CN106289461B - 一种双腔活塞式气体流量标准器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双腔活塞式气体流量标准器，涉及测量技术领域。它包括缸体和活塞，其缸体成长筒状为密封腔体结构，缸体上端外侧连接有支架，支架固定有步进电机，活塞与缸体形成上、下二个相互独立的密封腔体，活塞连接有活塞杆，活塞杆上端伸出缸体外，活塞杆螺纹连接有丝杠，丝杠与步进电机输出轴连接。本发明解决了现有技术中双腔活塞式气体流量标准器占用空间大、加工不方便两个活塞杆阻力大，消耗电机功率大的技术问题。本发明有益效果为：一个活塞杆推动活塞来回移动，二个容积腔均可计量，检测效率高，提高设备利用率，电机驱动功率小，节约能源。计量准确，检测结果可靠。结构紧凑、简单合理，设备占用空间小，加工方便，节约成本。

Description

一种双腔活塞式气体流量标准器

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是涉及一种双腔活塞式气体流量标准器的结构。

背景技术

活塞式气体流量标准装置具有测量准确度高、稳定可靠、方便实现检测自动化等优点，得到了广泛应用。目前常用的活塞式流量计量以活塞或柱塞的单向运动做计量行程，反向运动作为回零行程。由于回零过程受流体稳定度要求的限制，不能过快，所以，每次计量行程都需要有一个长时间的回零过程。这使得活塞式气体流量标准装置使用效率不高。中国专利申请公布号CN103994806A，申请公布日2014年8月20日，名称为“双腔室活塞式流量校准器”发明专利申请文件，公布了一种活塞式气体流量标准器的改进结构。它包括一个带双杆机构的活塞缸，活塞将活塞缸分为两个腔室，左活塞杆一端安装在活塞的左侧，另一端穿过无油衬套和活塞缸左法兰，无油衬套经衬套盖板固定在活塞缸左法兰上，右活塞杆安装在活塞的右侧，右活塞杆和活塞缸右法兰之间安装有O 型圈，开有右工作口和右进口的活塞缸右法兰固定在活塞缸的右侧，右活塞杆的右端连接导向板，丝杆螺母、两个直线轴承安装在导向板中，滚珠丝杠经丝杠螺母置入右活塞杆中间，滚珠丝杠的左端安装有导向环，滚珠丝杠的右端安装有轴承，经联轴器与电机相连；轴承由轴承盖板固定，轴承盖板安装在基座上，电机由安装在基座上的电机支架固定；经过直线轴承的两根导杆一端固定在活塞缸右法兰，另一端由导杆螺母固定在基座上。该结构双活塞杆占用空间大。为了保证左右两活塞杆中心对中，左活塞杆和右活塞杆的轴端直径要求一致，加工也不方便。另外，两个活塞杆均需要密封处理，增加了阻力，需要功率更大的电机驱动，浪费能源。

发明内容

为了解决现有技术中双腔活塞式气体流量标准器占用空间大，加工不方便，两个活塞杆阻力大，需要较大功率电机驱动的技术问题，本发明提供一种结构紧凑加工方便节约能源的双腔活塞式气体流量标准器。

本发明的技术方案是：一种双腔活塞式气体流量标准器，它包括，缸体和活塞，其缸体成长筒状为密封腔体结构，缸体上端外侧连接有支架，支架固定有步进电机，活塞与缸体形成上、下二个相互独立的密封腔体，活塞连接有活塞杆，活塞杆上端伸出缸体外，活塞杆螺纹连接有丝杠，丝杠与步进电机输出轴连接。一个活塞杆推动活塞来回移动，二个容积腔均可计量，提高检测效率。结构紧凑，占用空间小。电机驱动功率小，节约能源。

作为优选，活塞杆为长桶状侧视成T形，活塞杆内孔为盲孔，孔径与丝杠直径相匹配，活塞杆外壁截面成椭圆形；活塞移动时不会转动，实现了活塞杆与导向杆二合一，简化了结构，保证计量准确。

作为优选，活塞杆下端面与活塞上表面固定，活塞杆上端面固接有活塞杆螺母，活塞杆螺母与丝杠啮合；加工方便，节约成本。

作为优选，缸体上、下端分别密封连接有上端盖和下端盖，上端盖连接有导套，导套为截面成T形的管状结构，导套外壁与上端盖密封固定，导套内孔与活塞杆密封连接。

作为优选，活塞杆外壁截面椭圆的长轴为D，导套长度为H，H是D的一至三倍；保证活塞在缸体内平行移动，计量准确。

作为优选，活塞杆导套平行设有若干道凹陷内壁的导套密封槽，导套密封槽内嵌有导套密封圈。

作为优选，上端盖设有与上密封腔体连通的上腔体连接管、下端盖设有与下密封腔体连通的下腔体连接管。

作为优选，活塞成圆盘状，圆盘侧壁设有若干道凹陷的活塞密封槽，活塞密封槽内嵌有Y型密封圈；自动补偿密封，抵消缸体内壁不光滑，确保活塞密封可靠。

作为优选，活塞上、下端连接有防撞块。

作为优选，活塞杆外壁截面椭圆的短轴和长轴之比为0.65-0.85；加工方便。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：一个活塞杆推动活塞来回移动，二个容积腔均可计量，提高设备利用率，检测效率高，电机驱动功率小，节约能源。计量准确，检测结果可靠。结构紧凑、简单合理，设备占用空间小，加工方便，节约成本。

附图说明

附图1为本发明剖视图；

附图2为图1中A-A向图。

图中：1-缸体；2-活塞；3-活塞杆；4-导套；5-丝杠；6-支架；7-步进电机；11-下端盖；12-上端盖；21-Y型密封圈；22-防撞块；31-活塞杆螺母；41-导套密封圈；111-下腔体连接管；121-上腔体连接管；122-上端盖密封圈。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

如图1所示，一种双腔活塞式气体流量标准器，它包括，缸体1和活塞2。缸体1成长筒状为密封腔体结构。缸体1可以垂直放置也可以水平放置，本实施例以缸体1垂直放置说明。缸体1上、下端分别密封连接有上端盖12和下端盖11。缸体1上端外侧连接有支架6。支架6与上端盖12上表面固定。支架6固定有步进电机7。活塞2成圆盘状。活塞2圆盘侧壁设有若干道凹陷的活塞密封槽。活塞密封槽内嵌有Y型密封圈21。活塞2与缸体1内壁可移动密封连接。活塞2上、下端连接有防撞块22。本实施例活塞2上、下端各设二个防撞块22，以活塞2中轴线对称分布。活塞2与缸体1形成上、下二个相互独立的密封腔体。上端盖12设有与上密封腔体连通的上腔体连接管121。下端盖11设有与下密封腔体连通的下腔体连接管111。活塞2连接有活塞杆3。活塞杆3为长桶状侧视成T形。活塞杆3下端面为平面。活塞杆3下端面与活塞2上表面固定。活塞杆3上端伸出缸体1外。活塞杆3伸出上端盖12上表面。上端盖12连接有导套4。导套4为截面成T形的管状结构。导套4由上部圆盘下部圆柱连接而成。导套4外壁与上端盖12密封固定。上端盖12设有上端盖连接孔。上端盖连接孔贯通上端盖12上下表面。上端盖连接孔上表面设有上端盖密封圈122。导套4圆柱插入上端盖连接孔。导套4圆柱外侧面与上端盖连接孔过盈配合。导套4圆盘下表面压紧上端盖密封圈122。导套4圆盘通过螺钉与上端盖12固定。导套内孔与活塞杆3密封连接。活塞杆3外壁截面成椭圆形。活塞杆3外壁截面椭圆的短轴和长轴之比为0.65-0.85。本实施例短轴和长轴之比为0.7。导套4设有导套内孔，导套内孔贯通活塞杆导套4上下端面。导套内孔为椭圆形。导套内孔长短轴与活塞杆3外壁截面椭圆形长短轴相等。导套4平行设有若干道凹陷内壁的导套密封槽。本实施例为四道导套密封槽。每道导套密封槽内嵌有导套密封圈41。活塞杆3插入导套4形成移动密封连接。活塞杆3外壁截面椭圆的长轴为D，导套4长度为H，H是D的一至三倍。本实施例H是D的三倍。活塞杆3螺纹连接有丝杠5。丝杠5与步进电机7输出轴连接。活塞杆3内孔为盲孔。丝杠5下端插入活塞杆3内孔。活塞杆3内孔与丝杠5间隙配合。活塞杆3上端面固接有活塞杆螺母31。活塞杆螺母31与丝杠5啮合。步进电机7输出轴连接有联轴器。丝杠5上端与联轴器固定。

使用时，步进电机7正向启动，带动丝杠5旋转。活塞杆3带动活塞2上移。上密封腔体内的气体通过上腔体连接管121排出进入被检设备（图中未示）。同时，经过被检设备（图中未示）的气体通过下腔体连接管111回流到下密封腔体内。步进电机7反向启动，带动丝杠5反转。活塞杆3带动活塞2下移。下密封腔体内的气体通过下腔体连接管111排出进入被检设备（图中未示）。同时，经过被检设备（图中未示）的气体通过上腔体连接管121回流到上密封腔体内。

Claims (7)

1.一种双腔活塞式气体流量标准器，它包括，缸体（1）和活塞（2），其特征在于：所述缸体（1）成长筒状为密封腔体结构，缸体（1）上端外侧连接有支架（6），支架（6）固定有步进电机（7），所述活塞（2）与缸体（1）形成上、下二个相互独立的密封腔体，活塞（2）连接有活塞杆（3），活塞杆（3）上端伸出缸体（1）外，活塞杆（3）螺纹连接有丝杠（5），丝杠（5）与所述步进电机（7）输出轴连接；活塞杆（3）外壁截面成椭圆形；缸体（1）上、下端分别密封连接有上端盖（12）和下端盖（11），上端盖（12）连接有导套（4），导套内孔与活塞杆（3）密封连接；所述活塞杆导套（4）平行设有若干道凹陷内壁的导套密封槽，导套密封槽内嵌有导套密封圈（41）；所述上端盖（12）设有与上密封腔体连通的上腔体连接管（121）、下端盖（11）设有与下密封腔体连通的下腔体连接管（111）；活塞（2）上、下端连接有防撞块（22）。

2.根据权利要求1所述的一种双腔活塞式气体流量标准器，其特征在于：所述活塞杆（3）为长桶状侧视成T形，活塞杆（3）内孔为盲孔，孔径与所述丝杠（5）直径相匹配。

3.根据权利要求1或2所述的一种双腔活塞式气体流量标准器，其特征在于：活塞杆（3）下端面与活塞（2）上表面固定，活塞杆（3）上端面固接有活塞杆螺母（31），活塞杆螺母（31）与所述丝杠（5）啮合。

4.根据权利要求1所述的一种双腔活塞式气体流量标准器，其特征在于：导套（4）为截面成T形的管状结构，导套外壁与上端盖（12）密封固定。

5.根据权利要求2或4所述的一种双腔活塞式气体流量标准器，其特征在于：活塞杆（3）外壁截面椭圆的长轴为D，导套（4）长度为H，H是D的一至三倍。

6.根据权利要求1所述的一种双腔活塞式气体流量标准器，其特征在于：所述活塞（2）成圆盘状，圆盘侧壁设有若干道凹陷的活塞密封槽，活塞密封槽内嵌有Y型密封圈（21）。

7.根据权利要求1所述的一种双腔活塞式气体流量标准器，其特征在于：所述活塞杆（3）外壁截面椭圆的短轴和长轴之比为0.65-0.85。