CN109540370B - 一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计，该压力计包括砝码选择系统和底部驱动系统，所述砝码选择系统包括塔状挂篮、大砝码、中砝码和小砝码，所述塔状挂篮套设在中心轴上，在所述塔状挂篮的外壁设有若干个圈状台阶，所述若干个台阶的外径自上而下依次变大，所述大砝码、中砝码和小砝码分别通过与台阶一一对应卡合套设在塔状挂篮上，所述底部驱动系统包括中心轴、底座、平面电机、平面电机调节轮、若干第一同步皮带轮、若干第二同步皮带轮和若干第三同步皮带轮。本发明不仅能够满足更高压力的测量要求，同时具有更好的系统安全性。

Description

一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计

技术领域

本发明涉及精密仪器技术领域，尤其是涉及一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计。

背景技术

活塞式压力计的原理是利用在活塞的有效面积上加放专用砝码，从而产生不同的压力。对于不同的压力，就需要加放不同质量的砝码，当需要产生超高压时，就需要在相同的活塞有效面积上（0.05cm²）加放更多的砝码。

现有的加载砝码的方式一般是选择通过吊装的方式，由于砝码的体积大重心高，所以放置的砝码数量不宜太多，否则会由于负载过大造成安全隐患，另一方面增加砝码数量容易使得软件更加复杂从而导致出错率提升，加载砝码的速度变慢。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计，不仅能够满足更高压力测量的要求，同时具有更好的系统可靠性和安全性，运行速度也比较快捷。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计，该压力计包括砝码选择系统和底部驱动系统；

所述砝码选择系统包括塔状挂篮、大砝码、中砝码和小砝码，所述塔状挂篮套设在中心轴上，在所述塔状挂篮的外壁设有若干个圈状台阶，所述若干个台阶的外径自上而下依次变大，所述大砝码、中砝码和小砝码分别通过与台阶一一对应卡合套设在塔状挂篮上，在所述大砝码的下方设有大砝码托盘，所述大砝码托盘的下端面与若干第一升降轴顶部相连接，在所述中砝码的下方设有中砝码托块，所述中砝码托块的下端面与若干第二升降轴顶部相连接，在所述小砝码的下方设有小砝码托块，所述小砝码托块的下端面与若干第三升降轴顶部相连接；

所述底部驱动系统包括中心轴、底座、平面电机、平面电机调节轮、若干第一同步皮带轮、若干第二同步皮带轮和若干第三同步皮带轮，所述中心轴位于底座中心，所述中心轴通过皮带与平面电机调节轮相连接，所述平面电机调节轮与平面电机相连接，所述第一同步皮带轮与第一升降轴一一对应且第一同步皮带轮的中心转轴与第一升降轴相连接，所述第一同步皮带轮与第一涨紧轮通过皮带连接为同步旋转机构，其中一个第一同步皮带轮与大电机的转轴相连接，所述第二同步皮带轮与第二升降轴一一对应且第二同步皮带轮的中心转轴与第二升降轴相连接，所述第二同步皮带轮与第二涨紧轮通过皮带连接为同步旋转机构，所述第二涨紧轮与中电机的转轴相连接，所述第三同步皮带轮与第三升降轴一一对应且第三同步皮带轮的中心转轴与第三升降轴相连接，所述第三同步皮带轮与第三涨紧轮通过皮带连接为同步旋转机构，所述第三涨紧轮与小电机的转轴相连接；

所述中心轴的上部伸出底座，在所述中心轴的顶部设有活塞，在活塞的顶部设有挂篮托盘，所述塔状挂篮的顶部盖板落在挂篮托盘上，在所述塔状挂篮的底部设有拨针，在中心轴位于塔状挂篮底部下方的部分设有与拨针相对应的导向轴承转轴，在所述导向轴承转轴上设有与拨针相配合的拨针销。

在上述的本发明一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计中，所述大砝码托盘的下端中部为空腔，所述中砝码位于所述空腔内。

在上述的本发明一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计中，所述小砝码、中砝码和大砝码沿塔状挂篮自下而上依次放置。

在上述的本发明一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计中，所述第一升降轴的数目为四个，所述第一升降轴分别位于正方形的四角。

在上述的本发明一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计中，所述第二升降轴的数目为二个，所述两个第二升降轴位置关于中心轴对称。

在上述的本发明一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计中，所述第三升降轴的数目为二个，所述两个第三升降轴位置关于中心轴对称。

在上述的本发明一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计中，在所述中心轴和底座的交界处设有与中心轴匹配的底盘轴承座，所述中心轴穿过底盘轴承座中心。

基于上述技术方案，相比于现有技术本发明具有以下优点：本发明采用托举式的砝码加载方式，从而有效地提高了测量压力的范围，并且具有更高的系统安全性；同时由于托举式的砝码加载方式，保证了软件的简单化和易实现化，同时也保证了砝码加载的速度，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明砝码选择系统的示意图。

图2是本发明底部驱动系统的示意图。

图3是本发明中心轴部分的示意图。

图4是本发明大砝码的结构图。

图5是本发明中砝码的结构图。

图6是本发明小砝码的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计，该压力计包括砝码选择系统1和底部驱动系统2；

所述砝码选择系统1包括塔状挂篮3、四个五十千克大砝码4、一个二十五千克中砝码5和四个五千克小砝码6，所述塔状挂篮3的质量为五千克，对应可产生最高压力为500MPa，所述塔状挂篮3套设在中心轴7上，在所述塔状挂篮3的外壁设有九个圈状台阶8，所述九个台阶8的外径自上而下依次变大，所述大砝码4、中砝码5和小砝码6分别通过与台阶8一一对应卡合套设在塔状挂篮3上，在所述大砝码4的下方设有大砝码托盘9，所述大砝码托盘9的下端面与四个第一升降轴10顶部相连接，所述第一升降轴10分别位于正方形的四角，在所述中砝码5的下方设有中砝码托块11，所述中砝码托块11的下端面与若干第二升降轴12顶部相连接，在所述小砝码6的下方设有小砝码托块13，所述小砝码托块13的下端面与若干第三升降轴14顶部相连接；

所述底部驱动系统2包括中心轴7、底座15、平面电机16、平面电机调节轮17、四个第一同步皮带轮18、两个第二同步皮带轮19和两个第三同步皮带轮20，所述中心轴8位于底座15中心，所述中心轴8通过皮带与平面电机调节轮17相连接，所述平面电机调节轮17与平面电机16相连接，所述第一同步皮带轮18与第一升降轴10一一对应且第一同步皮带轮18的中心转轴与第一升降轴10相连接，通过一根皮带分别连接四个第一同步皮带轮18与第一涨紧轮30组成同步旋转机构，其中一个第一同步皮带轮18与大电机21的转轴相连接，所述第二同步皮带轮19与第二升降轴12一一对应且第二同步皮带轮19的中心转轴与第二升降轴12相连接，所述第二升降轴12位置关于中心轴7对称，通过一根皮带分别连接两个第二同步皮带轮19与第二涨紧轮31组成同步旋转机构，所述第二涨紧轮31与中电机22的转轴相连接，所述第三同步皮带轮20与第三升降轴14一一对应且第三同步皮带轮20的中心转轴与第三升降轴14相连接，所述第三升降轴14位置关于中心轴7对称，通过一根皮带分别连接两个第三同步皮带轮20与第三涨紧轮32组成同步旋转机构，所述第三涨紧轮32与小电机23的转轴相连接；

所述中心轴7的上部伸出底座15，在所述中心轴7的顶部设有活塞24，在活塞24的顶部设有挂篮托盘25，所述塔状挂篮3的顶部盖板落在挂篮托盘25上，在所述塔状挂篮3的底部设有拨针26，在中心轴7位于塔状挂篮3底部下方的部分设有与拨针26相对应的导向轴承转轴27，保证上下自由移动且减少摩擦，在所述导向轴承转轴27上设有与拨针26相配合的拨针销28。

在上述的本发明一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计中，所述大砝码托盘9的下端中部为空腔，所述中砝码5位于所述空腔内。

在上述的本发明一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计中，所述小砝码6、中砝码5和大砝码4沿塔状挂篮3自下而上依次放置。

所述台阶8最多可设十二个，此时大砝码4数量为七个，中砝码5数量为一个，小砝码6数量为四个，加上塔状挂篮3、挂篮托盘25和活塞24的自重，对应可产生的最高压力为800MPa。而现有的一般的砝码加载方式的砝码总质量一般不超过160kg。

在所述中心轴7和底座15的交界处设有与中心轴7匹配的底盘轴承座29，所述中心轴7穿过底盘轴承座29中心。

本发明在测压时的工作过程如下：自下而上依次将小砝码6、中砝码5和大砝码4对应套设在塔状挂篮3上，启动装置后，平面电机16带动中心轴7旋转，中心轴7通过拨针26带动塔状挂篮3旋转，控制系统（PLC）根据所需压力对应选择大砝码4、中砝码5和小砝码6的数目，例如压力为280MPa，此时选择的大砝码4数目为二个、中砝码5数目为一个、小砝码6数目为二个，控制系统控制大电机21、中电机22和小电机23做功，从而带动对应的大砝码托盘9、中砝码托块11和小砝码托块13向上平稳移动一段距离，此时未被选中的大砝码4、中砝码5和小砝码6被对应的大砝码托盘9、中砝码托块11和小砝码托块13托起后与塔状挂篮3脱离。

上述过程中控制系统的控制过程为市面上大多PLC能够容易实现的，在此不对控制系统做过多描述。而活塞压力计中的测压机理也是本领域中技术人员所熟知的，活塞24的结构、中心轴7与活塞24的安装固定方式等对于本发明专利的不造成影响，故此不做赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计，其特征在于，该压力计包括砝码选择系统（1）和底部驱动系统（2）；

所述砝码选择系统（1）包括塔状挂篮（3）、大砝码（4）、中砝码（5）和小砝码（6），所述塔状挂篮（3）套设在中心轴（7）上，在所述塔状挂篮（3）的外壁设有若干个圈状台阶（8），所述若干个台阶（8）的外径自上而下依次变大，所述大砝码（4）、中砝码（5）和小砝码（6）分别通过与台阶（8）一一对应卡合套设在塔状挂篮（3）上，在所述大砝码（4）的下方设有大砝码托盘（9），所述大砝码托盘（9）的下端面与若干第一升降轴（10）顶部相连接，在所述中砝码（5）的下方设有中砝码托块（11），所述中砝码托块（11）的下端面与若干第二升降轴（12）顶部相连接，在所述小砝码（6）的下方设有小砝码托块（13），所述小砝码托块（13）的下端面与若干第三升降轴（14）顶部相连接；

所述底部驱动系统（2）包括中心轴（7）、底座（15）、平面电机（16）、平面电机调节轮（17）、若干第一同步皮带轮（18）、若干第二同步皮带轮（19）和若干第三同步皮带轮（20），所述中心轴（7）位于底座（15）中心，所述中心轴（7）通过皮带与平面电机调节轮（17）相连接，所述平面电机调节轮（17）与平面电机（16）相连接，所述第一同步皮带轮（18）与第一升降轴（10）一一对应且第一同步皮带轮（18）的中心转轴与第一升降轴（10）相连接，所述第一同步皮带轮（18）与第一涨紧轮（30）通过皮带连接为同步旋转机构，其中一个第一同步皮带轮（18）与大电机（21）的转轴相连接，所述第二同步皮带轮（19）与第二升降轴（12）一一对应且第二同步皮带轮（19）的中心转轴与第二升降轴（12）相连接，所述第二同步皮带轮（19）与第二涨紧轮（31）通过皮带连接为同步旋转机构，所述第二涨紧轮（31）与中电机（22）的转轴相连接，所述第三同步皮带轮（20）与第三升降轴（14）一一对应且第三同步皮带轮（20）的中心转轴与第三升降轴（14）相连接，所述第三同步皮带轮（20）与第三涨紧轮（32）通过皮带连接为同步旋转机构，所述第三涨紧轮（32）与小电机（23）的转轴相连接；

所述中心轴（7）的上部伸出底座（15），在所述中心轴（7）的顶部设有活塞（24），在活塞（24）的顶部设有挂篮托盘（25），所述塔状挂篮（3）的顶部盖板落在挂篮托盘（25）上，在所述塔状挂篮（3）的底部设有拨针（26），在中心轴（7）位于塔状挂篮（3）底部下方的部分设有与拨针（26）相对应的导向轴承转轴（27），在所述导向轴承转轴（27）上设有与拨针（26）相配合的拨针销（28）。

2.根据权利要求1所述的一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计，其特征在于，所述大砝码托盘（9）的下端中部为空腔，所述中砝码（5）位于所述空腔内。

3.根据权利要求1所述的一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计，其特征在于，所述小砝码（6）、中砝码（5）和大砝码（4）沿塔状挂篮（3）自下而上依次放置。

4.根据权利要求1所述的一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计，其特征在于，所述第一升降轴（10）的数目为四个，所述第一升降轴（10）分别位于正方形的四角。

5.根据权利要求1所述的一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计，其特征在于，所述第二升降轴（12）的数目为二个，二个所述第二升降轴（12）位置关于中心轴（7）对称。

6.根据权利要求1所述的一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计，其特征在于，所述第三升降轴（14）的数目为二个，二个所述第三升降轴（14）位置关于中心轴（7）对称。

7.根据权利要求1所述的一种自动加码的直顶式超高压活塞式压力计，其特征在于，在所述中心轴（7）和底座（15）的交界处设有与中心轴（7）匹配的底盘轴承座（29），所述中心轴（7）穿过底盘轴承座（29）中心。

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