塞的最小输出流量与小柱塞的最大输出流量接近乃至相同，从而使得整个计量缸的输出流量连续，校准时覆盖较大的连续流量范围；

（6）.柱塞杆的运动位移设计由光栅尺测量，精度高。

附图说明

图1为本发明用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸的局部剖视图。

图2为图1所示本发明用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸的整体剖视图。

图3为图1所示本发明用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸小柱塞单独运动时组件连接左视图。

图4为图1所示本发明用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸大小柱塞共同运动时组件连接左视图。

其中：

1-缸体组件、1.1-端盖、1.2-第一密封圈、1.3-第一连接螺栓、1.4-缸体、2-大柱塞组件、2.1-第二密封圈、2.2-第二耐磨环、2.3-大柱塞、2.4-大导向套、2.5-第二耐磨环、2.6-第二防尘圈、2.7-第二连接螺栓、2.8-第二连接螺栓、3-小柱塞组件、3.1-第三密封圈、3.2-第三耐磨环、3.3-小导向套、3.4-第三耐磨环、3.5-第三防尘圈、3.6-小柱塞、4-连接组件、4.1-固定螺母、4.2-第四连接螺栓、4.3-挡板、a-进出油口、b-排气孔。

具体实施方式

如图1所示，本发明用于流量计校准的双流程低摩阻计量缸包括有缸体组件1、大柱塞组件2、小柱塞组件3和连接组件4。

请参照图1并结合图2至图4所示，本发明缸体组件1包括端盖1.1、第一密封圈1.2、第一连接螺栓1.3、缸体1.4。端盖1.1由第一连接螺栓1.3固定在缸体1.4上，端盖1.1与缸体1.4之间有第一密封圈1.2，采用优质密封圈，防止油液从断面缝隙泄漏，减小对校准实验结果的影响，端盖1.1中心开有进出油口a。

大柱塞组件2包括第二密封圈2.1、第二耐磨环2.2、大柱塞2.3、大导向套2.4、第二耐磨环2.5、第二防尘圈2.6、第二连接螺栓2.7、第二连接螺栓2.8。大导向套2.4由第二连接螺栓2.7连接固定在缸体1.4上，大柱塞2.3由第二耐磨环2.2和第二耐磨环2.5支承在大导向套2.4内，大导向套2.4、第二耐磨环2.2和第二耐磨环2.5保证了大柱塞2.3运动的导向性和直线度，同时提高了大柱塞2.3的耐用性，提高了系统性能，在第二耐磨环2.2和第二耐磨环2.5两侧安装有第二防尘圈2.6和第二密封圈2.1，起到防尘和密封的作用，采用双密封环的措施保证密封效果，既阻止外部的污物进入缸内，又能有效地防止油液外泄，保证校准实验流量测算的精度，大柱塞2.3可以由第二连接螺栓2.8固定在大导向套2.4的侧端，起到连接和拆分大柱塞2.3的作用，可以实现大柱塞2.3的固定和运动，大柱塞2.3采用空心结构，侧端面开有螺纹孔，用于连接固定挡板4.3。

小柱塞组件3包括第三密封圈3.1、第三耐磨环3.2、小导向套3.3、第三耐磨环3.4、第三防尘圈3.5、小柱塞3.6。小柱塞3.6由第三耐磨环3.2和第三耐磨环3.4支承在小导向套3.3内，小导向套3.3同时保证小柱塞3.6运动的导向性和直线度，第三耐磨环3.2和第三耐磨环3.4降低小柱塞3.6的运动摩阻，提高其性能寿命，小柱塞3.6可以由第四连接螺栓4.2与大柱塞2.3固定在一起，实现同步运动，也可以将大柱塞2.3由第二连接螺栓2.8固定在大导向套2.4的侧端，小柱塞3.6单独运动，小柱塞3.6前半段为螺纹段，后半段为光杆，在第三耐磨环3.2和第三耐磨环3.4的两侧安装有第三防尘圈3.5和第三密封圈3.1，起到防尘和密封的作用。

连接组件4包括固定螺母4.1、第四连接螺栓4.2、挡板4.3。小柱塞3.6由固定螺母4.1轴向固定，挡板4.3上开有通孔，通过第四连接螺栓4.2连接挡板4.3和大柱塞2.3。通过第四连接螺栓4.2和第二连接螺栓2.8，可以实现将大柱塞2.3固定在大导向套2.4上，小柱塞3.6单独运动，输出小流量，或是将小柱塞3.6通过挡板4.3与大柱塞2.3固定，二者一起运动，输出大流量。

请参照图1并结合图2至图4所示，本发明用于流量计校准的双流程低摩阻计量缸的工作过程如下：油液从缸右侧端盖1.1上的进出油口a进入缸内，充满缸内空间，此时关断进油路，打开连通校准流量计的油路。若将大柱塞2.3固定在大导向套2.4上，则小柱塞3.6在小导向套3.3的引导下单独运动，输出较小的流量范围，如图3所示。当小柱塞3.6通过挡板4.3由第四连接螺栓4.2与大柱塞2.3固定在一起时，大柱塞2.3和小柱塞3.6一起运动，输出较大的流量范围，如图4所示。在柱塞的推动下，缸内油液从进出油口a流出，经流量计后流回油箱。计量缸内的空气经排气孔b排出，确保柱塞运动中缸内充满油液，提高校准实验精度。在运动过程中，第一密封圈1.2、第二密封圈2.1、第三密封圈3.1起密封作用，防止油液的外泄，第二防尘圈2.6和第三防尘圈3.5防止外部污物进入油缸内，污染油液，第二耐磨环2.2、第二耐磨环2.5、第三耐磨环3.2与第三耐磨环3.4提高柱塞的耐用性，共同保证实验的精度，提高计量缸的性能。

根据上述描述，当把大柱塞2.3通过第二连接螺栓2.8固定在大导向套2.4上时，小柱塞3.6单独运动，获得小流量范围，用于校准流量范围较小的流量计；当通过挡板4.3把小柱塞3.6用第四连接螺栓4.2连接到大柱塞2.3上时，大小柱塞一起运动，获得大的流量范围，用于大范围流量计的校准，油液从进出油口a流出通过待检流量计，大小柱塞的直径已知，可求得柱塞面积，通过光栅尺可以准确测得柱塞杆的位移，从而求得输出流量，完成对流量计的校准，密封圈和防尘套起到密封和防尘的作用，保证油液的清洁，减小对实验装置的不利影响。计量缸的进出油为同一油口，通过外部油路实现进出油功能，避免了活塞式计量缸运动时进出油流量不连续而造成活塞缸两腔压差较大、内泄增加的问题。计量缸末端带排气孔，可在柱塞运动时将缸内的空气及时排出，确保缸内充满油液提高校准实验精度。

本发明用于流量计校准的双流程低摩阻计量缸中大柱塞最小输出流量与小柱塞最大输出流量接近乃至相同，整个输出流量范围基本连续。同时，本发明用于流量计校准的双流程低摩阻计量缸的设计；支承大小柱塞的导向套上都装有耐磨环，可一定程度减小柱塞运动时的摩阻。另外，采用柱塞式计量缸结构，使计量缸柱塞与导向套仅有一处摩擦面，回避了活塞式计量缸活塞和活塞杆两处摩擦面，同时避免计量缸内壁加工精度造成活塞运动所受摩阻增加。计量缸的进出油为同一油口，通过外部油路实现进出油功能，避免了活塞式计量缸运动时进出油流量不连续而造成活塞缸两腔压差较大、内泄增加的问题。

本发明用于流量计校准的双流程低摩阻计量缸整体结构简单，拆装方便；由耐磨环支承，提高了柱塞的耐用性；量程范围宽，通过连接螺栓方便的切换量程，操作简单，可以较好的满足不同量程流量计的校准。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸，其包括有：

缸体组件，所述缸体组件包括有缸体，端盖，第一连接螺栓与第一密封圈，所述端盖由第一连接螺栓固定在缸体上，所述端盖与所述缸体之间设置有第一密封圈；

大柱塞组件，所述大柱塞组件包括有大导向套，大柱塞、第二耐磨环，第二防尘圈，第二密封圈与第二连接螺栓，所述第二耐磨环的两侧安装有第二防尘圈和第二密封圈；

小柱塞组件，所述小柱塞组件包括有小导向套，小柱塞、第三耐磨环，第三防尘圈，第三密封圈，所述第三耐磨环的两侧安装有第三防尘圈和第三密封圈；

切换组件，所述切换组件包括有固定螺母，挡板与第四连接螺栓；

其特征在于：所述缸体组件的端盖上开设有进油出口，油液自所述进油出口进入缸内，所述大柱塞由所述第二耐磨环支承在所述大导向套内，所述大导向套由所述第二连接螺栓连接固定在所述缸体上，所述大柱塞为空心结构，所述小导向套安装于所述大柱塞中，所述小柱塞由所述第三耐磨环支承在小导向套内，将所述小柱塞由第四连接螺栓与大柱塞固定在一起，实现同步运动，输出大流量，将所述大柱塞由第二连接螺栓固定在大导向套的侧端，小柱塞单独运动，输出小流量，所述大柱塞最小输出流量与小柱塞最大输出流量相同以使得整个计量缸的输出流量连续，所述用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸的末端还设置有在柱塞运动时将缸内的空气及时排出的排气孔。

2.如权利要求1所述的用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸，其特征在于：所述大导向套侧端开设有连接固定所述大柱塞的螺纹孔，所述大柱塞侧端面开有用于连接所述挡板的螺纹孔。

3.如权利要求2所述的用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸，其特征在于：所述小柱塞前半段为螺纹段，后半段为光杆。

4.如权利要求3所述的用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸，其特征在于：所述固定螺母套装于所述小柱塞上用以轴向固定所述小柱塞，所述挡板压紧于所述大柱塞端面，所述挡板上开设有通孔，通过所述第四连接螺栓连接所述大柱塞与挡板。

5.如权利要求4所述的用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸，其特征在于：所述挡板上开有的通孔数目与所述大柱塞侧端上开设的螺纹孔数目相同，所述通孔与所述螺纹孔同心。

6.如权利要求5所述的用于流量计校准的双量程低摩阻计量缸，其特征在于：所述第四连接螺栓与所述第二连接螺栓的规格尺寸完全相同。