专利名称：电动压力校验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压力校验装置，特别涉及一种用于测量气体、液体和真空压力的仪表的检测和校准装置。
背景技术：
现有的压力校验装置虽然具有多种校验功能，可以校验液压、气压和真空压力，但是普遍存在以下问题造压范围�。貉埂�60Mpa，气压0-1Mpa；造压时间长，加压到最大值所需时间分别为气压大于2分钟、液压大于2分钟；噪声大；重量均在100kg以上，比较笨重；控压方式是均采用双阀开式调压，因此使调压困难；密封差，当造压达到60Mpa时均存在严重渗漏现象；由于其液压系统、气压系统相互交联，因此使液压和气压控压不能同时操作并会使液压和气压系统相互污染，此外，气压和真空控压也存在交联而相互干扰。
新型内容本实用新型目的在于提供一种具有液压、气压和真空三种校验功能的电动压力校验台，既可独立又可同时校验液压、气压和真空压力，使得各系统密封性好，而且系统之间不互相污染和互相干扰。
为实现本实用新型上述目的而提供一种用于校验液压、气压和真空压力的电动压力校验台，包括电动造压装置、与电动造压装置相连的控压装置和通过输出接头与控压装置相连的校测装置。电动造压装置包括与电源相连并且相互并联的气压泵、真空泵和液压泵，气压泵、真空泵和液压泵分别连接气压储气罐、真空储气罐和储油罐；控压装置包括与气压储气罐相连的气压控压装置、与真空储气罐相连的真空控压装置和与储油罐相连的液压控压装置；校测装置包括分别与气压控压装置、真空控压装置和液压控压装置相连的气压标准表、真空标准表和液压标准表。此外还包括分别与气压泵和气压控压装置相连、与液压泵和液压控压装置相连、与真空泵相连的三个电子限压装置。
气压控压装置包括与气压储气罐连接的气压阀，与气压阀连接的气压微调阀、气压回检阀，以及与气压微调阀连接的气压压力限压与显示表；真空控压装置包括与真空储气罐连接的真空阀、真空压力显示表，与真空阀连接的真空微调阀、真空回检阀，以及与真空微调阀连接的真空压力显示表；液压控压装置包括与储油罐连接的液压阀，与液压阀连接的液压微调阀、液压回检阀，以及与液压微调阀连接的液压压力限压与显示表。
此外液压泵包括安装在电机轴上的偏心轮和柱塞体，所偏心轮外面套有滚动轴承，所述柱塞体包括柱塞、柱塞套、套在柱塞套外部的柱塞偶件和外套，柱塞一端设有与滚动轴承外圆周接触的弹簧压板，套在柱塞套上的弹簧一端靠在所述弹簧压板上，另一端靠在所述柱塞偶件上，所述外套与出油接头连接。
塞套和外套之间设有用于密封的单平单锥锥垫，所述外套一端插入所述出油接头的内凹槽中并通过大孔双锥型锥垫靠在内凹槽底部。
液压微调阀中的密封结构采用密封函结构，包括在微调阀阀杆上依次叠放支撑环、V形环、高压压环和压垫。
V形环的横截面廓形呈具有外侧和内侧的V槽，外侧的两侧边形成上角度β，内侧的两侧边形成下角度α。对于低压，所述下角度α为50°，而所述上角度β为60°；对于高压，所述下角度α为90°，而所述上角度β为100°。
该电子限压装置为固态继电器。
本实用新型电动压力校验台的优点是，造压范围大，液压泵造压可以达到100Mpa以上，气压泵造压可达1.8Mpa以上；使用中产生的噪音低，液压泵和气压泵产生的噪音分别低于53dB和50dB；由于采用一维调，压力控制方便，压力很快便可达到稳定，加压到最大值所需时间分别为气压小于1分钟、液压小于1.5分钟，真空小于1分钟；结构简单，减小了体积并降低了重量；精度高，液压、气压的稳定度可达到0.05％FS/3秒以上，真空的稳定度可达0.1％FS/3秒；由于采用多项综合密封措施，密封性好在压力达到100Mpa时也不发生泄漏；通过电子限压，使得限压操作简便、快捷而且可靠；由于采用的液压、气压和真空系统回路互相独立，因此它们既可单独工作又可同时工作，而且不会相互污染和相互干扰。
由于液压泵采用了滚动轴承偏心机构，将现有技术中的滑动摩擦变为滚动摩擦，因此，使摩擦系数成百倍地减少了，而且大大减少了噪音。液压泵中的柱塞杆由滑块进行保护，因此避免了折断现象的发生，提高了液压泵的使用寿命。
液压系统中采用的综合密封措施包括精密封和动密封。其中精密封中采用了锥垫，锥垫和与其接触的部件之间形成弹塑性变形结合状态，这样的弹塑性变形结合状态似的装配时用力�。忠子谛纬啥愿哐沟拿芊猓沽Υ锏�160Mpa时，没有渗油；动密封中采用了密封函形式，其中的V形环和压环材料选用聚四氟乙烯并具有特殊形状，装配时通过压垫下移而迫使V形环和压环角度变大，内径变小外径变大，使得V环和压环的内环抱紧阀杆，外环撑紧密封函外壁，形成预变形密封。当压力逐渐增高时，在压力的作用下，V形环和压环的变形随压力的增高而逐渐加大，使得阀杆处既能转动，又能密封，根据实验数据，在压力达到120Mpa～160Mpa时，在阀杆处仍不渗油。
以下结合附图对本实用新型电动压力校验台作详细说明，其中各附图中相同的部件采用相同标号。
图1是本实用新型电动压力校验台的工作原理图；图2是本实用新型电动压力校验台中使用的液压泵的剖视图；图3a、3b和3c是图2所示液压泵中用于静密封的三种锥垫的剖视图；图4是本实用新型电动压力校验台中使用的回检阀的剖视图；图5a、5b和5c分别是液压微调阀动密封函结构中支撑环、V形环和高压压环的轴向剖视图；图6是本实用新型电动压力校验台中液压系统的微调阀的剖视图。
附图标记说明电动气压泵100；气压显示和限压表101；气压显示和限压表触点101a、101b；气压储气罐102；气压压力传感器103；气压阀104；气压回检阀105；气压微调阀106；气压电源按钮107；气压输出接头108；气压标准表109；气压被校表110；固态继电器111；直流电源112；电源电压显示113；插座114；插头115；指示灯116；电动真空泵200；真空压力显示表201；真空储气罐202；真空阀204；真空回检阀205；真空微调阀206；真空电源按钮207；真空输出接头208；真空标准表209；真空被校表210；固态继电器211；电动液压泵300；液压显示和限压表301；液压显示和限压表触点301a、301b；储油罐302；液压压力传感器303；液压阀304；液压回检阀305；液压微调阀306；液压电源按钮307；液压输出接头308；液压标准表309；液压被校表310；固态继电器311；钢管1；钢管螺母2；卡套3；出油接头4；大孔双锥型锥垫5；压紧螺母6；出油偶件7；单平单锥锥垫8、9；外套10；○圈11；柱塞偶件12；弹簧13；泵体14；轴承15；偏心轮16；电机轴偏心轮17；弹簧压板18；柱塞19；柱塞套20；弹簧21；直通接头22；回检阀支撑环23；回检阀V形环24；回检阀高压压环25；回检阀压垫26；回检阀压盖27；回检阀杆28；回检阀体29；装饰垫30；回检阀双锥形锥垫31；微调阀双锥形锥垫32；微调阀支撑环33；；微调阀V形环34；微调阀高压压环35；微调阀压垫36；微调阀压紧螺母37；微调阀阀杆38。
具体实施方式
参照图1，本实用新型电动压力校验台主要由三部分组成电动造压装置、控压装置和检验装置。其中电动造压装置包括实现气压电动造压的电动气压泵100、进行电动抽真空的电动真空泵200和实现液压电动造压的电动液压泵300，电动气压泵100、电动真空泵200和电动液压泵300与电源并联；控压装置包括分别使压力达到预定值的气压控压装置、真空控压装置和液压控压装置；校测装置包括标准压力表109、209、309和被校压力表110、210、310。
为了更清楚理解本实用新型内容，下面对气压、液压和真空校验结构部分及其工作原理分别进行说明。
气压压力校验结构及工作原理利用电动气压泵100实现电动造压，在气压泵100出口接一个气压储气罐102，存储气压能量。气压储气罐102的出口并连有气压限压与显示表101的压力传感器103和气压阀104。气压显示和限压表(粗调表)101可以设定压力值，用以控制气源压力最大值，并显示气源压力值。气压阀104控制进入气压控压装置的气流。气压控压装置由气压阀104、气压回检阀105、气压微调阀106和气压输出接头108组成。
当校验气压表时，将标准气压表109和被校表110接在气压输出接头108，然后关闭气压回检阀105，打开气压阀104，按下气压泵按钮107，气压泵110启动开始造压，当压力升高到所需的压力时，关闭气压阀104，采用闭式调节，用气压微调阀106调至精确值。读出并记录标准表109和被校表110的校验点的读数。
回检时，稍打开气压回检阀105，当压力接近所需值附近时，再关闭气压回检阀105，采用闭式调节，用气压微调阀106调至所需值。读出并记录标准表109和被校表110回检点读数。将被校表109和标准表110对应读数进行比较，并算出误差值。
真空压力校验结构及工作原理利用真空泵200实现电动抽真空，真空泵200出口串联一个气压储气罐202，在气压储气罐202出口并联一个真空压力显示表(粗调表)201，一个真空阀204。真空压力显示表201显示真空源压力粗调数值。打开真空阀204时，管路与真空控压装置接通。真空阀204控制流出控压装置的气流。真空控压装置由真空阀204、真空真空回检阀205、真空微调阀206和快速输出接头208组成。
真空压力校验时，将被校真空表210和标准表209接在快速输出接头208上，并关闭真空真空回检阀205，打开真空阀204。然后按下真空泵按钮207，真空泵200开始抽真空，这时观察真空压力显示表201上数据，当接近所需数值时，关闭真空阀204，采用闭式调节，用真空微调阀206调至所需精确值，读出并记录标准表209与被校表210的校验点读数。回检时，稍打开真空真空回检阀205，当压力接近所需值时，关闭真空真空回检阀205，采用闭式调节，用真空微调阀206调至所需精确压力值。读出并记录标准表209和被校表210回检点读数。将被校表210和标准表209对应读数进行比较，并算出误差值。
液压压力校验结构及工作原理液压泵300电动造压将油压出，液流进入储油罐302，储油罐302起缓冲液压增压速度的作用，液流从储油罐302出来后分二路，一路进入显示和限压表(粗调表)301的压力传感器303，由粗调表301显示液压源压力值，并可设定压力值对液压源进行限压；另一路进入液压控压装置，液压控压装置由液压阀304、液压回检阀305、液压微调阀306和液压输出接头308组成。
液压校验时，先将液压被校表3 10和标准表309装在液压输出接头308上，关闭液压回检阀305，打开液压阀304，按下液压泵300开关按钮，由液压泵300造压，观察液压压力显示和限压表，当压力升高至所需压力值附近时，再关闭液压阀304，采用闭式调节，由液压微调阀306精确调至所需压力值。读出并记录被校表310和标准表309的读数，将被校表310和标准表309相对应读数进行比较，并算出误差值。
电子限压装置工作原理在压力显示与限压表101、201和301上设定限压数值，当压力达到该设定数值时，限压表101上的101a、101b触点断开，这时供给固态继电器SSR的5V直流电流控制电源断开，则固态继电器输出给电机的220V交流电源断开，则电机停转，压力泵不再打压，压力停止上升，达到了限压作用。
如图2所示，下面说明本实用新型电动压力校验台中使用的液压泵300的工作原理。
当电机转动时，液压泵300的轴17带动偏心轮16转动，偏心轮16外面套有滚动轴承15，则滚动轴承15跟随偏心轮16转动，轴承15外套的转动将推动柱塞19左移，将从进油口吸进的油加压后，经由单向阀(出油偶件)7压至出油口，单向阀7阻止高压油回流，弹簧13推动柱塞19右移，当柱塞19打开进油口时，油箱的油进入柱塞腔，而当柱塞19再次左移封住进油口时，对封住的油加压，打开单向阀7而进入出油口，为了避免柱塞19在侧向力作用下，在移出柱塞套过多的情况下被卡断，设计了弹簧压板18，弹簧压板18除了受固定弹簧13作用外，还有具有导向作用，以便保护柱塞19。同时将柱塞19与滚动轴承外套接触点逆旋转方向前移一个偏心距，这时使得柱塞头爬的坡斜度小了，均小于90°，柱塞19产生横向运动的程度变小了，不易卡断。
而且，液压泵传动机构采用了低噪音郭动轴承偏心轮16，将滑动摩擦变为滚动摩擦，大大降低了噪声。电机输出轴17端加轴承支柱，改变单支承梁的状态，增加了传动刚性，减少了噪声。由于采用上述传动机构，滑动摩擦变为滚动摩擦，成百倍地减少摩擦，因而所需驱动力矩液压泵驱动电机由90W降到60W，在降到40W，均可使泵产生输出压力＞100Mpa。由于电机功率减少，所产生的噪声也大幅度减少；为了提高增强密封，本实用新型从静密封和动密封两个方面进行了改进。下面分别进行详细说明。
首先，图3a-3c示出了图2所示液压泵300中形成静密封的三种锥垫的剖视图。在液压泵300中，柱塞套20和外套10之间设置了单平单锥锥垫9，而在出油偶件7和外套10之间设置了单平单锥锥垫8，用于形成静密封；在出油接头4内设置了大孔双锥型锥垫5。
图3a所示的为双锥形锥垫，用于直径大于φ2和小于φ6的小孔对接处，小孔的端面保持尖角，为保持尖角，小孔端面光洁度要保持0.8，锥垫两端保持10°锥度，光度保证0.8，材料选用黄铜，易于为小孔端面尖角嵌入，形成弹性变形和塑性变形相结合的状态。
图3b所示的为单平单锥锥垫，它用于一端小孔，一端平面密封处(例如柱塞偶件12出油端，出油偶件7进油端)对它的锥面端要求和小孔的端面要求和小孔的端面要求同双锥型锥垫，对锥垫的平面端光度要求0.4，易于密封。材料选用黄铜，易于小孔端面尖角嵌入锥面，形成弹塑变形相结合的状态，平面端易产生弹性变形。
图3c所示的为大孔双锥型锥垫5，它用于两端均为大孔，或一端大孔，一端小孔。前者类似于两端小孔密封，后者，在小孔端壳体部分外加做辅助大孔端面尖角，选用材料亦为黄铜，易形成弹塑变形结合状态。
上述弹塑变形结合状态，装配时用力�。忠子谛纬啥愿哐沟拿芊猓奔友沟�160Mpa时，没有出现渗漏。
其次，说明动密封结构。关于动密封，是指运动过程的密封，例如微调阀，截止阀的阀杆处密封。本实用新型采用了密封函形式，参见图4和图6，图4和图6分别示出了液压回检阀305和液压微调阀306的剖视图，如图4所示，在液压回检阀305的密封函内依次叠放有支撑环23、V形环24和高压压环25，压垫26；如图6所示，以同样方式在微调阀的密封函内放置有支撑环33、V形环34、高压压环35，压垫36。
图5a、5b和5c分别给出了支撑环23、V形环24和高压压环25的轴向剖视图。其中V形环和压环的材料选用聚四氟乙烯，V形环截面廓形呈具有外表面和内表面构成的V槽，V槽内表面的两侧边形成下角度α，V槽外表面的两侧边形成上角度β，下角度α和上角度β的选择与工作压力有关，对于低压，则采用下角度α是50°，而上角度β是60°；而对于高压，则下角度α为90°，而上角度β为100°。
如图6所示，在装配时，压紧螺母37旋转下压压垫36，压垫36下移而迫使V形环34和压环角度变大，内径变小外径变大，使得V形环34和压环35的内环抱紧阀杆38，外环撑紧密封函外壁，形成预变形密封。当压力逐渐增高时，在压力的作用下，V形环34和压环35的变形随压力的增高而逐渐加大，形成一种预变形和压力相关变形相结合的状态，使得阀杆38处既能转动，又能密封的状态。根据耐压强度24小时试验，在压力达到120Mpa～160Mpa时，阀杆38处也不发生渗油现象。
权利要求1.一种用于校验液压、气压和真空压力的电动压力校验台，包括电动造压装置、与电动造压装置相连的控压装置和通过输出接头(101、201、301)与控压装置相连的校测装置，其特征在于电动造压装置包括与电源相连并且相互并联的气压泵(100)、真空泵(200)和液压泵(300)，气压泵(100)、真空泵(200)和液压泵(300)分别连接气压储气罐(102)、真空储气罐(202)和储油罐(302)；控压装置包括与气压储气罐(102)相连的气压控压装置、与真空储气罐(202)相连的真空控压装置和与储油罐(302)相连的液压控压装置；校测装置包括分别与气压控压装置、真空控压装置和液压控压装置相连的气压标准表(109)、真空标准表(209)和液压标准表(309)，其中还包括分别与气压泵(100)和气压控压装置相连、与液压泵(300)和液压控压装置相连、与真空泵(200)相连的电子限压装置(111、211、311)。
2.如权利要求1所述的电动压力校验台，其特征在于所述气压控压装置包括与所述气压储气罐(102)连接的气压阀(104)，与所述气压阀(104)连接的气压微调阀(106)、气压回检阀(105)，以及与所述所述气压微调阀(106)连接的气压压力限压与显示表(101)；所述的真空控压装置包括与所述真空储气罐(102)连接的真空阀(204)、真空压力显示表(201)，与所述真空阀(204)连接的真空微调阀(206)、真空回检阀(205)，以及与所述所述真空微调阀(206)连接的真空压力显示表(201)；所述液压控压装置包括与所述储油罐(302)连接的液压阀(304)，与所述液压阀(304)连接的液压微调阀(306)、液压回检阀(105)，以及与所述液压微调阀(306)连接的液压压力限压与显示表(301)。
3.如权利要求1或2所述的电动压力校验台，其特征在于所述液压泵(300)包括安装在电机轴(17)上的偏心轮(16)和柱塞体，所偏心轮(16)外面套有滚动轴承(15)，所述柱塞体包括柱塞(19)、柱塞套(20)、套在柱塞套外部的柱塞偶件(12)和外套(10)，柱塞(19)一端设有与滚动轴承(16)外圆周接触的弹簧压板(18)，套在柱塞套(20)上的弹簧(13)一端靠在所述弹簧压板(18)上，另一端靠在所述柱塞偶件(12)上，所述外套(10)与出油接头(4)连接。
4.如权利要求3所述的电动压力校验台，其特征在于，所述柱塞套(20)和所述外套(10)之间设有用于密封的单平单锥锥垫(9)，所述外套(10)一端插入所述出油接头(4)的内凹槽中并通过大孔双锥型锥垫(5)靠在内凹槽底部。
5.如权利要求2所述的电动压力校验台，其特征在于所述液压微调阀(306)中的密封结构采用密封函结构，包括在微调阀阀杆上依次叠放支撑环(33)、V形环(34)、高压压环(35)和压垫(36)。
6.权利要求5所述的电动压力校验台，其特征在于所述V形环(34)的横截面廓形呈具有外侧和内侧的V槽，外侧的两侧边形成上角度β，内侧的两侧边形成下角度α。
7.权利要求6述的电动压力校验台，其特征在于对于低压，所述下角度α为50°，而所述上角度β为60°；对于高压，所述下角度α为90°，而所述上角度β为100°。
8.如权利要求1或2所述的电动压力校验台，其特征在于所述电子限压装置为固态继电器。
专利摘要本实用新型提供一种具有液压、气压和真空三种校验功能的电动压力校验台，包括电动造压装置、与电动造压装置相连的控压装置、通过输出接头与控压装置相连的校测装置和根据设定压力值控制电源通/断的电子限压装置。电动造压装置包括与电源相连并且相互并联的气压泵、真空泵和液压泵，气压泵、真空泵和液压泵分别连接气压储气罐、真空储气罐和储油罐；分别控制气压、真空和液压的气压控压装置、真空控压装置和液压控压装置；校测装置包括气压标准表、真空标准表和液压标准表。本实用新型既可独立又可同时校验液压、气压和真空压力，使得各系统密封性好，而且系统之间不互相污染和互相干扰。
文档编号G01L27/00GK2639869SQ0326544
公开日2004年9月8日 申请日期2003年6月10日 优先权日2003年6月10日
发明者武安明, 王文杰 申请人:北京市海淀区中航机电研究所
专业数控铣床产品供应商
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