CN103994806A - 双腔室活塞式流量校准器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双腔室活塞式流量校准器。本发明包括一个带双杆机构的活塞缸，其中的活塞将活塞缸分为两个腔室，其中的一个活塞杆由电机驱动作直线运动，在每个腔室上都带有温度变送器、压力变送器和接近开关，同时还开有进气口和工作口，两个工作口之间的阀门阵列中装有待检定的流量计。本发明以活塞缸内壁作为体积标准，左右腔体均可以作为计量腔体，活塞前进或后退均可以做计量使用，通过阀门阵列转换，检定流量计效率是普通活塞式流量校准器的2倍；活塞两侧联通，不存在较大压差，可以实现高压条件下的流量计量，也可以减小驱动机构的负荷；本发明的校准器可以形成全密闭的流体循环，可以实现有毒或特殊气体的流量校准。

Description

双腔室活塞式流量校准器

技术领域

本发明涉及一种流量计量装置，尤其是涉及一种双腔室活塞式流量校准器。

背景技术

流量计量是热工计量学的一个分支，是计量科学的一个重要组成部分，其应用遍布于民生计量、能源计量、环保计量、贸易计量等各个领域。近年来，活塞式流量计量装置因具有高精度、高效率和高自动化等优点而等到了广泛应用。

普通的活塞式流量计量装置以活塞缸或柱塞为标准，以活塞或柱塞的单向运动做计量行程，反向运动作为回零行程。回零过程的速度受驱动设备的限制，同时也受装置对于流体稳定度要求的限制，不能也不应该过快，因此，每次计量行程都伴有长时间的回零过程，影响活塞式流量计量装置使用效率；已存在的活塞式流量计量装置的流体都为开路式循环，不能进行有毒气体或特殊气体的流量计量。

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双腔室活塞式流量校准器，可用气体、液体流量器具的计量校准。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种双腔室活塞式流量校准器，左活塞杆一端安装在活塞的左侧，另一端穿过无油衬套和活塞缸左法兰，无油衬套经衬套盖板固定在活塞缸左法兰上，活塞缸左法兰上安装有第一温度变送器、第一压力变送器和第一接近开关，开有左工作口和左进口的活塞缸左法兰固定在活塞缸的左侧，形成左侧计量腔室；右活塞杆安装在活塞的右侧，右活塞杆和活塞缸右法兰之间安装有O型圈，第二温度变送器、第二压力变送器和第二接近开关安装在活塞缸右法兰上，开有右工作口和右进口的活塞缸右法兰固定在活塞缸的右侧，组成右侧计量腔室；

所述的右活塞杆的右端连接导向板，丝杆螺母、两个直线轴承安装在导向板中，滚珠丝杠经丝杠螺母置入右活塞杆中间，滚珠丝杠左端安装有导向环，滚珠丝杠的右端安装有轴承，经联轴器与电机相连；轴承由轴承盖板固定，轴承盖板安装在基座上，电机由安装在基座上的电机支架固定；经过直线轴承的两根导杆一端固定在活塞缸右法兰，另一端由导杆螺母固定在基座上。

所述的左工作口和右工作口之间设有阀门组成的阵列，被检流量计安装在阀门阵列之中，特殊气源可以经左进气口进入活塞缸内。

本发明具有的有益效果是：

1.本发明活塞的左右两侧均为计量腔室，通过阀门阵列的设定，活塞左右方向的运动均可以作为计量行程，消除回零行程，没有等待的时间，使用效率理论上是单向计量腔室的活塞式流量计量装置的2倍。

2.本发明可以将特殊气体冲入活塞缸体，组成全封闭的流体循环，进行特殊气体下流量计的计量，完成后特殊气体可以完全排入回收装置，不会对环境、人员产生不良影响。

3.本发明中可以满足高压条件下的计量需求，而且活塞左右两侧压力基本平衡，减小了驱动机构的负荷。

4.本发明可用于气体流量计的计量，也可以应用于液体流量的计量。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明的立体结构示意图。

图3是本发明的工作管道示意图。

图中：1、左活塞杆，2、衬套盖板，3、左工作口，4、活塞缸左法兰，5、活塞缸，6、活塞，7、活塞缸右法兰，8、右工作口，9、右活塞杆，10、滚珠丝杠，11、导向板，12、丝杠螺母，13、联轴器，14、无油衬套，15、左进口，16、基座，17、O型圈，18、耐磨环，19、支撑环，20、右进口，21、角接触球轴承，22、轴承盖板，23、电机支架，24、电机，25、温度变送器，26、压力变送器，27、直线导杆，28、直线轴承，29、倒杆螺母，30、接近开关，31、阀门，32、被检流量计，33、特殊气源。

具体实施方式

如图1、图2所示，活塞6置入活塞缸5内部，活塞6外周安装有耐磨环18，防止活塞6和活塞缸5产生刚性摩擦，活塞6上耐磨环18的两侧安装有O型圈17，实现活塞6与活塞缸5之间的动密封；左活塞杆1安装在活塞6的左侧，其轴端套有作为运动部件的左侧支点无油衬套14，无油衬套14通过衬套盖板2固定在活塞缸左法兰4上，衬套盖板2与左活塞杆1之间安装有密封作用的O型圈17，衬套盖板14与活塞缸左法兰4、活塞缸左法兰4与活塞缸5之间均有橡胶垫片，活塞6、活塞缸5、活塞缸左法兰4、左活塞杆1、无油衬套14、衬套盖板2、O型圈17组成左侧计量腔室。

如图1、图2所示，右活塞杆9安装在活塞6的右侧，其轴端穿过活塞缸右法兰7的中心孔，两者之间安装有O型圈17，活塞缸右法兰7和活塞缸5之间有橡胶垫片，活塞5、活塞缸6、右活塞杆9、活塞缸右法兰7、O型圈17组成右侧计量腔室。为保证装置两向运动的稳定，左活塞杆1和右活塞杆9的轴端直径要求一致，保证左右计量腔室的对称。

如图1、图2所示，右活塞杆9的右侧安装有导向板11，丝杠螺母12、直线轴承28安装在导向板11上，滚珠丝杠9过丝杠螺母12后置入右活塞杆9的内部，其左端安装有支撑环19，保证滚珠丝杠9运动的平稳，滚珠丝杠9的右端装有轴承21，轴承21经轴承盖板22固定，一起组成滚珠丝杠9的固定端；滚珠丝杠9的末端安装有联轴器13，实现滚珠丝杠9与电机24的联接，电机24经电机支架23固定在基座16上；支撑环19、滚珠丝杠10、导向板11、丝杠螺母12、轴承21、轴承盖板22、联轴器13、电机24组成装置的运动执行机构。在滚珠丝杠9的两侧，安装有两根直线导杆27，直线导杆27过直线轴承28，一端螺纹固定在活塞缸右法兰7上，另一端经倒杆螺母29固定在基座16上，活塞缸右法兰7、导向板11、直线导杆27、直线轴承28、倒杆螺母29组成装置的导向机构。设计、加工、安装时，需保证左活塞杆、活塞、活塞缸、右活塞杆、滚珠丝杠、电机的轴线偏差处在容许范围内。

如图1、图2所示，活塞缸左法兰4、活塞缸右法兰7上都装有温度变送器25、压力变送器26以及接近开关30，变送器实现计量腔室内部的温度、压力监视与测量，接近开关30作为安全防撞设备。

如图1、图3所示活塞缸左法兰4上开有左工作口3和左进口15，活塞缸右法兰7上开有右工作口8和右进口20，进口处均设有通断阀门31，在两工作口之间安装有4个阀门31组成的阀门阵列，实现装置左右计量行程中，被检流量计32流体方向的控制，提高装置的使用效率。特殊流量源33需要时可接入左侧计量腔室，经过活塞的运动，可以使左右计量腔室全部充满特殊的介质，进行特殊条件下的流量计的计量。该装置另配有上、下位机系统，完成对装置的自动控制、数据采集与保存、安全限位等等功能。

该装置的工作原理如下：

以内径d活塞缸和外径d _k活塞杆组成容积计量标准腔室。工作时，电机经联轴器驱动丝杠做指定速度的均匀圆周运动，圆周运动经丝杠螺母等组件转换匀速的活塞的直线运动，假设活塞的运动速度为v，此时计量腔体稳定的排出标准流量Q：

该标准流量Q与流量计给出的示值读数Q ₀，经温度、压力参数转换到同一状态下后，进行流量计示值误差的计算。

流量计安装在阀门阵列中，做单流向的计量检定时，当使用左侧计量腔室，即活塞向左运动时，打开V3、V6，关闭V4、V5，此时流体自左向右流动，最后流入右侧腔室；当使用右侧计量腔室时，打开V4、V5，关闭V3、V6，保证流体依然自左向右流动，进入左侧腔室；通过阀门阵列的设定，可以使得活塞的左右运动都可以作为计量行程。针对有双向流量计量性能的流量计的检定时，通过阀门的阵列的设置，可以方便产生任意流向的流量，方便计量使用。当需进行特殊介质（比如有毒有害气体）下的流量计的计量时，特殊介质通过左进口进入活塞缸体内部，关闭V1、V2，使得流体形成全封闭的循环，可防止污染或浪费；当需进行高压条件下的流量计计量时，特殊压力的介质可按设定压力打入活塞缸内，同样关闭V1、V2，即可进行高压下的流量计的性能检验。

Claims (1)

1. 双腔室活塞式流量校准器，其特征在于：左活塞杆（1）一端安装在活塞（6）的左侧，另一端穿过无油衬套（14）和活塞缸左法兰（4），无油衬套（14）经衬套盖板（2）固定在活塞缸左法兰（4）上，活塞缸左法兰（4）上安装有第一温度变送器、第一压力变送器和第一接近开关，开有左工作口（3）和左进口（15）的活塞缸左法兰（4）固定在活塞缸（5）的左侧，形成左侧计量腔室；右活塞杆（9）安装在活塞（6）的右侧，右活塞杆（9）和活塞缸右法兰（7）之间安装有O型圈（17），第二温度变送器、第二压力变送器和第二接近开关安装在活塞缸右法兰（7）上，开有右工作口（8）和右进口（20）的活塞缸右法兰（7）固定在活塞缸（5）的右侧，组成右侧计量腔室；

所述的右活塞杆（9）的右端连接导向板（11），丝杆螺母（12）、两个直线轴承（28）安装在导向板（11）中，滚珠丝杠（10）经丝杠螺母（12）置入右活塞杆（9）中间，滚珠丝杠（10）的左端安装有导向环（19），滚珠丝杠（10）的右端安装有轴承（21），经联轴器（13）与电机相连（24）；轴承（21）由轴承盖板（22）固定，轴承盖板（22）安装在基座（16）上，电机（24）由安装在基座（16）上的电机支架（23）固定；经过直线轴承（28）的两根导杆（27）一端固定在活塞缸右法兰（7），另一端由导杆螺母固定在基座上；

所述的左工作口（3）和右工作口（8）之间设有阀门（31）阵列，所述阀门（31）阵列包括四个阀门（V3、V4、V5、V6），其中左工作口（3）分别通过阀门（V3）和阀门（V5）与被检流量计（32）的进出口连接，右工作口（8）分别通过阀门（V4）和阀门（V6）与被检流量计（32）的进出口连接。