CN204854901U - 一种高精度的大量程活塞式液体流量标准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高精度的大量程活塞式液体流量标准装置。本实用新型中的串联气缸本体固定在底座上；底座一侧安装有光栅尺；通过浮动接头连接活塞杆跟运动块；串联气缸本体的一侧与中间的出水口与缓冲盒连接；缓冲盒两侧连接有六个电磁阀；其中的三个电磁阀的进水口分别与放置在支架上的进水水箱一端相连接，另三个电磁阀的出水口与放置在工作台上的被检流量计入口处连接；被检流量计出口处通过后直不锈钢管与储水箱相连接。本实用新型采用标准的串联气缸，其内壁精度高，技术成熟，节约成本；同一套装置中使用不同内径大小的活塞缸作为标准器，在不同内径大小的活塞缸出口接检定量程不同的流量计，大大扩大了装置的流量范围。

Description

一种高精度的大量程活塞式液体流量标准装置

技术领域

本发明涉及一种液体流量标准装置，尤其是涉及一种高精度的大量程活塞式液体流量标准装置。

背景技术

流量计量广泛应用于工农业生产、国防建设、科学研究对外贸易以及日常生活各个领域中。在生活中，我们所能触及或者了解到的大多是大流量的测量，然而随着生物工程、精细化工和半导体制造业等行业的发展，微小流量的需求也逐渐的凸显出来。目前，流量标准装置检定的流量范围比较单一：对于大流量标准装置检定的流量相对较大，对于微小流量标准装置检定的流量相对较小。因此，对于不同量程的流量计的检定，有时就必须采用不同的标准装置，有时因为量程的关系，造成检定的精度不易确定，对检定的效果和结果造成影响，而且目前市场上的液体流量标准装置在安装时大多数采用刚性连接，若活塞杆跟丝杆安装时精度不高，出现不共线的现象，则会导致对活塞的使用寿命的降低，同时也提高了装置的误差，这无疑提高了对安装精度的要求，也是影响检定的效果和结果的重要因素。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明的目的在于提供一种高精度的大量程活塞式液体流量标准装置，解决了现有技术中对于不同量程的流量计的检定，必须采用不同的标准装置，造成检定的精度不易确定，对检定的效果和结果造成影响，也解决了由于活塞杆跟丝杆安装时精度不够高，出现不共线的现象，而导致活塞的使用寿命的降低，同时也使装置的误差提高的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型中伺服电机经减速器、联轴器与滚珠丝杠连接；滚珠丝杠两端分别通过滚珠丝杠支撑座固定在底座上，滚珠螺母固定在运动块的底部；滚珠丝杠两侧安装与其平行的直线导轨，安装在直线导轨上的滑块上面装有运动块，两根导向杆平行穿过运动块上的法兰直线轴承，其两端分别固定在底座上的两块竖直钢板，其中居中的竖直钢板上装有接近开关，另一侧接近开关安装在通过螺钉固定在底座上的接近开关支架上；串联气缸本体两侧通过螺钉固定在底座的左侧与中间的竖直钢板上，活塞杆的端部通过螺纹连接与浮动接头一侧固定，所述的浮动接头另一侧通过螺母固定在运动块的侧面；底座一侧安装了光栅尺，其读数头通过L型连接板与运动块连接；串联气缸本体的两侧与中间的出水口都分别通过不锈钢接头与缓冲盒连接；缓冲盒左右两侧分别与一个电磁阀相连接；其中一个电磁阀的进水口都分别通过不锈钢水管与放置在支架上的进水水箱一端相连接，另一个电磁阀的出水口都分别通过前直不锈钢管与放置在工作台上的被检流量计入口处连接；被检流量计出口处通过后直不锈钢管与储水箱相连接。

进一步说，所述的串联气缸本体采用的是标准串联气缸，其左腔体的内径比右腔体的内径大，两个腔体一侧分别固定在中间端盖上，中间端盖内部设有密封圈及导向环。所述的活塞杆的左腔杆的直径比右腔杆的直径小。

进一步说，当量程要扩大时，采用三到五个气缸进行同轴组合在一起形成串联气缸本体。

进一步说，所述的活塞杆上同时安装有分别与左腔体和右腔体相配合的活塞。

进一步说，所述的缓冲盒前后侧面分别装有压力传感器和温度传感器。

与背景技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中采用标准的串联气缸，其内壁精度高，技术成熟，节约成本；同一套装置中使用不同内径大小的气缸作为标准器，在不同内径大小的气缸出口接检定量程不同的流量计，大大扩大了装置的流量范围；不同内径大小的气缸是同轴心连接，与不同内径大小的活塞缸内壁配合的活塞固定在同一个活塞杆上，保证了装置的检定精度；采用高精度滚珠丝杠作为活塞驱动机构，用光栅尺测量活塞的位移；采用同一套驱动系统驱动多个活塞，提高了效率；装置上采用浮动接头连接活塞杆跟运动块，避免了由于活塞杆跟丝杆安装时精度不够高，出现不共线的现象，而导致活塞的使用寿命的降低，同时也使装置的误差提高的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的三维示意图。

图3是本发明的串联气缸内部结构示意图。

图中：1、伺服电机；2、接近开关；3、接近开关支架；4、直线导轨；5、导向杆；6、L型连接板；7、缓冲盒；8、电磁阀；9、不锈钢水管；10、串联气缸本体；11、缓冲盒；12、进水水箱；13、支架；14、压力传感器；15、缓冲盒；16、温度传感器；17、前直不锈钢管；18、被检流量计；19、储水箱；20、后直不锈钢管；21、被检流量计；22、工作台；23、被检流量计；24、活塞杆；25、浮动接头；26、运动块；27、滚珠丝杆；28、底座；29、滚珠丝杠支撑座；30、联轴器；31、减速器；32、光栅尺；33、右腔体；34、活塞；35、中间端盖；36、左腔体；37、活塞。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实施例公开了一种高精度的大量程活塞式液体流量标准装置，伺服电机1经减速器31、联轴器30与滚珠丝杠27连接；滚珠丝杠27两端分别通过滚珠丝杠支撑座29固定在底座28上，滚珠螺母固定在运动块26的底部；滚珠丝杠27两侧安装与其平行的直线导轨4，安装在直线导轨4上的滑块上面装有运动块26，两根导向杆5平行穿过运动块26上的法兰直线轴承，其两端分别固定在底座28上的两块竖直钢板，其中居中的竖直钢板上装有接近开关2，另一侧接近开关2安装在通过螺钉固定在底座28上的接近开关支架3上；串联气缸本体10两侧通过螺钉固定在底座28的左侧与中间的竖直钢板上，活塞杆24的端部通过螺纹连接与浮动接头25一侧固定，所述的浮动接头25另一侧通过螺母固定在运动块26的侧面；底座28一侧安装了光栅尺32，其读数头通过L型连接板6与运动块26连接；串联气缸本体10的两侧与中间的出水口都分别通过不锈钢接头与缓冲盒7、11、15连接；缓冲盒7、11、15左右两侧分别与一个电磁阀8相连接；其中一个电磁阀8的进水口都分别通过不锈钢水管9与放置在支架13上的进水水箱12一端相连接，另一个电磁阀8的出水口都分别通过前直不锈钢管17与放置在工作台22上的被检流量计18、21、23入口处连接；被检流量计18、21、23出口处通过后直不锈钢管20与储水箱19相连接。

所述的串联气缸本体10采用的是标准串联气缸，其左腔体36的内径比右腔体33的内径大，两个腔体一侧分别固定在中间端盖35上，中间端盖35内部设有密封圈及导向环。所述的活塞杆24的左腔杆的直径比右腔杆的直径小。当量程要扩大时，采用三到五个气缸进行同轴组合在一起形成串联气缸本体10。串联液压缸本体10内壁与活塞杆24都是不锈钢制成，具有防腐蚀性，保证了检定精度。

所述的活塞杆24上同时安装有与左腔体36和右腔体33相配合的活塞37、34，实现了同一套驱动系统驱动多个活塞37、34。

所述的缓冲盒7、11、15前后侧面分别装有压力传感器14和温度传感器16。根据活塞缸的热膨胀系数和弹性系数将温度与压力引起的形变误差进行修正，通过这种方法对装置作温度和压力补偿。控制系统有下位机和上位机PC组成，其功能为控制活塞运动的速度，采集被检流量计信号，传感器信号，分析检定结果。

本实用新型的工作过程如下：选取三种量程范围不同的被检流量计18、21、23，在串联气缸本体10的左腔体36出口与量程较大的被检流量计18相连接；在串联气缸本体10的右腔体33的左侧出口与量程较小的被检流量计21相连接；在串联气缸本体10的右腔体33的右侧出口与量程最小的被检流量计23相连接；设定检定流量，下位机控制伺服电机1按设定流量驱动活塞杆24向左侧运行时，带动左腔体36与右腔体33内的活塞37、34同时以稳定速度运动，产生流体源。由串联气缸本体10的左腔体36流出的液体经过缓冲盒15流经量程较大的被检流量计18；由串联气缸本体10的右腔体33左侧出口流出的液体经过缓冲盒11流经量程较小的被检流量计21。下位机控制伺服电机1按设定流量驱动活塞杆24向右侧运行时，由串联气缸本体10的右腔体33右侧出口流出的液体经过缓冲盒7流经量程最小的被检流量计23。光栅尺32将活塞37、34运动的位移反馈给控制系统。控制系统控制活塞37、34运动的速度，记录温度压力和检定时间，待检定时间到，同步停止采集信号，根据串联气缸本体10的左腔体36和右腔体33的有效内径和活塞移动的距离可以计算出标准流量，将不同量程的被检流量计18、21、23的示值与标准流量的示值相比较，可以得到不同量程的被检流量计18、21、23的示值误差。

当只需要检定较大量程的被检流量计18时，在串联气缸本体10的左腔体36出口与量程较大的被检流量计18相连接，串联气缸本体10的右腔体33两个口通过不锈钢水管9直接与储水箱19相连接；当只需要检定较小量程的被检流量计21时，在串联气缸本体10的右腔体33左侧出口与量程较小的被检流量计18相连接，串联气缸本体10的左腔体36出口及串联气缸本体10的右腔体33右侧出口通过不锈钢水管9直接与储水箱19相连接；当只需要检定最小量程的被检流量计23时，在串联气缸本体10的右腔体33右侧出口与量程最小的被检流量计23相连接，串联气缸本体10的左腔体36出口及串联气缸本体10的右腔体33左侧出口通过不锈钢水管9直接与储水箱19相连接。

串联气缸本体中的右腔体体积流量的计算：

串联活塞缸中的左腔体左出口的体积流量的计算：

串联活塞缸中的左腔体右出口的体积流量的计算：

式中各参数分别为：

——标准流量，mL/min

——活塞缸排除液体体积，mL

——测量时间，s

——右腔体内径大小，cm

——左腔体内径大小，cm

——活塞杆的左腔杆的直径，cm

——活塞杆的右腔杆的直径，cm

——活塞位移，cm

——被检流量计的偏差

Claims (5)

1.一种高精度的大量程活塞式液体流量标准装置，伺服电机（1）经减速器（31）、联轴器（30）与滚珠丝杠（27）连接；滚珠丝杠（27）两端分别通过滚珠丝杠支撑座（29）固定在底座（28）上，滚珠螺母固定在运动块（26）的底部；滚珠丝杠（27）两侧安装与其平行的直线导轨（4），安装在直线导轨（4）上的滑块上面装有运动块（26），两根导向杆（5）平行穿过运动块（26）上的法兰直线轴承，其两端分别固定在底座（28）上的两块竖直钢板，其中居中的竖直钢板上装有接近开关（2），另一侧接近开关（2）安装在通过螺钉固定在底座（28）上的接近开关支架（3）上；串联气缸本体（10）两侧通过螺钉固定在底座（28）的左侧与中间的竖直钢板上，活塞杆（24）的端部通过螺纹连接与浮动接头（25）一侧固定，所述的浮动接头（25）另一侧通过螺母固定在运动块（26）的侧面；底座（28）一侧安装了光栅尺（32），其读数头通过L型连接板（6）与运动块（26）连接；串联气缸本体（10）的两侧与中间的出水口都分别通过不锈钢接头与缓冲盒（7、11、15）连接；缓冲盒（7、11、15）左右两侧分别与一个电磁阀（8）相连接；其中一个电磁阀（8）的进水口都分别通过不锈钢水管（9）与放置在支架（13）上的进水水箱（12）一端相连接，另一个电磁阀（8）的出水口都分别通过前直不锈钢管（17）与放置在工作台（22）上的被检流量计（18、21、23）入口处连接；被检流量计（18、21、23）出口处通过后直不锈钢管（20）与储水箱（19）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度的大量程活塞式液体流量标准装置，其特征在于：所述的串联气缸本体（10）采用的是标准串联气缸，其左腔体（36）的内径比右腔体（33）的内径大，两个腔体一侧分别固定在中间端盖（35）上，中间端盖（35）内部设有密封圈及导向环，所述的活塞杆（24）的左腔杆的直径比右腔杆的直径小。

3.根据权利要求1所述的一种高精度的大量程活塞式液体流量标准装置，其特征在于：当量程要扩大时，采用三到五个气缸进行同轴组合在一起形成串联气缸本体（10）。

4.根据权利要求1所述的一种高精度的大量程活塞式液体流量标准装置，其特征在于：所述的活塞杆（24）上同时安装有分别与左腔体（36）和右腔体（33）相配合的活塞（37、34）。

5.根据权利要求1所述的一种高精度的大量程活塞式液体流量标准装置，其特征在于：所述的缓冲盒（7、11、15）前后侧面分别装有压力传感器（14）和温度传感器（16）。