CN203572541U - 精密流体体积调节器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精度更高、结构简单、成本较低的精密流体体积调节器。其包括活塞杆及与活塞杆滑动配合的活塞筒，活塞杆与活塞筒之间设置有密封，活塞杆、活塞筒及密封围成的体积调节腔设置有位于活塞筒上的开口，活塞筒与内丝套固定连接，活塞杆的伸出端穿过内丝套后通过轴承安装在外丝套上，并与外丝套轴向固定连接；所述内丝套和外丝套为螺纹连接，内丝套和活塞杆上分别设置相互配合的导向滑槽和滑块；所述滑块的滑动轨迹线为与活塞杆的中心线平行的直线。本实用新型精密流体体积调节器尤其适合用于小体积的精密计量，能满足我国广泛应用的变压吸附气体分离工程中，对各类吸附剂测试、检验的需要，显然也可作为液体体积调节器使用。

Description

精密流体体积调节器

技术领域

本实用新型涉及一种体积计量装置，尤其是一种精密流体体积调节器。

背景技术

在我国广泛应用的变压吸附（PSA）气体分离工程中，大量使用分子筛、活性炭、硅胶等吸附剂。吸附剂性能的好坏，直接关系到工程造价、产品质量和工程质量。因此，对吸附剂的研发生产，工程应用等，都需要对吸附剂进行检测和测试。在吸附剂检测仪器上，都需要能对气体体积精密控制的仪器，即精密气体体积调节器。在气体吸附剂测试装置中，需要对吸附剂吸附气体的体积进行精确的计量，其精度要求（分辨率）通常为0.01ml。常规的单一刻度的流体体积调节器都达不到该精度要求。

目前，在变压吸附（PSA）气体分离工程中，对各类吸附剂测试、检验中使用的气体体积调节器通常采用国外设备，其结构复杂，体积较大，成本高昂。为此，希望研发出一种能满足常规气体吸附剂测试装置对气体体积测量的精度要求的精密流体体积调节器，更希望研发出一种不但能实现小体积的精密计量装置，而且成本较低的精密流体体积调节器。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种比单一刻度的体积调节器调节精度更高的精密流体体积调节器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：精密流体体积调节器，包括活塞杆及与活塞杆滑动配合的活塞筒，活塞杆与活塞筒之间设置有密封，活塞杆、活塞筒及密封围成的体积调节腔设置有位于活塞筒上的开口，所述活塞杆的驱动装置为转动驱动装置，所述转动驱动装置通过转动/平移转换机构与活塞杆连接。活塞杆的轴向位移可反映为其转动驱动装置的角度位移，则平行于活塞杆轴线的轴向单位刻度可以与与转动驱动装置同心的某一圆周上的相应等分分度相对应，轴向位移反映所述体积调节腔的相应体积变化，角度位移可折算为轴向位移，从而可根据精度需要将体积刻度放大，提高体积的调节精度等级。

所述的转动/平移转换机构可以借鉴采用常规机械领域中常见的能够实现将转动转换为平移的机构，例如，公告日为1991年12月11日的公告号为CN2090304U的“推拉式快速扳手”中公开的一种转动/平移转换机构，只不过将其从动端作为主动端，主动端作为从动端即可。或者，蜗轮蜗杆机构。

为使得结构小巧紧凑，所述转动/平移转换机构包括相互螺纹连接的内丝套和外丝套，内丝套与活塞筒固定连接，所述活塞杆的伸出端穿过内丝套后通过轴承安装在外丝套上并与外丝套轴向固定连接，内丝套和活塞杆上分别设置相互配合的导向滑槽和滑块，所述滑块的滑动轨迹线为与活塞杆的中心线平行的直线。

所述活塞杆的伸出端与端盖固定连接，端盖为外丝套的轴向限位。

所述端盖为外径与外丝套的端面直径相等的圆形端盖，外丝套的外圆周面上附着有分度标记，端盖的外圆周面上附着有基准线标记。

与所述密封相适配的密封安装槽设置于活塞筒内，所述密封由内丝套轴向固定。

所述密封包括横截面呈“弓”字形的内密封套，内密封套的内侧设置双层内密封圈，内密封套的外侧亦设置双层外密封圈。

所述内丝套通过压紧套及螺钉固定连接在活塞筒上。

所述活塞筒通过所述的螺钉固定在支座上。

所述活塞筒上的平衡开口为与活塞筒同心的通孔。

所述活塞筒上的开口处螺纹连接有接口管。

所述外丝套上连接有转动手柄作为活塞杆的驱动装置。

本实用新型的有益效果是：结构简单、成本较低、精度较高，最小分辨率可达0.01ml，尤其适合用于小体积的精密计量，能满足我国广泛应用的变压吸附气体分离工程中，对各类吸附剂测试、检验的需要，也可作为液体精密流体体积调节器使用。

附图说明

图1是本实用新型精密流体体积调节器的主视图（刻度处于标定“零”位）。

图2是本实用新型精密流体体积调节器的另一主视图（刻度处于非标定“零”位的某一位置）。

图3是本实用新型精密流体体积调节器的刻度位置示意图。

图4是图1的左视图。

图中标记为：1-内丝套，2-滑块，3-活塞杆，4-轴承，5-锁紧螺母，6-端盖，7-端盖固定螺钉，8-外丝套，9-转动手柄，10-内密封套，11-内密封圈，12-螺钉，13-压紧套，14-支座，15-外密封圈，16-接口管，17-开口，18-导向滑槽，19-活塞筒，20-分度标记，21-密封安装槽，22-体积调节腔，23-活塞筒支承孔，24-轴肩，25-垫圈,26-基准线标记，27-等分刻度标记。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的精密流体体积调节器包括活塞杆3及与活塞杆3滑动配合的活塞筒19，活塞杆3与活塞筒19之间设置有密封，活塞杆3、活塞筒19及密封围成的体积调节腔22设置有位于活塞筒19上的开口17，所述活塞筒19与内丝套1固定连接，所述活塞杆3的伸出端穿过内丝套1后通过轴承4安装在外丝套8上并与外丝套8轴向固定连接，所述内丝套1和外丝套8螺纹连接，内丝套1和活塞杆3上分别设置相互配合的导向滑槽18和滑块2，所述滑块2的滑动轨迹线为与活塞杆3的中心线平行的直线。所述方案中，通过内丝套1和外丝套8组成附着于活塞筒19的螺旋顶推装置来带动活塞杆3的轴向往复移动，同时，由于设置了轴向的导向滑槽18和滑块2，当外丝套8转动时，活塞杆3不会跟着转动，活塞杆3的轴向位移可反映为外丝套8相对于内丝套1的角度位移，则轴向单位刻度可以与外丝套8圆周上的相应等分分度相对应，轴向位移可换算为所述体积调节腔22的体积变化，从而可根据精度需要将体积刻度放大，提高体积的调节精度等级。此外，密封与活塞杆3之间的滑动摩擦力只存在于轴向，在切向只有静摩擦力而没有滑动摩擦力，因此，密封的使用寿命更长，由于摩擦而对体积调节腔22内的流体尤其是气体的温度影响更小，有利于得到更准确的结果，如果采用驱动装置为直线运动带动活塞杆转动的方式，摩擦更大，尤其应用于气体体积调节时，影响会大一些，相对降低了调节精度。

如图1所示，所述活塞杆3的伸出端与端盖6固定连接，端盖6为外丝套8的轴向限位，便于将端盖6作为外丝套8的转动角度参照物，简化了精密流体体积调节器的结构。

如图1所示，所述外丝套8的外圆周面上附着有分度标记20，端盖6为外径与外丝套8的端面直径相等的圆形端盖，端盖6的外圆周面上附着有基准线标记26，便于观察刻度。

如图1所示，与所述密封相适配的密封安装槽21设置于活塞筒19内，所述密封由内丝套1轴向固定，简化了密封的装配结构，使得本实用新型的精密流体体积调节器结构更紧凑。

如图1所示，所述密封包括横截面呈“弓”字形的内密封套10，内密封套10的内侧设置双层内密封圈11，内密封套10的外侧亦设置双层外密封圈15，保证了密封效果。

如图1所示，所述内丝套1通过压紧套13及螺钉12固定连接在活塞筒19上，便于组装，也便于更换密封。

如图1所示，所述活塞筒19通过螺钉12固定在支座14上，简化了活塞筒固定结构，使得本实用新型的精密流体体积调节器结构更紧凑。

如图1所示，所述活塞筒19上的开口17为与活塞筒19同心的通孔，使得气体或液体从所述体积调节腔内排出或吸入时能够基本匀速地流动，所述活塞筒19上的开口17处螺纹连接有接口管16，方便连接进排气管或进排液管。

如图1所示，以下结构可实现体积的手动调节，即外丝套8的转动方式为手动，所述外丝套8上连接有转动手柄9作为活塞杆3的驱动装置，从而可方便省力地调节活塞杆3的位移。显然，还可以有其它许多种常规方式来实现外丝套8的转动，不一一列举。

实施例：

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的精密流体体积调节器包括支座14、活塞杆3及与活塞杆3滑动配合的活塞筒19，支座14上设置有活塞筒支承孔，活塞筒19位于活塞筒支承孔中，活塞筒19内设置有密封安装槽21，密封安装槽21与套接在活塞杆3上的密封相匹配，所述密封包括横截面呈“弓”字形的内密封套10，内密封套10的内侧设置双层内密封圈11，内密封圈11位于内密封套10和活塞杆3之间，内密封套10的外侧亦设置双层外密封圈15，外密封圈15位于内密封套10和活塞筒19之间，活塞杆3、活塞筒19及所述密封围成的体积调节腔22设置有位于活塞筒19上的开口17，开口17为与活塞筒19同心的通孔，开口17处螺纹连接有接口管16，所述密封由内丝套1轴向固定，内丝套1通过压紧套13和螺钉12连接在活塞筒19和支座14上，活塞杆3的伸出端设置有轴肩24并通过一对平面推力轴承4支承在外丝套8的内孔中，外丝套8与内丝套1螺纹连接，从所述轴肩24到伸出端端面依次为第一推力轴承、外丝套8的内孔、第二推力轴承、垫圈25和锁紧螺母5，伸出端与端盖6通过位于端盖6中心的端盖固定螺钉7固定连接，端盖6为外径与外丝套8的端面直径相等的圆形端盖，端盖6作为外丝套8的轴向限位，内丝套1上设置有与活塞杆3的中心线平行的导向滑槽18，活塞杆3上设置有与导向滑槽18相配合的滑块2，滑块2可采用连接在活塞杆3径向的定位螺钉。外丝套8的外圆周面上附着有分度标记20，该分度标记20为将所述外圆周等分为100份的蚀刻标记线，相邻两根蚀刻标记线之间的弧长所对应的圆心角为3.6°，端盖6的外圆周面上附着有基准线标记26，外丝套8上设置有沿轴向的等分刻度标记27，相邻的等分刻度线之间的距离等于外丝套8转动一个圆周时活塞杆3的位移绝对值，且该位移绝对值换算成体积调节腔22的体积变化值恰好为1ml。

所述精密流体体积调节器结构比较简单，用于调节控制气体时，精度高，最小分辨率为0.01ml，其测量总误差△＜0.15%。活塞筒19及活塞杆3、内丝套1、外丝套8宜采用合金制作，耐腐蚀，耐磨损，密封性能好，在1.0MPa压力及以下可无泄漏，使用寿命长，维护保养也比较简单，尤其适合用于100ml以下小体积的精密计量，可以广泛应用于需要气体体积精密计量的各类气体测试仪器上。如PSA吸附剂的检测仪，小容器体积的标定检测等。

Claims (10)

1.精密流体体积调节器，包括活塞杆（3）及与活塞杆（3）滑动配合的活塞筒（19），活塞杆（3）与活塞筒（19）之间设置有密封，活塞杆（3）、活塞筒（19）及密封围成的体积调节腔（22）设置有位于活塞筒（19）上的开口（17），其特征是：所述活塞杆（3）的驱动装置为转动驱动装置，所述转动驱动装置通过转动/平移转换机构与活塞杆（3）连接。

2.如权利要求1所述的精密流体体积调节器，其特征是：所述转动/平移转换机构包括相互螺纹连接的内丝套（1）和外丝套（2），内丝套（1）与活塞筒（19）固定连接，所述活塞杆（3）的伸出端穿过内丝套（1）后通过轴承（4）安装在外丝套（8）上并与外丝套（8）轴向固定连接，内丝套（1）和活塞杆（3）上分别设置相互配合的导向滑槽（18）和滑块（2），所述滑块（2）的滑动轨迹线为与活塞杆（3）的中心线平行的直线。

3.如权利要求2所述的精密流体体积调节器，其特征是：所述活塞杆（3）的伸出端与端盖（6）固定连接，端盖（6）为外丝套（8）的轴向限位。

4.如权利要求3所述的精密流体体积调节器，其特征是：所述外丝套（8）的外圆周面上附着有分度标记（20），端盖（6）为外径与外丝套（8）的端面直径相等的圆形端盖，端盖（6）的外圆周面上附着有基准线标记。

5.如权利要求2、3或4所述的精密流体体积调节器，其特征是：与所述密封相适配的密封安装槽（21）设置于活塞筒（19）内，所述密封由内丝套（1）轴向固定。

6.如权利要求5所述的精密流体体积调节器，其特征是：所述密封包括横截面呈“弓”字形的内密封套（10），内密封套（10）的内侧设置双层内密封圈（11），内密封套（10）的外侧亦设置双层外密封圈（15）。

7.如权利要求5所述的精密流体体积调节器，其特征是：所述内丝套（1）通过压紧套（13）及螺钉（12）固定连接在活塞筒（19）上。

8.如权利要求7所述的精密流体体积调节器，其特征是：所述活塞筒（19）通过所述的螺钉（12）固定在支座（14）上。

9.如权利要求1、2、3或4所述的精密流体体积调节器，其特征是：所述活塞筒（19）上的开口（17）处螺纹连接有接口管（16）。

10.如权利要求2、3或4所述的精密流体体积调节器，其特征是：所述外丝套（8）上连接有转动手柄（9）作为活塞杆（3）的驱动装置。

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