CN207019739U - 一种测定不规则密封腔体容积的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测定不规则密封腔体容积的装置，包括机架、储液罐、暂存液容器、增压装置和抽真空装置，储液罐位于暂存液容器的上方，储液罐通过第一管路与增压装置相通，增压装置还与暂存液容器相连并在连接管路上设有第一阀门，暂存液容器通过第二管路分别与抽真空装置和待测定不规则密封腔体相连通构成一密闭管路，待测定不规则密封腔体位于暂存液容器的下方，在第一管路上设有用于控制储液罐中的液体工质流入增压装置的阀门；在第二管路上设有用于控制暂存液容器中作为标定液的液体工质流入待测定不规则密封腔体的阀门。本实用新型对不规则密封腔体的大小无限制，通用性好、操作简便，精确度高，适用于各种内部结构形状复杂的腔体。

Description

一种测定不规则密封腔体容积的装置

技术领域

本实用新型涉及一种测定不规则密封腔体容积的装置。

背景技术

相对于不规则密封腔体而言，规则密封腔体的容积测定较为简单。目前，用于标定规则密封腔体容积的方法有很多种，而且精确度也相当高。但是，由于不规则密封腔体的内部呈不规则形状，标定容积较为困难，因此，不规则密封腔体容积的标定方法十分有限。

现有标定不规则密封腔体容积的方法通常是体积标定方法，其中一种是气体体积标定方法，即先向不规则密封腔体中充入气体，然后再向装有水的容器中排出气体等一系列复杂操作，并通过数学方程计算出不规则密封腔体的容积。另一种是液体体积标定方法，即是向不规则密封腔体中充入液体工质，通过测定液体工质体积计算出不规则密封腔体的容积。也有针对体积较大的不规则密封腔体的液体体积标定方法，其是先向不规则密封腔体内充入液体，再增加隔液膜等装置来实现不规则密封腔体容积的标定。

但是，上述各种标定方法在操作过程中存在着以下缺陷：

⑴对不规则密封腔体的内部结构要求较高，当腔体内部结构较为复杂或者具有尖锐部分时，在操作过程中极易对隔液膜等附带装置造成损坏。

⑵操作复杂，且计算结果量大，在操作过程中，液体工质的残留量较多，误差大，精准度低。

⑶对于液体工质标定方法来说，其液体工质种类选择较为困难，部分液体工质会对目标材料造成一定程度的腐蚀，损害不规则密封腔体，从而增加成本。

⑷现有的体积标定方法适用于容积较小的密封腔体，对于容积大的密封腔体，现有的体积标定方法若无法实现充满密封腔体，则就无法测量出其容积，而若要分多次测量，就会带来精准度低，误差大的问题。因此，现有的体积标定方法对密封腔体的大小有限制，通用性差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低、操作方便、精准度高、适用范围广的测定不规则密封腔体容积的装置。

本实用新型的目的可以通过以下措施来实现，一种测定不规则密封腔体容积的装置，其特征在于：它包括机架、安装在机架上的用于盛装液体工质的储液罐、用于接收储液罐中液体工质的暂存液容器、用于向暂存液容器内施压的增压装置和抽真空装置，所述储液罐和暂存液容器均为密闭容器，且所述储液罐位于暂存液容器的上方，所述储液罐通过第一管路与增压装置相连通，所述增压装置还与暂存液容器相连并在连接管路上设有第一阀门，所述暂存液容器通过第二管路分别与抽真空装置和待测定不规则密封腔体相连通从而构成一密闭管路，所述待测定不规则密封腔体位于所述暂存液容器的下方，在所述第一管路上设有用于控制储液罐中的液体工质流入增压装置的阀门；在所述第二管路上设有用于控制暂存液容器中作为标定液的液体工质流入待测定不规则密封腔体的阀门。

本实用新型通过操作管路上设置的各阀门，可以多次向待测定不规则密封腔体内充入液体工质，即使待测定不规则密封腔体的容积大，通过多次充入液体工质即可测出待测定不规则密封腔体的容积大小，因此本实用新型对待测定不规则密封腔体的大小无限制，通用性好。而且，本实用新型操作过程简便，精确度高，对密封腔体内部结构要求低，适用于各种内部结构形状复杂的腔体，适用范围广。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述机架为密闭壳体，所述储液罐、暂存液容器、增压装置和抽真空装置均位于壳体中，其中，所述储液罐位于壳体的上部，所述暂存液容器位于壳体的中部，所述增压装置处于所述储液罐和暂存液容器之间，所述抽真空装置和待测定不规则密封腔体均位于壳体的下部。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述测定不规则密封腔体容积的装置还包括第一回收管路，所述第一管路主要由一竖向主路和两横向支路组成，所述第一管路上的阀门为第一电动三通阀，所述竖向主路与两横向支路通过第一电动三通阀相连，所述竖向主路还与储液罐的底面相连，其中一横向支路作为第一回收管路还与处于壳体外部的回收容器相连，另一横向支路还与增压装置相连。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述测定不规则密封腔体容积的装置还包括第二回收管路，所述第二管路主要由一竖向主路和两横向支路组成，所述第二管路上的阀门包括第二阀门、第三阀门和第二电动三通阀，所述第二阀门设置在所述竖向主路上，所述竖向主路与其中一横向支路的管身相连，且该横向支路作为所述的第二回收管路其一端与处于壳体外部的回收容器相连，另一端通过第二电动三通阀与待测定不规则密封腔体相连，所述第三阀门位于第二回收管路与主路相连部位之后的管段上，另一横向支路的一端连接所述抽真空装置，其另一端通过第二电动三通阀与待测定不规则密封腔体相连。

作为本实用新型的一种实施方式，所述增压装置采用气缸，所述气缸的上部和下部分别具有伸至壳体上的进气口，分别为上进气口和下进气口，气缸与暂存液容器之间的管路分别连接在气缸的底部和暂存液容器的顶面上。

作为本实用新型的一种改进，所述液体工质采用低温工质，低温工质不会对不规则密封腔体的目标材料造成腐蚀，因此成本低，而且，低温工质与不规则密封腔体内壁的附着力极小，不会残留在腔体内壁上以致影响下一次操作，因此，本实用新型计算结果准确，进一步提高了不规则密封腔体容积标定的精确度。

作为本实用新型的推荐方式，所述低温工质采用四氟乙烷、二氟二氯甲烷或二氟一氯甲烷，还可以采用其它现有的低温工质。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果：

⑴本实用新型操作过程简便，对密封腔体内部结构要求低，适用于各种内部结构形状复杂的腔体，适用范围广。

⑵本实用新型通过操作管路上设置的各阀门，可以多次向待测定不规则密封腔体内充入液体工质，即使待测定不规则密封腔体的容积大，通过多次充入液体工质即可测出待测定不规则密封腔体的容积大小，因此，本实用新型对待测定不规则密封腔体的大小无限制，通用性好。

⑶本实用新型的液体工质采用低温工质，成本低，而且低温工质与不规则密封腔体内壁的附着力极小，常温会汽化，不会残留在密封装置内壁上以致影响下一次操作，因此，本实用新型计算结果准确，精确度相对较高。

⑷本实用新型结构简单、成本低，实用性强，适于广泛推广和适用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的组成结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，是本实用新型一种测定不规则密封腔体容积的装置，它包括机架、安装在机架上的用于盛装液体工质15的储液罐1、用于接收储液罐1中液体工质15的暂存液容器2、用于向暂存液容器2内施压的增压装置和抽真空装置，储液罐1和暂存液容器2均为密闭容器，且储液罐1位于暂存液容器2的上方，在本实施例中，机架为密闭壳体3，储液罐1、暂存液容器2、增压装置和抽真空装置均位于壳体3中，其中，储液罐1位于壳体3的上部，暂存液容器2位于壳体3的中部，增压装置处于储液罐1和暂存液容器2之间，抽真空装置和待测定不规则密封腔体4均位于壳体3的下部，即抽真空装置和待测定不规则密封腔体4均位于暂存液容器2的下方，抽真空装置采用真空泵5，储液罐1通过第一管路与增压装置相连通，增压装置还与暂存液容器2相连并在连接管路上设有第一阀门6，暂存液容器2通过第二管路分别与真空泵5和待测定不规则密封腔体4相连通从而整体构成一密闭管路，在第一管路上设有用于控制储液罐1中的液体工质15流入增压装置的阀门，在第二管路上设有用于控制暂存液容器2中作为标定液的液体工质15流入待测定不规则密封腔体4的阀门。

在本实施例中，液体工质15采用低温工质，低温工质具体采用R134a，成本低，而且，低温工质与不规则密封腔体内壁的附着力极小，不会残留在密封腔体内壁上以致影响下一次操作。

在本实施例中，还包括第一回收管路8，第一管路主要由一竖向主路和两横向支路组成，第一管路上的阀门为第一电动三通阀7，竖向主路与两横向支路通过第一电动三通阀7相连，竖向主路还与储液罐1的底面相连，其中一横向支路作为第一回收管路8还与处于壳体3外部的回收容器相连，另一横向支路还与增压装置相连。

在本实施例中，还包括第二回收管路16，第二管路主要由一竖向主路和两横向支路组成，第二管路上的阀门包括第二阀门9、第三阀门10和第二电动三通阀11，第二阀门9设置在竖向主路上，竖向主路与其中一横向支路的管身相连，且该横向支路作为第二回收管路16其一端与处于壳体外部的回收容器相连，另一端通过第二电动三通阀11与待测定不规则密封腔体4相连，第三阀门10位于第二回收管路16与主路相连部位之后的管段上，另一横向支路的一端连接真空泵5，其另一端通过第二电动三通阀11与待测定不规则密封腔体4相连。

在本实施例中，增压装置采用气缸12，气缸12的上部和下部分别具有伸至壳体3上的进气口，分别为上进气口13和下进气口14，气缸12与暂存液容器2之间的管路分别连接在气缸12的底部和暂存液容器2的顶面上，通过从下进气口14向气缸12的下部内充入气体推动活塞向上移动，再从上进气口13向气缸12的上部内充入气体，从上进气口13充入的气体压力大于从下进气口14充入的气体压力，从而推动活塞向下移动，故将处于气缸下部中的气体压入暂存液容器2中，进而使标定液流入待测定不规则密封腔体4中。

一种上述测定不规则密封腔体容积的装置的操作方法，具体包括以下步骤：

⑴将待测定不规则密封腔体4安装在第二电动三通阀11用于连接待测定不规则密封腔体4的接口f上，预估待测定不规则密封腔体4的容积，准备低温工质R134a，并将R134a充入储液罐1中；

⑵关闭第一电动三通阀7用于连接第一回收管路8的接口c和用于连接第一管路竖向主路的接口a以及第三阀门10，其余阀门均处于开启状态，即第一电动三通阀7用于与气缸12相连的接口b、第二电动三通阀11用于连接待测定不规则密封腔体4的接口f、用于连接真空泵5的接口d和用于连接第二回收管路16的接口e、第一阀门6和第二阀门9均处于开启状态，气缸12的下进气口14关闭；

⑶开启真空泵5，抽出整个密闭管路中的空气，使整个密闭管路为真空状态，当真空泵5上真空表显示的压力值达到2×10^-3～5×10^-3Pa，再继续抽真空5～10分钟；

⑷关闭第二电动三通阀11用于与真空泵5相连的接口d，然后关闭真空泵5；

⑸关闭第二电动三通阀11用于与待测定不规则密封腔体4相连的接口f，开启第一电动三通7阀用于连接第一管路竖向主路的接口a，储液罐1中的R134a进入到暂存液容器2中作为标定液，当暂存液容器2内标定液的液位达到暂存液容器的容积刻度C1时，关闭第一电动三通阀7用于与第一管路的竖向主路相连的接口a，记录暂存液容器的容积刻度C1；

⑹启动气缸12，下进气口14开启，向气缸12的下进气口14充入气体，推动活塞向上移动，开启第二电动三通阀11用于与待测定不规则密封腔体4相连的接口f，再向气缸12的上进气口13充入气体，从上进气口13充入的气体压力大于从下进气口14充入的气体压力，且二者之和大于所用低温工质在测量温度下的饱和压力，即R134a在测量温度22℃下的饱和压力0.6051Mpa，推动活塞向下移动，对暂存液容器2中的标定液施压，标定液流入待测定不规则密封腔体4中；

①当暂存液容器2内标定液剩余，即是暂存液容器2的容积刻度C1大于待测定不规则密封腔体4的容积V，此时，关闭第二电动三通阀11用于与待测定不规则密封腔体4相连的接口f，并采用液位计或者精度流量计记录暂存液容器2内剩余标定液的液位容积刻度C2，0＜C2≤C1，注意观察暂存液容器2内标定液的溶液量，将近流完时，关闭第二阀门9，可以避免因此所造成的计量误差。完成待测定不规则密封腔体4充装，转入步骤⑺；

②当暂存液容器2内标定液的液面大于0刻度并接近0刻度时，将第二阀门的阀口调小，使标定液的液面缓慢下降，当标定液的液面下降至0刻度时，立即关闭第二阀门，此时，暂存液容器2内标定液全部进入到待测定不规则密封腔体4中，即是暂存液容器2的满液容积刻度C1小于或等于待测定不规则密封腔体4的容积V，关闭第二电动三通阀11用于与待测定不规则密封腔体4相连的接口f，开启第二阀门和第三阀门，对管路中的标定液进行回收，完成回收后，关闭第三阀门，开启第二电动三通阀11用于与真空泵5相连的接口d，开启抽真空装置，抽出整个密闭管路中的空气，使整个密闭管路为真空状态；关闭第二电动三通阀用于与抽真空装置相连的接口，然后关闭抽真空装置；开启第一电动三通阀用于连接第一管路竖向主路的接口，储液罐中的液体工质进入到暂存液容器中作为标定液，当暂存液容器内标定液的液位达到暂存液容器的容积刻度C1时，关闭第一电动三通阀用于与第一管路的竖向主路相连的接口，并记录暂存液容器的容积刻度C1；转入步骤⑹；重复本步骤N次，N≥1，直至暂存液容器2内的标定液有剩余，记录暂存液容器2内剩余标定液的液位容积刻度C2和每次的暂存液容器的容积刻度C1，完成待测定不规则密封腔体充装，转入步骤⑻；

⑺计算标定液充装量，即：

V＝C1-C2 公式①

转入步骤⑼；

⑻计算标定液充装量，即：

V＝C1×N+(C1-C2) 公式②

其中C1、C2的单位如果是毫升或其他体积单位，则计算以后直接得到该不规则密封腔体的容积，如果C1、C2的单位不是毫升或其他体积单位则需要进行换算，然后再得到体积数值；

转入步骤⑼；

⑼开启第一电动三通阀7用于连接第一回收管路8的接口c和第三阀门10，密闭管路中残留的R134a流至回收容器中进行回收，其中第一回收管路8中的R134a按照A方向流动，第二回收管路16中的R134a按照B方向流动。存留在管路内的低温工质在常温常压下会气化，无需清理，善尾工作量小。

本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型低温工质的种类、机架的具体结构、抽真空装置、增压装置、第一管路和第二管路的具体形式等还具有其它的实施方式。因此，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型保护范围之内。

Claims (7)

1.一种测定不规则密封腔体容积的装置，其特征在于：它包括机架、安装在机架上的用于盛装液体工质的储液罐、用于接收储液罐中液体工质的暂存液容器、用于向暂存液容器内施压的增压装置和抽真空装置，所述储液罐和暂存液容器均为密闭容器，且所述储液罐位于暂存液容器的上方，所述储液罐通过第一管路与增压装置相连通，所述增压装置还与暂存液容器相连并在连接管路上设有第一阀门，所述暂存液容器通过第二管路分别与抽真空装置和待测定不规则密封腔体相连通从而整体构成一密闭管路，所述待测定不规则密封腔体位于所述暂存液容器的下方，在所述第一管路上设有用于控制储液罐中的液体工质流入增压装置的阀门，在所述第二管路上设有用于控制暂存液容器中作为标定液的液体工质流入待测定不规则密封腔体的阀门。

2.根据权利要求1所述的测定不规则密封腔体容积的装置，其特征在于：所述机架为密闭壳体，所述储液罐、暂存液容器、增压装置和抽真空装置均位于壳体中，其中，所述储液罐位于壳体的上部，所述暂存液容器位于壳体的中部，所述增压装置处于所述储液罐和暂存液容器之间，所述抽真空装置和待测定不规则密封腔体均位于壳体的下部。

3.根据权利要求2所述的测定不规则密封腔体容积的装置，其特征在于：所述测定不规则密封腔体容积的装置还包括第一回收管路，所述第一管路主要由一竖向主路和两横向支路组成，所述第一管路上的阀门为第一电动三通阀，所述竖向主路与两横向支路通过第一电动三通阀相连，所述竖向主路还与储液罐的底面相连，其中一横向支路作为第一回收管路与处于壳体外部的回收容器相连，另一横向支路还与增压装置相连。

4.根据权利要求3所述的测定不规则密封腔体容积的装置，其特征在于：所述测定不规则密封腔体容积的装置还包括第二回收管路，所述第二管路主要由一竖向主路和两横向支路组成，所述第二管路上的阀门包括第二阀门、第三阀门和第二电动三通阀，所述第二阀门设置在所述竖向主路上，所述竖向主路与其中一横向支路的管身相连，且该横向支路作为第二回收管路其一端与处于壳体外部的回收容器相连，另一端通过第二电动三通阀与待测定不规则密封腔体相连，所述第三阀门位于第二回收管路与主路相连部位之后的管段上，另一横向支路的一端连接所述抽真空装置，其另一端通过第二电动三通阀与待测定不规则密封腔体相连。

5.根据权利要求4所述的测定不规则密封腔体容积的装置，其特征在于：所述增压装置采用气缸，所述气缸的上部和下部分别具有伸至壳体上的进气口，分别为上进气口和下进气口，气缸与暂存液容器之间的管路分别连接在气缸的底部和暂存液容器的顶面上。

6.根据权利要求5所述的测定不规则密封腔体容积的装置，其特征在于：所述液体工质采用低温工质。

7.根据权利要求6所述的测定不规则密封腔体容积的装置，其特征在于：所述低温工质采用四氟乙烷、二氟二氯甲烷或二氟一氯甲烷。