背壓平衡式液體高壓壓力調節裝置的製作方法

2023-07-10 21:44:21

專利名稱：背壓平衡式液體高壓壓力調節裝置的製作方法
技術領域：
本發涉及一種液體高壓壓力調節裝置，尤其涉及背壓平衡式液體高壓壓力調節裝置，屬於靜態壓力計量校準領域。
背景技術：
壓力是力學計量領域的基礎量值之一。而液體高壓的測量作為壓力測試的重要部分現已廣泛應用於航空、航天、船舶、石油勘探等領域，在民用工業如汽車工業等製造工業中也扮演著重要的角色，隨著現場校準技術的提出，高壓校準測試需求越來越廣泛。國防工業的各個高壓動力系統以及高壓容器的安全監測系統都要用到高壓儀表，為了保證這些領域科研生產工作的安全性，需要對這些高壓儀表進行定期檢測和校準，數據準確與否直接影響著科研和生產，影響武器型號的順利完成，這就對液體高壓的計量提出了更高的要求，除了液體高壓校準裝置在性能指標方面滿足壓力計量器具國家計量檢定系統表中規定的量值傳遞所需的準確度指標之外，還要能夠快速、自動地完成壓力校準工作。目前常見的液體高壓標準裝置是活塞式壓力計，它是基於帕斯卡原理以及靜力平衡原理製成的，其產生以及調節壓力時需要加載標準砝碼，難以實現自動校準，在對高壓儀器儀表進行多點校準時，校準效率較低。雖然國外已經有自動加壓、自動加砝碼的全自動活塞壓力計可以實現全自動校準，但這些活塞壓力計的體積較大，結構複雜、價格昂貴，不適合用於現場校準。油介質壓力控制器是傳感器技術、計算機技術和流體控制技術相結合的產物，通過對油液的控制，快速、準確、穩定地產生目標壓力，同時又能通過壓力傳感器的實時反饋並顯示被測壓力，從而實現對油液壓力的連續精確控制。油介質壓力控制器的核心技術就是精確的壓力控制技術，它是通過對流體的精確控制來實現的。其控制技術主要有兩種流量控制技術和變容積控制技術。流量控制技術是通過增加或減少對密閉容腔中油液的質量來實現對油液壓力的控制，這種控制方式所採用的壓力控制系統較簡單，但對進行流量控制的閥門的性能要求非常高，要實現高壓下的壓力精確控制較難。變容積控制技術是通過調壓活塞的移動，改變密閉容腔內定質量的油液的體積來實現對油液壓力的控制，在高壓下具有較高的控制準確度，這種壓力控制方式目前均是利用活塞的一端對密閉在活塞筒內的油液進行壓縮，從而達到壓力調節的目的。這種利用活塞單端進行壓力調節的方法，導致了在高壓範圍內進行壓力調節時，容腔中的高壓油液會對調壓活塞產生很大的軸向推力，這個推力會直接作用在傳動系統上，大大增加了傳動系統的負荷，使得在高壓情況下活塞的軸向移動較為困難，從而不易實現高壓下的壓力精確調節。

發明內容
本發明的目的是為了解決現有技術中油液高壓對活塞產生的軸向推力大導致調壓困難的問題，本發明公開了一種背壓平衡式液體高壓壓力調節裝置。
本發明的目的是通過下述技術方案實現的。本發明的背壓平衡式液體高壓壓力調節裝置，包括氣動液壓泵、控制截止閥、平衡截止閥、高壓管路、壓力傳感器、測試口、滾珠絲槓副、渦輪蝸杆減速機、伺服電機、背壓平衡式調節裝置；伺服電機、渦輪蝸杆減速機、滾珠絲槓副、背壓平衡式調節裝置依次連接後，背壓平衡式調節裝置通過管路與壓力傳感器連接；氣動液壓泵與背壓平衡式調節裝置通過管路連接，中間通過控制截止閥、平衡截止閥調節控制；壓力傳感器前端和背壓平衡式調節裝置之間通過高壓管路引出測試口，用於連接被測高壓設備。所述的背壓平衡式調節裝置，包括滾珠絲槓副輸出軸、開槽錐端緊定螺釘、密封組A、導向耐磨環、支架、密封組B、開槽平端緊定螺釘、O型圈、內六角圓柱螺釘、彈簧墊圈、密封組C、調壓活塞筒、襯筒、調壓活塞、支撐環、鎖母、擋圈、限位堵螺、頂柱、背壓活塞、擋環、背壓活塞筒、過渡缸筒；過渡缸筒與背壓活塞筒通過開槽錐端緊定螺釘緊固定連接；背壓活塞筒、調壓活塞筒通過O型圈和擋圈組成的密封組件進行密封；背壓活塞筒、調壓活塞筒通過內六角圓柱螺釘和彈簧墊圈緊固；背壓活塞筒外有支架，支架包括兩個半圓形的定位環和三角支撐體，上、下定位環套住壓力調節腔體後，通過螺栓緊固，下定位環和三角支撐體為一體成形鑄件，支架對整個壓力調節腔體起固定和支撐作用；背壓活塞筒與過渡缸筒連接處，靠近調壓活塞筒的方向40mm處開有用於連接高壓管路的孔；背壓活塞筒的開孔與調壓活塞筒右端開孔通過高壓管路相連通。高壓管路依次通過平衡截止閥、控制截止閥後，與氣動液壓泵連接；滾珠絲槓副輸出軸位於過渡缸筒與背壓活塞筒內，背壓活塞位於背壓活塞筒內，調壓活塞外部套著襯筒，襯筒位於調壓活塞筒內；內部移動的部分從左到右依次是，滾珠絲槓副輸出軸、背壓活塞、調壓活塞；滾珠絲槓副輸出軸前端與背壓活塞左端螺紋連接；調壓活塞通過限位堵螺上的內螺紋和背壓活塞右端上的外螺紋與背壓活塞連接為一體，並通過開槽平端緊定螺釘緊固在背壓活塞上，防止背壓活塞旋轉；滾珠絲槓副輸出軸與背壓活塞筒之間從左到右依次有密封組A與導向耐磨環；背壓活塞與背壓活塞筒之間有密封組B ;調壓活塞與調壓活塞筒內壁之間有密封組C ;背壓活塞的密封組B左端有擋環，擋環的左端緊靠在滾珠絲槓副輸出軸上，擋環的右端將密封組B頂緊在背壓活塞上，對密封組B其進行限位；調壓活塞左端有頂柱，用來推動調壓活塞移動；調壓活塞通過鎖母對支撐環和密封組Cll進行限位。所述密封組A、B、C，結構相同，從左到右依次為三角密封墊、密封O型圈、尼龍擋圈、唇形密封墊、唇形擋圈，工作時相互壓緊，作為一個整體的組合動密封。儘量保證滾珠絲槓副輸出軸外壁與背壓活塞筒內壁之間的間隙形成的環狀背壓面積與調壓活塞的面積相等，這樣活塞系統兩端所受作用力大小相等、方向相反，處於力平衡狀態，此時傳動裝置帶動活塞軸向移動不受當前高壓所產生的軸向推力影響。背壓活塞和調壓活塞組成的活塞系統兩端均受油液壓力，根據所需要的壓力控制解析度，對背壓活塞、調壓活塞和滾珠絲槓副輸出軸的直徑進行設計，使滾珠絲槓副輸出軸與背壓活塞筒內壁之間形成的背壓面積與調壓活塞的面積相等。一種使滾珠絲槓副輸出軸與背壓活塞筒內壁之間形成的背壓面積與調壓活塞的面積相等的設計方法
步驟一伺服電機的轉速為R，渦輪蝸杆減速機的減速比是N 1，經過減速後，可得到絲槓
副的螺母轉速為I，轉速單位為r/s。設螺母最小轉動時間為t，因此螺母在最小轉動時間N
內旋轉的角度為360 #，滾珠絲槓副的螺距為L，所以活塞在活塞筒軸向前進或後退的距離ΔI跟伺服電機的轉速有以下關係
權利要求
1.背壓平衡式液體高壓壓力調節裝置，其特徵在於包括氣動液壓泵(24)、控制截止閥(25)、平衡截止閥(26)、高壓管路(27)、壓力傳感器(28)、測試口(29)、滾珠絲槓副(30)、渦輪蝸杆減速機(31)、伺服電機(32)、背壓平衡式調節裝置(33);伺服電機(32)、渦輪蝸杆減速機(31)、滾珠絲槓副(30)、背壓平衡式調節裝置(33)依次連接後，背壓平衡式調節裝置(33)通過管路與壓力傳感器(28)連接；氣動液壓泵與背壓平衡式調節裝置(33)通過管路連接，中間通過控制截止閥(25)、平衡截止閥(26)調節控制；壓力傳感器(28)前端和背壓平衡式調節裝置(33)之間通過高壓管路引出測試口(29)，用於連接被測高壓設備; 所述的背壓平衡式調節裝置(33)，包括滾珠絲槓副輸出軸(I)、開槽錐端緊定螺釘(2)、密封組A(3)、導向耐磨環(4)、支架(5)、密封組B(6)、開槽平端緊定螺釘(7)、O型圈(8)、內六角圓柱螺釘(9)、彈簧墊圈(10)、密封組C(Il)、調壓活塞筒(12)、襯筒(13)、調壓活塞(14)、支撐環(15)、鎖母(16)、擋圈(17、限位堵螺(18)、頂柱(19)、背壓活塞(20)、擋環(21)、背壓活塞筒(22)、過渡缸筒(23)； 過渡缸筒(23)與背壓活塞筒(22)通過開槽錐端緊定螺釘(2)緊固定連接；背壓活塞筒(22)、調壓活塞筒(12)通過O型圈(8)和擋圈(17)組成的密封組件進行密封；背壓活塞筒(22)、調壓活塞筒(12)通過內六角圓柱螺釘(9和彈簧墊圈(10)緊固；背壓活塞筒(22)外有支架(5)，支架(5)包括兩個半圓形的定位環和三角支撐體，上、下定位環套住壓力調節腔體後，通過螺栓緊固，下定位環和三角支撐體為一體成形鑄件，支架對整個壓力調節腔體起固定和支撐作用；背壓活塞筒(22)與過渡缸筒(23)連接處，靠近調壓活塞筒(12)的方向處開有用於連接高壓管路的孔；背壓活塞筒的開孔與調壓活塞筒右端開孔通過高壓管路相連通；壓管路依次通過平衡截止閥(26)、控制截止閥(25)後，與氣動液壓泵(24)連接；滾珠絲槓副輸出軸(I)位於過渡缸筒(23)與背壓活塞筒(22)內，背壓活塞(20)位於背壓活塞筒(22)內，調壓活塞(14)外部套著襯筒(13)，襯筒(13)位於調壓活塞筒(12)內；內部移動的部分從左到右依次是，滾珠絲槓副輸出軸(I)、背壓活塞(20)、調壓活塞(14)；滾珠絲槓副輸出軸(I)前端與背壓活塞(20)左端螺紋連接；調壓活塞(14)通過限位堵螺(18)上的內螺紋和背壓活塞(20)右端上的外螺紋與背壓活塞(20)連接為一體，並通過開槽平端緊定螺釘(7)緊固在背壓活塞(20)上，防止背壓活塞(20)旋轉；滾珠絲槓副輸出軸(I)與背壓活塞筒(22)之間從左到右依次有密封組A與導向耐磨環；背壓活塞(20)與背壓活塞筒(22)之間有密封組B (6);調壓活塞(14)與調壓活塞筒(12)內壁之間有密封組C(Il);背壓活塞的密封組B(6)左端有擋環(21)，擋環的左端緊靠在滾珠絲槓副輸出軸上，擋環的右端將密封組B (6)頂緊在背壓活塞(20)上，對密封組B (6)其進行限位；調壓活塞(14)左端有頂柱(19)，用來推動調壓活塞(14)移動；調壓活塞(14)通過鎖母(16)對支撐環(15)和密封組C(Il)進行限位。
2.如權利要求1所述的背壓平衡式液體高壓壓力調節裝置，其特徵在於一種使滾珠絲槓副輸出軸(I)與背壓活塞筒(22)內壁之間形成的背壓面積與調壓活塞(20)的面積相等的設計方法 步驟一 伺服電機的轉速為R，渦輪蝸杆減速機的減速比是N 1，經過減速後，可得到絲槓副的螺母轉速為I，轉速單位為r/s ;設螺母最小轉動時間為t，因此螺母在最小轉動時間內旋轉的角度為360 ·，滾珠絲槓副的螺距為L，所以活塞在活塞筒軸向前進或後退的距離Λ I跟伺服電機的轉速有以下關係
3.如權利要求1所述的背壓平衡式液體高壓壓力調節裝置，其特徵在於所述密封組A、B、C，結構相同，從左到右依次為三角密封墊(38)、密封O型圈(37)、尼龍擋圈(36)、唇形密封墊(35)、唇形擋圈(34)，工作時相互壓緊，作為一個整體的組合動密封。
全文摘要
本發涉及一種背壓平衡式液體高壓壓力調節裝置，屬於靜態壓力計量校準領域。包括氣動液壓泵、控制截止閥、平衡截止閥、高壓管路、壓力傳感器、測試口、滾珠絲槓副、渦輪蝸杆減速機、伺服電機、背壓平衡式調節裝置；所述的背壓平衡式調節裝置，包括滾珠絲槓副輸出軸、開槽錐端緊定螺釘、密封組A、導向耐磨環、支架、密封組B、開槽平端緊定螺釘、O型圈、內六角圓柱螺釘、彈簧墊圈、密封組C、調壓活塞筒、襯筒、調壓活塞、支撐環、鎖母、擋圈、限位堵螺、頂柱、背壓活塞、擋環、背壓活塞筒、過渡缸筒；本發明解決了變容積壓力控制技術在實際高壓使用過程中油液高壓壓力對活塞的軸向推力大的問題，實現高壓壓力輕鬆精確調節。
文檔編號G01L27/00GK103017976SQ201210505389
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月3日 優先權日2012年12月3日
發明者盛曉巖, 彭軼, 李鑫武, 王麗, 張賢, 李群, 趙靜 申請人:中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所