CN103884403B - 一种导杆内置型活塞式流量校准器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种导杆内置型活塞式流量校准器。盘型活塞装在活塞缸内，活塞缸上下端分别与上下端盖连接；滚珠丝杠穿过盘型活塞中心通孔套在活塞杆中，丝杠螺母固定在盘型活塞上，活塞杆下端密封固接在盘型活塞上；滚珠丝杠穿过下端盖经联轴器与电机相连；导杆偏心穿过盘型活塞后两端连接到上端盖和下端盖上，导杆与滚珠丝杠平行；盘型活塞上开有盛油的环形凹槽和槽口以及偏心的进气通孔；上端盖装有上接近开关、温度和压力传感器以及出气口，下端盖上装有下接近开关。本发明将导杆和丝杠置于活塞缸内，极大地简化了装置结构，非实验状况下活塞杆可收至活塞缸内，降低了装置高度，更为紧凑牢固的结构方便了搬运，该校准器在现场检定方面有较大优势。

Description

一种导杆内置型活塞式流量校准器

技术领域

本发明涉及一种活塞式流量校准器，是一种导杆内置型活塞式流量校准器。

背景技术

活塞式流量标准装置根据活塞型式的不同可以分为盘型活塞装置、钟型活塞装置和筒型活塞装置等，根据活塞驱动方式的不同又可以分为主动式活塞装置和被动式活塞装置。现有的主动式活塞装置均将导向机构和传动机构设计在活塞缸外，导致装置结构复杂、长度较长，如盘型活塞装置的长度大约为活塞缸长度的2倍，钟型活塞装置和筒形活塞装置的长度更是约为活塞缸长度的3倍。现有活塞装置结构上的缺点导致其不易搬运、并且运输过程中容易造成装配精度丢失，造成不利影响。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种导杆内置型活塞式流量校准器，利用电机带动滚珠丝杠转动，丝杠螺母与盘型活塞固定安装。由于在活塞缸内固定安装的导杆限制了活塞的旋转运动，因而活塞会在丝杠螺母的带动下随着丝杠转动而沿着缸壁上下运动，从而实现进气（液）和排气（液）的功能，装置可产生标准流量的气体（液体），用于流量计的检定和校准。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明包括盘型活塞、活塞缸、上端盖、下端盖、滚珠丝杠和置于活塞缸缸体内的导杆，盘型活塞装在活塞缸内，盘型活塞与活塞缸内壁密封连接，活塞缸上端与上端盖密封连接，活塞缸下端与下端盖连接；

滚珠丝杠：滚珠丝杠穿过盘型活塞的中心通孔，滚珠丝杠上端套在活塞杆中，滚珠丝杠的丝杠螺母固定在盘型活塞下底面，活塞杆下端密封固定连接在盘型活塞上表面，活塞杆上端穿出上端盖设有活塞杆盖；活塞杆与上端盖中心的阶梯孔之间嵌有无油衬套，上端盖的上表面中心设有圆形凸台，无油衬套盖密封安装在上端盖的圆形凸台上，无油衬套盖与活塞杆侧面之间密封连接，活塞杆内壁与滚珠丝杠顶端阶梯轴之间设有用于径向固定滚珠丝杠的聚四氟乙烯环；滚珠丝杠下端穿过下端盖经联轴器与电机相连，电机通过电机安装架与下端盖固定连接；滚珠丝杠与下端盖的中心阶梯孔之间设有滚动轴承，滚动轴承下方的滚动轴承盖固定在下端盖上，滚动轴承下方的滚珠丝杠上套有用于防止滚珠丝杠轴向向上脱出的六角螺母；

导杆：导杆偏心穿过盘型活塞后两端分别连接到上端盖和下端盖上，导杆与滚珠丝杠平行；导杆上端插入上端盖的圆形凹槽内，导杆与上端盖的圆形凹槽之间设有用于密封和防撞的上导杆轴端保护套；导杆下端穿过下端盖用导杆端帽固定，导杆下端与导杆端帽之间设有用于密封和防撞的下导杆轴端保护套；导杆与盘型活塞的孔之间设有直线轴承，直线轴承下方的直线轴承盖固定在盘型活塞底面上，直线轴承盖分别与导杆、盘型活塞密封连接；

盘型活塞、上端盖和下端盖：盘型活塞上表面沿圆周开有用于盛放润滑油的环形凹槽，环形凹槽外侧的盘型活塞上沿圆周间隔均布开有深度与环形凹槽相同的槽口；盘型活塞偏心开有进气通孔，进气通孔的上部装有防漏油塞，进气通孔的下部经转接头与阀门连接，防漏油塞中心设有用于通气的中心通孔；上端盖偏心装有上接近开关，下端盖偏心装有下接近开关，上端盖顶面上设有温度传感器、压力传感器和出气口。

所述的上端盖与活塞缸之间通过密封橡胶垫片进行密封。

所述的盘型活塞侧面圆周与活塞缸内壁之间设有两道密封圈和两道密封圈之间的耐磨环，两道密封圈和耐磨环均卡在盘型活塞侧面的环形安装槽内。

所述的无油衬套盖与活塞杆侧面之间设有第二密封圈，无油衬套盖与上端盖的圆形土台之间设有第三密封圈，活塞杆下端凸缘与盘型活塞上表面之间设有第四密封圈，直线轴承盖与盘型活塞底面之间设有第五密封圈，直线轴承盖与导杆侧面之间设有第六密封圈。

所述的下端盖上设有用于阀门穿过的槽孔。

所述的聚四氟乙烯环的内侧面与滚珠丝杠过盈配合，聚四氟乙烯环的外侧面与活塞杆内壁间隙配合。

本发明的有益效果：

1.本发明提出的活塞式流量标准器，将导杆和丝杠置于活塞缸内部，简化了装置构成，减小了校准器占用空间，减轻了校准器重量，且结构更为紧凑牢固。

2.本发明与传统的活塞式流量标准装置相比：在非实验状况下可将活塞杆收至活塞缸内，大大降低装置高度，易于搬运，在现场检定方面有较大优势。

附图说明

图1是本发明的正视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本发明的俯视图。

图4是图3的B-B剖视图。

图5是盘型活塞的俯视图。

图6是图5的C-C剖视图。

图7是上端盖的俯视图。

图8是图7的D-D剖视图。

图9是图7的E-E剖视图。

图10是下端盖的仰视图。

图11是图10的G-G剖视图。

图12是图10的F-F剖视图。

图13是图1的A-A剖视图的具体局部放大区域示意图。

图14是图13的Ⅰ区域放大图。

图15是图13的Ⅱ区域放大图。

图16是图13的Ⅲ区域放大图。

图中：1、活塞杆盖，2、活塞杆，3、无油衬套盖，4、上导杆轴端保护套，5、活塞缸，6、导杆，7、第一密封圈，8、耐磨环，9、直线轴承，10、直线轴承盖，11、下端盖，12、下导杆轴端保护套，13、导杆端帽，14、电机安装架，15、电机，16、联轴器，17、滚动轴承盖，18、六角螺母，19、滚动轴承，20、下接近开关，21、滚珠丝杠，22、丝杠螺母，23、盘型活塞，24、密封橡胶垫片，25、上端盖，26、聚四氟乙烯环，27、无油衬套，28、压力变送器，29、温度传感器，30、阀门，31、防漏油塞，32、上接近开关，33、进气通孔，34、第二密封圈，35、第三密封圈，36、第四密封圈，37、第五密封圈，38、第六密封圈。

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、图2所示，本发明包括盘型活塞23、活塞缸5、上端盖25、下端盖11、滚珠丝杠21和置于活塞缸5缸体内的导杆6，盘型活塞23装在活塞缸5内，盘型活塞23与活塞缸5内壁密封连接，活塞缸5上端与上端盖25密封连接，活塞缸5下端与下端盖11连接，滚珠丝杠21穿过盘型活塞23的中心通孔，导杆6偏心穿过盘型活塞23，盘型活塞23、活塞缸5、上端盖25、导杆6和活塞杆2之间形成了一个密封工作腔。

如图2所示，滚珠丝杠21：滚珠丝杠21穿过盘型活塞23的中心通孔，滚珠丝杠21上端套在活塞杆2中，活塞杆2内中空，滚珠丝杠21的丝杠螺母22固定在盘型活塞23下底面，盘型活塞23会随着滚珠丝杠21转动而沿着活塞缸5内壁上下运动，活塞杆2下端密封固定连接在盘型活塞23上表面，活塞杆2上端穿出上端盖25设有活塞杆盖1；如图14所示，活塞杆2与上端盖25中心的阶梯孔之间嵌有无油衬套27，上端盖25的上表面中心设有圆形凸台，无油衬套盖3密封安装在上端盖25的圆形凸台上，无油衬套盖3与活塞杆2侧面之间密封连接，活塞杆2内壁与滚珠丝杠21顶端阶梯轴之间设有用于径向固定滚珠丝杠21的聚四氟乙烯环26；如图16所示，滚珠丝杠21下端穿过下端盖11经联轴器16与电机15相连，电机15通过电机安装架14与下端盖11固定连接；滚珠丝杠21与下端盖11的中心阶梯孔之间设有滚动轴承19，滚动轴承19下方的滚动轴承盖17固定在下端盖11上，滚动轴承19下方的滚珠丝杠21上套有用于防止滚珠丝杠21轴向向上脱出的六角螺母18。

如图2所示，导杆6：导杆6偏心穿过盘型活塞23后两端分别连接到上端盖25和下端盖11上，导杆6与滚珠丝杠21平行；如图14所示，导杆6上端插入上端盖25的圆形凹槽内，导杆6与上端盖25的圆形凹槽之间设有用于密封和防撞的上导杆轴端保护套4；如图16所示，导杆6下端穿过下端盖11用导杆端帽13固定，导杆6下端与导杆端帽13之间设有用于密封和防撞的下导杆轴端保护套12；如图15所示，导杆6与盘型活塞23的孔之间设有直线轴承9，直线轴承9下方的直线轴承盖10固定在盘型活塞23底面上，直线轴承盖10分别与导杆6、盘型活塞23密封连接。

如图2所示，盘型活塞23、上端盖25和下端盖11：如图5、图6所示，盘型活塞23上表面沿圆周开有用于盛放润滑油的环形凹槽，环形凹槽上盛有用于润滑和检漏的油，环形凹槽外侧的盘型活塞23上沿圆周间隔均布开有深度与环形凹槽相同的槽口，使得油沿着槽口流向盘型活塞23外周围；如图4所示，盘型活塞23偏心开有进气通孔33，进气通孔的上部装有防漏油塞31，进气通孔的下部经转接头与阀门30连接，防漏油塞31周围与进气通孔33密封，防漏油塞31中心设有用于通气的中心通孔；上端盖25偏心装有上接近开关32，下端盖11偏心装有下接近开关20，如图1、图3所示，上端盖25顶面上设有温度传感器29、压力传感器28和出气口。

如图2所示，上端盖25与活塞缸5之间通过密封橡胶垫片24进行密封。

如图5、图6所示，盘型活塞23侧面圆周与活塞缸5内壁之间设有两道密封圈7和两道密封圈7之间的耐磨环8，两道密封圈7和耐磨环8均卡在盘型活塞23侧面的环形安装槽内。

无油衬套盖3与活塞杆2侧面之间设有第二密封圈34，无油衬套盖3与上端盖25的圆形土台之间设有第三密封圈35，活塞杆2下端凸缘与盘型活塞23上表面之间设有第四密封圈36，直线轴承盖10与盘型活塞23底面之间设有第五密封圈37，直线轴承盖10与导杆6侧面之间设有第六密封圈38。

下端盖11上设有用于阀门30穿过的槽孔。

聚四氟乙烯环26作为滚珠丝杠21一端的支撑点，其内侧面与滚珠丝杠21过盈配合，聚四氟乙烯环26的外侧面与活塞杆2内壁间隙配合。

上端盖25的结构如图7~图9所示，下端盖11的结构如图10~图12所示。附图13是图14、图15、图16的局部放大区域的示意图，滚珠丝杠21和导杆6分别与上端盖、盘型活塞与下端盖之间的连接关系如图14、图15、图16所示。

无油衬套27一方面对活塞杆2运动起导向作用，另一方面减小了活塞杆2运动造成了摩擦阻力。

盘型活塞23中心位置且垂直上下表面方向开有一圆形阶梯状通孔；活塞杆2中轴线与盘型活塞23上的该中心通孔的中轴线重合；丝杠螺母22从盘型活塞23下表面嵌入盘型活塞23该中心通孔内且与盘型活塞23下表面螺纹固定安装，须保证丝杠螺母22与盘型活塞23上的该中心通孔同轴。

如图7所示，上端盖25法兰盘上偏离中心位置开有一个螺纹通孔用以安装接近开关，一个螺纹通孔用以安装温度传感器29，一个螺纹孔用以安装压力传感器28和一个阶梯状通孔用以安装被检表。

如图10所示，下端盖11下表面中心位置上有一圆形凸台，下端盖11的圆形凸台上固定安装滚动轴承盖17；下端盖11底面安装电机安装架14，钻有一个螺纹通孔用以安装接近开关20、一个槽孔用以通过阀门30。

本发明的具体实施工作过程如下：

一个盘型结构的活塞安装在内壁精密加工的活塞缸5内，盘型活塞23、活塞缸5、导杆6和上端盖25形成一个密闭的工作腔。丝杠螺母22与盘型活塞23中心固定安装，由于导杆6偏心贯穿盘型活塞23并固定安装在活塞缸5内，故盘型活塞23无法旋转，因而会随着滚珠丝杠21转动而沿着活塞缸5内壁上下运动，从而实现进气（液）和排气（液）的功能。当盘型活塞23匀速向上运动时，活塞缸5内的介质会以稳定速度从出气（液）口排出，即产生标准流量的气体（液体）。根据质量守恒定律，活塞缸5排出的介质质量等于流经被检表的介质质量，故而可以将一段时间内校准器产生的平均标准流量与被检表指示流量比较，从而起校准的作用。

该活塞式流量校准器由于将导杆和丝杠安装在活塞缸内，极大地简化了装置结构。该校准器在非实验状况下可将活塞杆收至活塞缸内，大大降低装置高度，更为紧凑牢固的结构方便了搬运，该校准器在现场检定方面有较大优势。

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 (6)

1.一种导杆内置型活塞式流量校准器，其特征在于：包括盘型活塞(23)、活塞缸(5)、上端盖(25)、下端盖(11)、滚珠丝杠(21)和置于活塞缸(5)缸体内的导杆(6)，盘型活塞(23)装在活塞缸(5)内，盘型活塞(23)与活塞缸(5)内壁密封连接，活塞缸(5)上端与上端盖(25)密封连接，活塞缸(5)下端与下端盖(11)连接；

滚珠丝杠(21)：滚珠丝杠(21)穿过盘型活塞(23)的中心通孔，滚珠丝杠(21)上端套在活塞杆(2)中，滚珠丝杠(21)的丝杠螺母(22)固定在盘型活塞(23)下底面，活塞杆(2)下端密封固定连接在盘型活塞(23)上表面，活塞杆(2)上端穿出上端盖(25)设有活塞杆盖(1)；活塞杆(2)与上端盖(25)中心的阶梯孔之间嵌有无油衬套(27)，上端盖(25)的上表面中心设有圆形凸台，无油衬套盖(3)密封安装在上端盖(25)的圆形凸台上，无油衬套盖(3)与活塞杆(2)侧面之间密封连接，活塞杆(2)内壁与滚珠丝杠(21)顶端阶梯轴之间设有用于径向固定滚珠丝杠(21)的聚四氟乙烯环(26)；滚珠丝杠(21)下端穿过下端盖(11)经联轴器(16)与电机(15)相连，电机(15)通过电机安装架(14)与下端盖(11)固定连接；滚珠丝杠(21)与下端盖(11)的中心阶梯孔之间设有滚动轴承(19)，滚动轴承(19)下方的滚动轴承盖(17)固定在下端盖(11)上，滚动轴承(19)下方的滚珠丝杠(21)上套有用于防止滚珠丝杠(21)轴向向上脱出的六角螺母(18)；

导杆(6)：导杆(6)偏心穿过盘型活塞(23)后两端分别连接到上端盖(25)和下端盖(11)上，导杆(6)与滚珠丝杠(21)平行；导杆(6)上端插入上端盖(25)的圆形凹槽内，导杆(6)与上端盖(25)的圆形凹槽之间设有用于密封和防撞的上导杆轴端保护套(4)；导杆(6)下端穿过下端盖(11)用导杆端帽(13)固定，导杆(6)下端与导杆端帽(13)之间设有用于密封和防撞的下导杆轴端保护套(12)；导杆(6)与盘型活塞(23)的孔之间设有直线轴承(9)，直线轴承(9)下方的直线轴承盖(10)固定在盘型活塞(23)底面上，直线轴承盖(10)分别与导杆(6)、盘型活塞(23)密封连接；

盘型活塞(23)、上端盖(25)和下端盖(11)：盘型活塞(23)上表面沿圆周开有用于盛放润滑油的环形凹槽，环形凹槽外侧的盘型活塞(23)上沿圆周间隔均布开有深度与环形凹槽相同的槽口；盘型活塞(23)偏心开有进气通孔(33)，进气通孔的上部装有防漏油塞(31)，进气通孔的下部经转接头与阀门(30)连接，防漏油塞(31)中心设有用于通气的中心通孔；上端盖(25)偏心装有上接近开关(32)，下端盖(11)偏心装有下接近开关(20)，上端盖(25)顶面上设有温度传感器(29)、压力传感器(28)和出气口。

2.根据权利要求1所述的一种导杆内置型活塞式流量校准器，其特征在于：所述的上端盖(25)与活塞缸(5)之间通过密封橡胶垫片(24)进行密封。

3.根据权利要求1所述的一种导杆内置型活塞式流量校准器，其特征在于：所述的盘型活塞(23)侧面圆周与活塞缸(5)内壁之间设有两道第一密封圈(7)和两道第一密封圈(7)之间的耐磨环(8)，两道第一密封圈(7)和耐磨环(8)均卡在盘型活塞(23)侧面的环形安装槽内。

4.根据权利要求1所述的一种导杆内置型活塞式流量校准器，其特征在于：所述的无油衬套盖(3)与所述的活塞杆(2)侧面之间设有第二密封圈(34)，所述的无油衬套盖(3)与所述的上端盖(25)的圆形土台之间设有第三密封圈(35)，所述的活塞杆(2)下端凸缘与所述的盘型活塞(23)上表面之间设有第四密封圈(36)，所述的直线轴承盖(10)与所述的盘型活塞(23)底面之间设有第五密封圈(37)，所述的直线轴承盖(10)与所述的导杆(6)侧面之间设有第六密封圈(38)。

5.根据权利要求1所述的一种导杆内置型活塞式流量校准器，其特征在于：所述的下端盖(11)上设有用于阀门(30)穿过的槽孔。

6.根据权利要求1所述的一种导杆内置型活塞式流量校准器，其特征在于：所述的聚四氟乙烯环(26)的内侧面与滚珠丝杠(21)过盈配合，聚四氟乙烯环(26)的外侧面与活塞杆(2)内壁间隙配合。