CN207019753U - 一种标准流量产生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种标准流量产生装置。其包括固定支架，所述固定支架内固定设置有至少一组电机缸组件，每组电机缸组件包括两个活塞式液压缸、一个滚珠丝杠、驱动滚珠丝杠转动的驱动机构，所述驱动机构、所述液压缸的缸体均固定安装在所述固定支架内的主安装基准板上，两个所述液压缸的活塞杆端部均与一连接板连接，所述滚珠丝杠的一端与所述驱动机构连接，所述滚珠丝杠的两端通过轴承座分别安装在所述固定支架内的主安装基准板和辅安装基准板上，所述连接板通过丝母安装在所述滚珠丝杠上，所述驱动机构为伺服电机或为由伺服电机驱动的减速机。本实用新型可在外部管路里产生精确、稳定的瞬时流量，其具有较宽的流量输出范围、具有较高的工作效率。

Description

一种标准流量产生装置

技术领域

本实用新型涉及一种标准流量产生装置，主要用于超声波流量计量仪表的测试和校准。

背景技术

流量计量对于保证产品质量、充分利用能源、提高生产效率、促进科学技术的发展等都具有重要意义，一直以来受到各国政府和企业的重视。随着超声波水表和超声波气表在国内外的研发和应用，现今使用较多的基于质量法、容积法的标准流量产生装置凸显出了小流精度差、流量范围窄、流量产生效率低等较多的局限性，不适用于超声波计量特点的水表和气表的研发期测试和量产校表。

超声波流量计量仪表是利用超声波在液体或气体介质中顺流、逆流传输的时间差与介质流速的关系而计算出介质流量的仪表。现有的质量法、体积法流量装置是通过控制水泵的启停、阀门的开度等措施调节出不同的流量，无法产生精确稳定的瞬时流量，不适用于超声波流量仪表的测试和校准。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种可在外部管路里产生精确、稳定的瞬时流量的标准流量产生装置，其具有较宽的流量输出范围、具有较高的工作效率。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种标准流量产生装置，其特征是：包括固定支架，所述固定支架内固定设置有至少一组电机缸组件，每组电机缸组件包括两个活塞式液压缸、一个滚珠丝杠、驱动所述滚珠丝杠转动的驱动机构，所述驱动机构、所述液压缸的缸体均固定安装在所述固定支架内的主安装基准板上，两个所述液压缸的活塞杆端部均与一连接板连接，所述滚珠丝杠的一端与所述驱动机构连接，所述滚珠丝杠的两端通过轴承座分别安装在所述固定支架内的主安装基准板和辅安装基准板上，所述连接板通过丝母安装在所述滚珠丝杠上，所述驱动机构为伺服电机或为由伺服电机驱动的减速机。

本实用新型中，电机缸组件中的液压缸用于产生所需要的流量。本实用新型工作时，电机缸组件的液压缸通过连接管路与测试管路连接，通过阀门控制管路介质的流向。伺服电机驱动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠带动与其连接的连接板移动，连接板带动两个液压缸的活塞杆拉出，流量介质将从液压缸上的介质进出口被吸入，直至流量介质吸入完成，然后，根据要产生的流量的大小，伺服电机以一定的速度反转，经滚珠丝杠传动，连接板带动两个液压缸的活塞杆推进，流量介质将从液压缸的介质进出口被推出，伺服电机加速到匀速后将在外部管路里产生设定值的标准流量。产生的标准流量的大小由液压缸的直径、滚珠丝杠的螺距、伺服电机的转速决定，其中液压缸的直径、滚珠丝杠的螺距是确定的，所以系统工作时流量的大小可以由伺服电机的转速确定。

进一步的，所述电机缸组件有多组，每一组电机缸组件的液压缸的直径与其他的电机缸组件的液压缸的直径相同或不同。本实用新型中的电机缸组件可设置多组，根据要产生的流量的大小，可以启用不同数量的电机缸组件，从而产生较宽范围的标准流量。产生小流量时，可只启用一组电机缸，高精度的液压缸、滚珠丝杠及伺服电机的低速运行能力保证了本发明产生小流量的精度和稳定性；产生中流量和大流量时，可启用两组或多组电机缸同时工作，在保证精度的同时使得系统具有较宽的流量输出范围。

进一步的，所述液压缸竖向设置，并且液压缸的介质进出口在上方。工作介质为液体时，受外部管路情况的影响，吸入的液体里可能会有气泡，若液体流量中存在气泡，将会对超声波流量计量产生很大的影响，因此需要排出气泡，，通过将液压缸竖向设置并使其介质进出口位于上方，可使气泡自动汇聚到液压缸的尾端，可以很方便地将气泡排出。

进一步的，所述液压缸的活塞杆端部通过浮动接头与所述连接板连接。通过浮动接头可使得电机缸可以容忍结构加工误差和装配误差，保证设备安全稳定运行。

进一步的，每组所述电机缸组件上还设有直线导轨，所述直线导轨一端连接在所述主安装基准板上，其另一端连接在所述辅安装基准板上，所述连接板通过直线轴承连接在所述直线导轨上。通过直线导轨导向，可保证液压缸及连接板运行平稳。

进一步的，所述减速机为行星减速机。行星减速机能够降低负载惯量的同时提高伺服电机的输出扭矩，使得电机缸组件在产生大流量时能够克服较大的阻力，保证了本装置的大流量输出能力。

进一步的，在所述固定支架上对应于每组所述电机缸组件的滚珠丝杠的两端分别设有限位开关。设置在滚珠丝杠的两端的限位开关分别为到位开关和越位开关，装置工作时分别用于连接板的到位检测和越位保护。

进一步的，为保证直线轴承及滚珠丝杠等有良好的润滑，本实用新型还设有用于给各滚珠丝杠、直线轴承自动加注润滑油的润滑系统。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用电机缸组件来产生所需要的标准流量，其中，高精度的液压缸、滚珠丝杠及伺服电机的低速运行能力能够保证所产生流量的精度和稳定性，能够产生精确和稳定的瞬时标准流量；本实用新型可以根据要产生的流量的大小，启用不同数量的电机缸组件，从而产生较宽范围的标准流量；伺服电机响应的及时性使得系统输出的流量能够较快达到稳定状态，一般小于5秒钟，因此本实用新型除了能够满足超声波流量仪表对检定装置的瞬时流量输出精度和稳定性要求外，还具有较高的工作效率，采用本实用新型制作的校表台能够大幅度缩短超声波流量仪表研发期的测试周期、大幅度提高量产期校表的效率。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图；

图4是图1中的电机缸组件的结构示意图；

图5是图1中的主安装基准板的示意图；

图6是图1中的辅安装基准板的示意图；

图中，1、1号电机缸组件，2、2号电机缸组件，3、3号电机缸组件，4、固定支架，5、自动注油机，6、主安装基准板，7、拖链，8、辅安装基准板，9、地脚，10、液压缸固定板，11、液压缸，12、伺服电机，13、电机缸安装座，14、大推力轴承，15、直线导轨，16、轴承座，17、连接板，18、浮动接头，19、滚珠丝杠，20、联轴器，21、行星减速机，22、液压缸的介质进出口，23、1号电机缸组件安装固定孔，24、2号电机缸组件安装固定孔，25、3号电机缸组件安装固定孔,26、27是固定支架安装孔，28、1号电机缸组件滚珠丝杠、直线轴承尾端安装固定孔，29、2号电机缸组件滚珠丝杠、直线轴承尾端安装固定孔,30、3号电机缸组件滚珠丝杠、直线轴承尾端安装固定孔,31、固定支架安装孔，32、限位开关A，33、限位开关B，34、注油嘴。

具体实施方式

下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如附图所示，一种标准流量产生装置，其包括固定支架4，固定支架4为铝型材制作的框架式结构，底部设有用于调平的地脚9。固定支架4内中部位置固定设置有主安装基准板4，下部位置固定设置有辅安装基准板8，主安装基准板4上分别开有1号电机缸组件安装固定孔23、2号电机缸组件安装固定孔24、3号电机缸组件安装固定孔25、固定支架安装孔26和27，辅安装基准板8上分别开有1号电机缸组件滚珠丝杠、直线轴承尾端安装固定孔28、2号电机缸组件滚珠丝杠、直线轴承尾端安装固定孔29、3号电机缸组件滚珠丝杠、直线轴承尾端安装固定孔30、固定支架安装孔31。所述固定支架4内设置有至少一组电机缸组件，本实施例中设置有1-3号共3组电机缸组件。每组电机缸组件包括有两个相同的活塞式液压缸11、一个滚珠丝杠19、伺服电机12、行星减速机21，其中，两个活塞式液压缸11竖向安装在主安装基准板4上并且其介质进出口位于上方，其缸体固定在主安装基准板4上，其活塞杆位于主安装基准板4的下方。伺服电机12与行星减速机21的输入端连接，伺服电机12、行星减速机21通过电机缸安装座13安装在主安装基准板4上，行星减速机21的输出端通过联轴器20与滚珠丝杠19的一端连接，滚珠丝杠19的两端分别通过大推力轴承14、轴承座16分别安装在主安装基准板4和辅安装基准板8上。两个所述液压缸11的活塞杆端部均连接有浮动接头18，并通过浮动接头18与一连接板17连接，所述连接板17上设有可与所述滚珠丝杠19配合的丝母，连接板17通过丝母安装在所述滚珠丝杠19上。在每组电机缸组件的两个液压缸11的侧面还分别设有直线导轨15，直线导轨15的一端连接在主安装基准板4上，其另一端连接在辅安装基准板8上，连接板17通过直线轴承滑动设在直线导轨15上。在固定支架4上对应于每组电机缸组件的滚珠丝杠19的两端分别设有限位开关A32和限位开关B33，两个限位开关分别为到位开关和越位开关，装置工作时分别用于连接板的到位检测和越位保护。本实用新型还设有润滑系统，润滑系统包括自动注油机5、注油嘴34、拖链7，自动注油机5安装在固定支架上，注油嘴34安装在需要注油润滑的滚珠丝杠、直线轴承等的注油孔处，拖链7一端安装在固定支架上，另一端安装在连接板17上，拖链7内走注油管路，可保护注油管路。然后系统能够长期自动地为设备加注润滑油，保证了设备的长期运行性能。

本实用新型中的所述的液压缸11的缸体为精磨柱形标准容器，具有极高的精度和线性度，采用特殊设计的密封圈，使得液压缸在2.0MPa的压力下无泄漏，保证了液压缸的流量产生精度和使用寿命。滚珠丝杠19选用标准螺距的硬质丝杠，保证了电机缸匀速运行时的推进精度及使用寿命。本实用新型中采用伺服电机、行星减速机驱动滚珠丝杠带动液压缸的缸杆动作，其中，采用伺服电机具有如下优点：(1)伺服电机实现了位置、速度和力矩的闭环控制，没有失步问题，保证了流量产生的精度；(2)伺服电机高速性能好，一般额定转速能达到2000～3000转，使得电机缸组件可以产生较大的流量；(3)伺服电机低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象，使得电机缸具有较高的小流量输出性能；(4)伺服电机具有较高的及时性，电机加减速的动态响应时间短，因此电机缸能够快速地达到匀速运行状态，保证了本发明产生精确瞬时流量的高效性。而本实用新型中采用的行星减速机能够降低负载惯量的同时提高伺服电机的输出扭矩，使得电机缸在产生大流量时能够克服较大的阻力，保证了本发明的大流量输出能力。

本实用新型中的三组电机缸组件的传动组件均以主安装基准板为安装基准，使得伺服电机工作时具有较高的传动效率。

本实用新型中的电机缸组件可以有多组，每一组电机缸组件的液压缸的直径与其他的电机缸组件的液压缸的直径可以相同或不同。

本实用新型使用时，根据要产生的流量的大小，启用不同数量的电机缸组件，从而产生较宽范围的标准流量。产生小流量时可只启用一组电机缸组件，产生中流量和大流量时可启用两组或三组电机缸组件同时工作，在保证精度的同时使得系统具有较宽的流量输出范围。

本实用新型的运行过程是：

1、小流量产生过程：

产生小流量时启用一组电机缸组件，例如启用1号电机缸组件1。1号电机缸组件的伺服电机12高速反转，经行星减速机21、联轴器20、滚珠丝杠19传动、使得连接板17经浮动接头18带动着两个液压缸11的活塞杆往下运动，介质将从液压缸11的介质进出口22被吸入，连接板17一直往下运行到限位开关B发讯，流量介质吸入完成。然后，根据要产生的流量的大小，伺服电机12以一定的速度反转，经行星减速机21、联轴器20、滚珠丝杠19传动、使得连接板17经浮动接头18带动着两个液压缸11的活塞杆往上运动，介质将从液压缸的介质进出口22被推出，伺服电机12加速到匀速后将在外部管路里产生设定值的标准流量。

2、大流量产生过程：

产生大流量时启用两组或三组电机缸组件，例如启用1号电机缸组件1和2号电机缸组件2。两组电机缸组件的伺服电机高速反转，各自经行星减速机21、联轴器20、滚珠丝杠19传动、使得连接板17经浮动接头18带动着两个液压缸11的活塞杆往下运动，介质将从各自液压缸的介质进出口被吸入，各自的连接板17一直往下运行到各自的限位开关B发讯，流量介质吸入两组电机缸组件。然后，根据要产生的流量的大小，两组伺服电机以一定的速度反转，各自经行星减速机21、联轴器20、滚珠丝杠19传动、使得连接板17经浮动接头18带动着两个液压缸的活塞杆往上运动，介质将从两个液压缸11的介质进出口22被推出，两组伺服电机加速到匀速后将在外部管路里产生设定值的标准流量。

本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。

Claims (8)

1.一种标准流量产生装置，其特征是：包括固定支架(4)，所述固定支架(4)内固定设置有至少一组电机缸组件，每组电机缸组件包括两个活塞式液压缸(11)、一个滚珠丝杠(19)、驱动所述滚珠丝杠(19)转动的驱动机构，所述驱动机构、所述液压缸(11)的缸体均固定安装在所述固定支架(4)内的主安装基准板(6)上，两个所述液压缸(11)的活塞杆端部均与一连接板(17)连接，所述滚珠丝杠(19)的一端与所述驱动机构连接，所述滚珠丝杠(19)的两端通过轴承座分别安装在所述固定支架(4)内的主安装基准板(6)和辅安装基准板(8)上，所述连接板(17)通过丝母安装在所述滚珠丝杠(19)上，所述驱动机构为伺服电机或为由伺服电机驱动的减速机。

2.根据权利要求1所述的标准流量产生装置，其特征是：所述电机缸组件有多组，每一组电机缸组件的液压缸的直径与其他的电机缸组件的液压缸的直径相同或不同。

3.根据权利要求1所述的标准流量产生装置，其特征是：所述液压缸(11)竖向设置，并且液压缸(11)的介质进出口在上方。

4.根据权利要求1或2或3所述的标准流量产生装置，其特征是：所述液压缸(11)的活塞杆端部通过浮动接头(18)与所述连接板(17)连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的标准流量产生装置，其特征是：每组所述电机缸组件上还设有直线导轨(15)，所述直线导轨(15)一端连接在所述主安装基准板(6)上，其另一端连接在所述辅安装基准板(8)上，所述连接板(17)通过直线轴承连接在所述直线导轨(15)上。

6.根据权利要求1或2或3所述的标准流量产生装置，其特征是：所述减速机为行星减速机。

7.根据权利要求1或2或3所述的标准流量产生装置，其特征是：在所述固定支架(4)上对应于每组所述电机缸组件的滚珠丝杠的两端分别设有限位开关。

8.根据权利要求1或2或3所述的标准流量产生装置，其特征是：还设有用于给各滚珠丝杠、直线轴承自动加注润滑油的润滑系统。