CN204533003U - 一种差动平衡式电动气体增压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种差动平衡式电动气体增压器，包括基座、安装在基座上的增压器本体和与增压器本体相连用于提供动力来源的动力电机；所述增压器本体中部设有一与所述动力电机相连并能转动的丝杠，丝杠左右两侧对称设有两个活塞筒，活塞筒中上下对称设有两段活塞杆和在活塞杆端部的活塞；两侧活塞筒上端设有进气单向阀，下端设有排气单向阀；两段活塞杆通过推板连接在与丝杠相配合并的丝杠螺母外侧。该差动平衡式电动气体增压器能够确定增压压力最高值和控制增压速度，实现了小流量，大的压力变化的需求，主要应用于压力仪表检定，为自动化压力控制器提供安全、稳定、可靠、较高压力的驱动气体。

Description

一种差动平衡式电动气体增压器

技术领域

本实用新型涉及增压器技术领域，特别是涉及一种差动平衡式电动气体增压器。

背景技术

随着科技的进步，气体增压器因使用高压气体为造压介质在压力仪表检定行业开始逐渐应用，并有以下三个优点，一、气体不会对被检定的仪表造成污染，减少清理环节；二、由于气体是可压缩，容易控制达到一个稳定的压力，适合仪表的对比检定模式；三、气体来源方便。

目前的气体增压器都是工业上使用的设备，其特点为流量大，增压范围固定；较多采用的是液压活塞系统推动气压活塞系统实现气体的增压或者是采用气体活塞系统推动气体活塞系统增压这两种增压方式。第一种增压方式是通过增压系统控制单向阀等机构循环利用液体压力推动大面积的活塞，产生大的推力推动气体活塞，完成气体压力的提升，这种增压方式需要有较复杂的液压系统才能实现，且需要进行液压和气压两个系统的配合实现；众所周知，一般的液压系统体积较大，占用空间较大，耗费功率较大，效能转换较低，噪音较大，因此不适合实验室设备使用。第二种增压方式的原理是利用大面积活塞里的低压气体，产生大的推力推动小面积的活塞系统，压缩低压气体，实现低压气体压力提升，在每次气体增压的过程中，都需要全部排放掉大面积活塞里的气体，因此提供的低压气体的流量要足够的大，才能满足连续增压使用，这样耗费的低压气体量非常大，需要配套足够流量的低压造压设备来满足大的耗气量，同时气体排放时会产生较大的噪音，这也是在室内实验室状态不能接受的；此种增压方式中低压气源系统和增压系统配合使用组成的系统体积也很大，两种系统连接的管路很多、控制复杂，需要同时配备两个系统的控制来完成整个增压过程。这两种增压方式所使用到的设备主要是满足工业上大流量气源使用的，然而在压力仪表校验行业中，利用气体介质检定时，耗气量较少，需要随时能够产生较大范围的高压气体，这是目前上述设备无法做到的。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种流量小、压力高、体积小的用于压力仪表检定的差动平衡式电动气体增压器，包括基座、安装在基座上的增压器本体和与增压器本体相连用于提供动力来源的动力电机；

所述增压器本体中部设有一与所述动力电机相连并能转动的丝杠，丝杠左右两侧 对称设有两个活塞筒，活塞筒中上下对称设有两段活塞杆和在活塞杆端部的活塞；两段活塞杆通过推板连接在与丝杠相配合并的丝杠螺母外侧；左侧活塞筒上、下端设有两个进气单向阀，右侧活塞筒上、下端则设有两个排气单向阀；上、下端的进气单向阀和排气单向阀分别固定在基座上、下端的配气端板上。

所述动力电机安装有一传动轮，传动轮通过传动带与所述丝杠一端的转动轮连接。

所述丝杠左侧的活塞杆外侧还设有通过控制动力电机上的传动轮换向而实现活塞往复运动的两个位置开关。

所述丝杠一端通过能够阻止丝杠上下移动的锥面轴承固定在压紧于基座上的轴承调整压板上。

所述丝杠的另一端通过能够阻止丝杠左右移动的深沟球轴承固定在基座上。

所述深沟球轴承由锁紧螺母锁紧套在丝杠外表面。

两段所述活塞杆通过推板两侧的对称孔锁紧在一起。

所述配气端板通过过渡接头与基座连接。

所述过渡接头通过螺栓与活塞筒连接在一起。

过渡接头上设有密封圈与活塞筒和配气端板分别形成密封空间。

本实用新型提供的用于压力仪表检定的差动平衡式电动气体增压器是一种小型化的气体增压装置，利用电机作为动力设备，增压结构对称平衡放置，巧妙克服气体压缩后的返回冲击和丝杠推进时的不平衡，利用换向开关直接控制丝杠的正、反转，实现循环增压，同时由于增压气缸对称放置，增压器可以利用被增压的气体压力作为基础压力，对基础压力实施定量增压，实现差动模式，随着基础压力的变化，确定增压压力最高值和控制增压速度，实现了小流量，大的压力变化的需求，主要应用于压力仪表检定，为自动化压力控制器提供安全、稳定、可靠、较高压力的驱动气体。

附图说明

图1所示为本实用新型差动平衡式电动气体增压器的结构示意图；

图2所示为图1中A-A向的剖视图。

具体实施方式

本实用新型提供的差动平衡式电动气体增压器是一种将已经具有一定压力的气体通过活塞的往复运动使气体继续压缩，气体通过单向阀控制气体流向达到更高压力的气体增压装置，其基本构造由电机驱动丝杠转动，通过传动轮、传动带，带动与丝杠配合但是不能转动的丝杠螺母，将丝杠的转动运动转换成丝杠螺母的直线运动，由位置开关控制丝杠的正转和反转，带动固定在丝杠螺母上的活塞在活塞筒里往复运动； 不断地吸入、压缩活塞筒内气体实现气体增压。

以下结合附图和具体实施例，更具体地说明本实用新型的内容，并对本实用新型作进一步阐述，但这些实施例绝非对本实用新型有任何限制。本领域技术人员在本说明书的启示下对本实用新型实施例中所作的任何变动都将属于本实用新型权利要求书的范围内。

本实用新型提供了一种差动平衡式电动气体增压器，如图1和2所示，包括基座12、安装在基座12一侧的动力电机13和安装在基座上的增压器本体，动力电机通过传动轮14和传动带15与增压器本体连接，为增压器本体提供动力来源。

增压器本体中部有一丝杠08，丝杠08通过设在丝杠08一端的锥面轴承11和另一端的深沟球轴承18固定在基座12上，其中，丝杠08一端的锥面轴承11被轴承调整压板10通过螺栓压紧在基座12上，限制了丝杠08的轴向运动；丝杠08另一端的深沟球轴承18由锁紧螺母17锁紧套在丝杠08外，限制了丝杠08的径向运动。丝杠08有深沟球轴承18的一端设有转动轮20，通过传动带15与传动轮14相连，并在传动轮14的带动下可正向/反向旋转。丝杠左右两侧分别设有两个活塞筒03，活塞筒03内对称设有两段活塞杆05，活塞杆05与活塞筒03同心配合，两段活塞杆05通过推板06两侧的对称孔锁紧在一起，活塞杆端部连有活塞04。推板06与丝杠螺母07之间用螺栓固定,由于推板06被对称于丝杠08设置的活塞筒03限制转动，当丝杠08被传动轮14带动转动时，丝杠螺母07只能沿着丝杠08轴向直线移动，从而将丝杠08的转动运动转化为由推板06带动活塞杆05及活塞04的直线运动。

丝杠08左侧的活塞筒端部设有两个进气单向阀01，右侧的活塞筒端部设有两个排气单向阀02，丝杠08上部左右两侧的活塞筒连通，下部左右两侧的活塞筒连通。进气单向阀01和排气单向阀02密封固定在基座12上、下端的配气端板19上，配气端板19通过设有密封圈的过渡接头16与基座连接。由图2可以看出，基座12上部的活塞筒通过过渡接头16、进气单向阀01和排气单向阀02与配气端板19连接组成密封管路，基座12下部的活塞筒通过过渡接头16、进气单向阀01和排气单向阀02与配气端板19连接也组成密封管路。丝杠08左侧的两个进气单向阀01连有具有一定压力的气源，右侧的两个排气单向阀02接在需要高压气体的使用设备上。这样完成了气路的密封连接和进气/排气单向阀、配气端板的固定，进气单向阀01控制气体的单向进入，反向截止，排气单向阀控制气体的排出，反向截止。这种结构使得该增压器的整个气路简单且易于维护。

丝杠08左侧的活塞杆05外侧还设有两个位置开关09，当推板06在运动过程中触碰到此位置开关09，该位置开关09便通过控制电路来控制动力电机13的换向，动力电机13通过传动轮14带动传动带15驱动丝杠08上转动轮20的换向旋转，从而实 现推板06的往复运动，由此带动活塞杆05和活塞04运动实现气体压缩增压。位置开关09沿丝杠轴向放置在可以控制推板、活塞运动换向的位置，能够决定气体在活塞筒内压缩的效率，也是防止活塞与活塞筒顶紧的安全装置，是控制动力电机换向的主要部件。

本实用新型差动平衡式电动气体增压器的工作过程为：电机驱动传动轮转动，与传动轮相连的传动带将传动轮的转动传递给丝杠的转动轮，从而带动丝杠的转动，与丝杠配合的丝杠螺母将丝杠的转动运动转换成直线运动并传递给推板，带动与推板相连的活塞杆及活塞一起在活塞筒中做直线运动。当丝杠向左旋转时，活塞相对活塞筒向下运动，丝杠上部的活塞筒与活塞形成的密封空间增大，低压气体通过左侧的进气单向阀充满丝杠上部活塞筒与活塞的密封空间，通过进气单向阀完成低压气体单向流入活塞筒；丝杠下部的活塞筒与活塞形成的密封空间减小，其中的气体被压缩，压力增大；当压缩的气体达到或超过排气单向阀排出端压力时经右侧的排气单向阀将气体排出，这部分高压气体通过排气管路提供给高压气体使用设备。当推板碰到位置开关后电路控制动力电机反向旋转，直线运动的丝杠螺母也开始做反向直线运动，带动活塞向上运动，压缩丝杠上部活塞筒内已具有一定压力的气体，当压缩的气体达到或超过排气单向阀排出端压力时经右侧的排气单向阀将气体排出，这部分高压气体通过排气管路提供给高压气体使用设备。当推板触碰到另一个位置开关后触发控制电路，控制动力电机正向旋转，带动丝杠正转，同时带动丝杠螺母上的推板、活塞杆及活塞在活塞筒内向下直线运动，如此往复运动，不断地吸入、压缩活塞筒内气体实现气体增压。由于活塞杆和活塞相对推板对称放置，活塞面积均相同，当活塞和活塞杆在活塞筒内往复运动时，活塞和活塞筒密封空间扩大的吸入低压气体，密封空间减小的气体被压缩排出，吸入的气体压力抵消排出气体压力低压端压力，形成差压工作方式。如果低压输入端的压力比较高，高压输出的压力也会相应的增高，这样可以节省能源，达到更高的压力，并且丝杠在工作过程中受力平衡，因此将其称作差动平衡式电动气体增压器。

由此工作过程可以看出，该差动平衡式电动气体增压器通过位置开关09控制动力电机13换向，实现丝杠08正向/反向方向的转动，由丝杠螺母07带动推板06直线运动，推动活塞杆05上下移动，实现活塞04在活塞筒03内的上下移动，压缩由进气单向阀01进来的气体，当压缩气体压力高于排气单向阀02外部气体压力时，被压缩的气体经排气单向阀02排出，当推板06碰触位置开关09后，活塞停止并由电路控制电机反向旋转，活塞开始通过吸气单向阀01吸入气体，到另一个位置开关09停止，与丝杠对称的活塞同时运动，通过丝杠轴对称摆放的两个活塞共用一套进气单向阀01、排气单向阀02，两个对称平衡放置。面积相同的活塞同时承受丝杠、丝杠螺母07扭 转力产生径向力，使丝杠转动处于平衡受力状态，可以不再另加丝杠导向机构，简化了整体结构。

推板06向压缩活塞的方向运动，压缩气体，推板另一侧活塞吸入气体，吸入的气体保持气体的基础压力，可以抵消压缩部分的基础气体压力，实现差动模式，做功只要克服高出基础气体压力部分就可以了。丝杠螺母07固定在推板06上由对称排布的两侧活塞和活塞杆抵消其扭转力。活塞04压缩气体产生的推力由安装在基座上的对称放置的两盘锥面轴承11来抵消。

本实用新型提供的差动平衡式电动气体增压器在结构上采用对称结构方式实现了扭力的抵消和差动的模式，其增压压力是确定的，随着基础气体压力提高达到的压力也会提高，活塞筒对称摆放、活塞面积相同可以使丝杠受力达到平衡，使用电机作为动力驱动气体增压器适合实验室使用。

本实用新型提供的差动平衡式电动气体增压器中，基础气体压力可以是稳定的气瓶提供的气体压力，也可以是压缩机提供的压缩空气。通过进气单向阀进入活塞筒，当活塞往复移动时，向着活塞筒腔体增大的方向移动，带压气体被吸入；当活塞移动向着活塞筒腔体减小方向移动时，压缩吸入有固定压力的气体，当压缩的气体压力大于排出端气体压力时，从排气单向阀排出，这样循环运动就完成了气体的增压功能；活塞相对丝杠轴向对称放置，这样达到丝杠两侧的扭转力均衡受力，活塞杆承受的径向力减小，简化了丝杠的组装形式。通过位置开关控制电机换向和活塞运动位置，对称放置的活塞往复都压缩气体，效率最大化，整体设备占用的空间比较小，结构紧凑。电机作为动力源，噪音小，满足实验室的使用要求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种差动平衡式电动气体增压器，其特征在于，包括基座、安装在基座上的增压器本体和与增压器本体相连用于提供动力来源的动力电机；

所述增压器本体中部设有一与所述动力电机相连并能转动的丝杠，丝杠左右两侧对称设有两个活塞筒，活塞筒中上下对称设有两段活塞杆和在活塞杆端部的活塞；两段活塞杆通过推板连接在与丝杠相配合并的丝杠螺母外侧；左侧活塞筒上、下端设有两个进气单向阀，右侧活塞筒上、下端则设有两个排气单向阀；上、下端的进气单向阀和排气单向阀分别固定在基座上、下端的配气端板上。

2.根据权利要求1所述差动平衡式电动气体增压器，其特征在于，所述动力电机安装有一传动轮，传动轮通过传动带与所述丝杠一端的转动轮连接。

3.根据权利要求2所述差动平衡式电动气体增压器，其特征在于，所述丝杠左侧的活塞杆外侧还设有通过控制动力电机上的传动轮换向而实现活塞往复运动的两个位置开关。

4.根据权利要求3所述差动平衡式电动气体增压器，其特征在于，所述丝杠一端通过能够阻止丝杠上下移动的锥面轴承固定在压紧于基座上的轴承调整压板上。

5.根据权利要求4所述差动平衡式电动气体增压器，其特征在于，所述丝杠的另一端通过能够阻止丝杠左右移动的深沟球轴承固定在基座上。

6.根据权利要求5所述差动平衡式电动气体增压器，其特征在于，所述深沟球轴承由锁紧螺母锁紧套在丝杠外表面。

7.根据权利要求1-6任一所述差动平衡式电动气体增压器，其特征在于，两段所述活塞杆通过推板两侧的对称孔锁紧在一起。

8.根据权利要求7所述差动平衡式电动气体增压器，其特征在于，所述配气端板通过过渡接头与基座连接。

9.根据权利要求8所述差动平衡式电动气体增压器，其特征在于，所述过渡接头通过螺栓与活塞筒连接在一起。

10.根据权利要求9所述差动平衡式电动气体增压器，其特征在于，过渡接头上设有密封圈与活塞筒和配气端板分别形成密封空间。