一種液驅氣往復式高壓氣體自動增壓裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種液驅氣往復式高壓氣體自動增壓裝置，包括：機柜，設置于機柜內部的液壓包組件、增壓器組件、低壓氣源組件、控制器組件等；其增壓方法是：利用液壓包被壓縮液體作為增壓器的初始驅動力，液壓包被壓縮液體進入增壓器動力缸驅動增壓器活塞組件往復運動，增壓器一側為一級增壓缸，另一側為二級增壓缸，一級增壓缸吸入低壓氣源提供的低壓氣體，經壓縮后排出到二級增壓缸，二級增壓缸吸入一級增壓缸提供的壓縮氣體再次壓縮排出最高達40MPa的高壓氣體到儲氣罐以提供給需要高壓氣體的環(huán)境。本實用新型采用自動化控制，結構簡單，體積小，能耗低，低碳環(huán)保，輸出氣體壓力高，填補了超高壓氣體壓力造壓的空白。
【專利說明】一種液驅氣往復式高壓氣體自動增壓裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于壓力儀表標準檢定校準【技術領域】，具體涉及一種能快速產生40MPa氣體壓力，用于壓力儀表檢定校準的氣體自動增壓裝置。

【背景技術】
[0002]在壓力儀表的檢定過程中，有一部分壓力儀表是禁油(水)的儀表，如:氧氣表、乙炔表等其它航空儀表，這就需要具有一定壓力的壓縮空氣作為介質來檢定儀表。傳統(tǒng)方式的壓縮空氣來源主要有兩種方式:手動氣泵和高壓氣瓶。手動氣泵主要應用在小量程壓力儀表檢定裝置中。盡管壓力很低但為了完成正常的檢定工作，操作人員需要不斷操作手動氣泵確保檢定過程有足夠的壓縮空氣，這是一項繁重的體力工作，嚴重影響了檢定工作的效率。使用高壓氣瓶為檢定裝置提供壓縮空氣，高壓氣瓶容量有限，最高壓力一般也就25MPa，不易搬運，而且隨著使用，氣瓶壓力越來越低，覆蓋壓力表檢定的量程也就越來越低，稍高量程就無法檢定，這樣給檢定工作帶來了諸多不變，更無法滿足工業(yè)現(xiàn)場自動檢定壓力儀表的需要。為了解決這個問題，人們設想用電動氣泵或電動增壓器等取代高壓氣瓶，但現(xiàn)有的電動空氣增壓設備一般都是利用外部能源系統(tǒng)提供壓縮氣體所需能量，如各種氣體增壓機，此類增壓機大都是對壓縮機改裝而成，其特點為功率大，輸出壓力及流量大，但是其體積龐大，不能有效的利用低壓氣源氣體能量，能量利用率低，另外普通的氣體增壓機缺少控制器，頻繁起停，對工廠的電網、氣路的沖擊以及對設備本身的損壞很大，不利于在壓力校準領域的推廣。也有研究通過減小增壓器增壓側活塞面積，達到增壓的目的，但這類增壓器都以壓縮氣體為動力，增壓器驅動側低壓氣體直接排放大氣，能量損失大，系統(tǒng)的效率低。因此不能滿足本行業(yè)小流量、高壓力的需要，這一切嚴重制約著氣體壓力儀表自動檢定裝置向自動化、小型化、高效節(jié)能化的方向發(fā)展。
實用新型內容
[0003]本實用新型目的在于提供一種結構簡單，體積小，便于安裝，方便移動，自動化，低碳環(huán)保的產品，為壓力儀表檢定領域和其他需要超高氣壓場合提供高達40MPa的氣體壓力。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案:
[0005]一種增壓裝置，包括機柜、增壓器組件、低壓氣源組件、液壓包組件、控制器組件；所述增壓器組件、低壓氣源組件、液壓包組件、控制器組件設置于機柜內部，所述液壓包組件和低壓氣源組件并聯(lián)，低壓氣源組件、液壓包組件分別與增壓器組件連接以提供被壓縮氣體和初始動力，控制器組件通過采集信號來控制液壓包組件的中斷或工作。
[0006]進一步的，所述增壓器組件包括動力缸、一級增壓缸、二級增壓缸、活塞桿、動力活塞、一級增壓活塞、左過渡缸蓋、右過渡缸蓋，其中:活塞桿為一臺階軸，直徑較大一端穿過左過渡缸蓋中間孔進入二級增壓缸做為二級增壓缸的柱塞，左過渡缸蓋左端接二級增壓缸，右端接動力缸，活塞桿中間臺階處安裝動力活塞，動力缸右端接右過渡缸蓋，右過渡缸蓋中間加工一孔，活塞桿從中間孔通過，右過渡缸蓋右端接一級增壓缸，活塞桿右端臺階處安裝一級增壓活塞，一級增壓缸與二級增壓缸、二級增壓缸與儲氣罐都通過壓力管相連，壓力管中間分別設置有第一單向閥，第二單向閥。
[0007]進一步的，所述增壓器組件還包括二級增壓缸缸蓋、鎖緊法蘭、開口擋圈、開口鍵、高壓氣體密封組件、動力活塞密封組件、一級密封組件、一級增壓缸缸蓋；二級增壓缸左端與二級增壓缸缸蓋通過螺紋連接，連接處設有密封圈；左過渡缸蓋左端沿二級增壓缸外圓位置加工一方形環(huán)槽放入開口擋圈，環(huán)槽右端面與左過渡缸蓋左端面重合，然后用鎖緊法蘭鎖緊；左過渡缸蓋中間孔與高壓氣體密封組件配合，活塞桿從高壓氣體密封組件中穿過；動力活塞上設置有動力活塞密封組件，動力活塞左端緊靠臺階軸軸肩，右端用開口鍵固定；右過渡缸蓋右側加工凸臺與一級增壓缸連接，一級增壓缸右端與一級增壓缸缸蓋相連；左過渡缸蓋和一級增壓缸蓋四角加工四個固定孔，通過四條螺栓和八個螺母緊固。
[0008]進一步的，所述單向閥包括單向閥閥體、密封圈、鋼珠、托架、彈簧，所述特制單向閥閥體內部設計一斜面，斜面上設計一凹槽安裝密封圈，鋼珠受彈簧彈簧力作用下與密封圈接觸密封。
[0009]進一步的，所述左過渡缸蓋與二級增壓缸和動力缸的連接處、動力活塞、活塞桿、動力缸之間均設計有密封組件，一級增壓活塞上設置有一級密封組件。
[0010]進一步的，所述一級增壓活塞與活塞桿連接結構包括一級增壓活塞、活塞桿、環(huán)型開口鍵、壓環(huán)、內卡圈；所述連接結構是在活塞桿的一端加工一環(huán)形方槽，一級增壓活塞一側加工一個能放入環(huán)型開口鍵的凹臺，將一級增壓活塞裝入活塞桿上，然后安裝環(huán)型開口鍵，再裝壓環(huán)將環(huán)型開口鍵固定，內卡圈固定壓環(huán)。
[0011]進一步的，所述控制器組件包括交流接觸器、壓力開關、控制器、壓力變送器、兩個接近開關，電源經交流接觸器輸出到液壓包組件和低壓氣源組件，低壓氣源組件通過壓力開關設定啟動壓力和停止壓力；控制器與交流接觸器并聯(lián)，與壓力變送器串聯(lián)，控制器得電后輸出24V給壓力變送器，同時采集壓力變送器的電流信號，當壓力變送器反饋給控制器的電信號到達設定壓力時控制器內觸點斷開，增壓裝置停止增壓，低于設定壓力時觸點接通，增壓裝置增壓；其中第一接近開關安裝在一級增壓缸端部法蘭上，第二接近開關安裝在一級增壓缸另一端側壁上。
[0012]進一步的，所述控制器組件還包括第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器，其中，第一繼電器和第三繼電器都與第二繼電器相連，第二繼電器與電磁換向閥相連，當增壓裝置啟動時，24V電源輸出24V直流電給第一接近開關和第二接近開關；當?shù)谝唤咏_關感應到一級增壓活塞時接通，第一繼電器線圈通電，將電信號傳輸給第二繼電器，電磁換向閥一端電磁鐵得電，電磁換向閥換向；當一級增壓活塞離開第一接近開關感應區(qū)時，第一繼電器線圈斷電；當增壓活塞進入第二接近開關感應區(qū)時，第三繼電器得電，將電信號傳輸給第二繼電器，電磁換向閥另外一端得電后換向；當增壓活塞離開第二接近開關感應區(qū)時，第三繼電器失電，增壓裝置恢復至開始狀態(tài)，隨后重復運行。
[0013]采用以上設計，本實用新型的液驅氣往復式高壓氣體自動增壓裝置結構上簡化了傳統(tǒng)的傳動方式，通過液體驅動氣體，控制組件自動控制使得機構簡單化，體積小型化，功耗節(jié)能化等特點，可滿足壓力儀表檢定領域對小流量、高壓力的需要。
[0014]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0015]圖1為本實用新型原理框圖；
[0016]圖2為本實用新型增壓器組件向左移動工作狀態(tài)結構圖；
[0017]圖3為本實用新型增壓器組件向右移動工作狀態(tài)結構圖；
[0018]圖4為本實用新型一級增壓活塞與活塞桿連接示意圖；
[0019]圖5為本實用新型特制單向閥結構圖；
[0020]圖6為本實用新型控制器組件原理框圖。
[0021]【具體實施方式】:
[0022]本實用新型的原理框圖如圖1所示:增壓裝置包括機柜及設置于機柜內部的增壓器組件1、低壓氣源組件2、液壓包組件3、控制器組件4等。增壓器組件I包括一級增壓缸21、二級增壓缸15、動力缸17和單向閥11，13，14等；低壓氣源組件2包括微型空氣壓縮機、空氣開關、儲氣罐等，為增壓器組件I提供被壓縮氣體，目的是增壓快速，縮短到達目標壓力的時間；液壓包組件3包括電機、油泵、油箱、換向閥等，為增壓裝置提供初始動力；控制器組件4包括壓力變送器8、接近開關9，10、控制器5和換向閥12等，通過設定目標壓力，來實現(xiàn)對設備運行的控制。其中增壓器組件I是本實用新型的核心部件，在液壓包組件3提供的液壓動力驅動下工作，利用帕斯卡原理P=F/S來設計增壓器組件I的增壓比，本實用新型設計的增壓比為1:2，即當液壓動力包3輸出20MPa壓強時，經過增壓器組件I就可以增壓到40MPa。
[0023]本實用新型增壓器組件I向左移動工作狀態(tài)結構圖如圖2所示:增壓器組件I包括二級增壓缸15、動力缸17、動力活塞18、一級增壓缸21、一級增壓活塞20、活塞桿19、二級增壓缸缸蓋30、鎖緊法蘭31、開口擋圈58、高壓氣體密封組件33、左過渡缸蓋56、右過渡缸蓋47、動力活塞密封組件52、一級密封組件43、一級增壓缸缸蓋39、螺栓16、螺母38等。二級增壓缸15和二級增壓缸缸蓋30通過螺紋連接，連接處設有密封圈59 ;二級增壓缸15右端插入左過渡缸蓋56，在左過渡缸蓋56左端面處沿二級增壓缸15外圓位置加工一方形環(huán)槽，環(huán)槽右端面與左過渡缸蓋56左端面重合，環(huán)形開口擋圈58放入其中，再用鎖緊法蘭31鎖緊；左過渡缸蓋56中間孔設計與高壓氣體密封組件33配合，活塞桿19從高壓氣體密封組件33中穿過，左過渡缸蓋56右側加工有動力油進出接口一個，左過渡缸蓋56右側與動力缸17連接，連接處都設計有密封組件；活塞桿19為一臺階軸，直徑較大一端穿過左過渡缸蓋56中間孔進入二級增壓缸15做為二級壓縮的柱塞，中間臺階處安裝動力活塞18，動力活塞18上設置有動力活塞密封組件52，動力活塞18左端緊靠臺階軸軸肩，右端用開口鍵49固定，動力活塞18與活塞桿19和動力缸17之間均設計有密封組件，活塞桿19右端臺階處安裝一級增壓活塞20，其固定方式見圖4所示，一級增壓活塞20上設置有一級密封組件43 ;右過渡缸蓋47左側與動力缸17相接，右側加工凸臺與一級增壓缸21連接，一級增壓缸21右端與一級增壓缸蓋39連接；右過渡缸蓋47左側加工有動力油進出接口一個，中間加工一孔，活塞桿19從中間孔通過；左過渡缸蓋56和一級增壓缸蓋39四角加工4個固定孔，通過四條螺栓16緊固，接近開關9，10分別安裝在一級增壓缸端部法蘭和一級增壓缸另一端側壁上。
[0024]圖2所示為動力活塞18在動力P作用下向左移動,連接為一體的動力活塞18、活塞桿19和一級增壓活塞20同時向左側運動，此時一級增壓缸21吸入低壓氣源2提供的低壓氣體，與此同時二級增壓缸15壓縮。
[0025]本實用新型增壓器組件I向右移動工作狀態(tài)結構圖如圖3所示:動力活塞18在動力P作用下向右移動，連接為一體的動力活塞18、活塞桿19和一級增壓活塞20同時向右側運動，此時一級增壓缸21將吸入的低壓氣源2提供的低壓氣體進行壓縮通過單向閥14排入二級增壓缸15，與此同時二級增壓缸15吸入一級增壓缸21排出的次高壓氣體，因為兩級增壓缸容積不同，一級增壓缸21的容積是二級增壓缸15容積的六倍，所以一級增壓缸21壓縮后進入二級增壓缸15的氣體壓強會增加到近6倍，經過加壓的氣體通過單向閥13排入儲氣罐7，增壓器組件I如此往復運動，即可輸出高壓氣體。
[0026]本實用新型一級增壓活塞20與活塞桿19連接結構如圖4所示:包括一級增壓活塞20、活塞桿19、環(huán)型開口鍵24、壓環(huán)22、內卡圈23。所述連接結構是在活塞桿19的一端加工一環(huán)形方槽，一級增壓活塞20 —側加工一個能放入環(huán)型開口鍵24的凹臺，將一級增壓活塞20裝入活塞桿19上，然后安裝環(huán)型開口鍵24，再裝壓環(huán)22將環(huán)型開口鍵24固定，內卡圈23固定壓環(huán)22。此連接方式比螺紋等連接方式減小了體積，增大了剪切力。
[0027]本實用新型特制單向閥結構如圖5所示:包括單向閥閥體25、密封圈26、鋼珠27、托架28、彈簧29。所述特制單向閥閥體25內部設計一斜面，斜面上設計一凹槽安裝密封圈26，鋼珠27受彈簧29彈簧力作用下與密封圈26接觸密封，當鋼珠27彈簧一側受到更大作用力時，鋼珠27擠壓密封圈26變形，鋼珠27就與閥體25內部斜面接觸，此時密封形式由軟密封轉變?yōu)閯傂悦芊?，且作用力越大密封效果越好?br> [0028]本實用新型控制器組件5原理框圖如圖6所示:包括開關A、開關B、交流接觸器65、壓力開關64、控制器5、壓力變送器8、接近開關9、接近開關10、繼電器61、繼電器62、繼電器63、24V電源60、電磁換向閥12等電器控制元件。本實用新型動力電源為交流220V市電，接入后經開關A，交流接觸器65，輸出到用電器液壓包組件3和低壓氣源組件2，液壓包組件3和低壓氣源組件2并聯(lián)，開關A接通后液壓包組件3的電機和低壓氣源組件2開始工作；低壓氣源組件2通過壓力開關64設定啟動壓力和停止壓力；控制器5和交流接觸器65并聯(lián)，開關A接通后控制器5得電，控制器5得電后輸出24V給壓力變送器8，同時采集變送器的電流信號，當壓力變送器8反饋給控制器5的電信號到達設定壓力時控制器內觸點斷開，增壓裝置停止增壓，低于設定壓力時觸點接通，增壓裝置增壓；
[0029]開關B和開關A串聯(lián)，開關B接通后24V電源60、繼電器61觸點C、繼電器62觸點1、繼電器63觸點q同時得電；24V電源60輸出24V直流電給接近開關9和接近開關10 ；當接近開關9感應到一級增壓活塞20的位置時，接近開關9接通，繼電器61線圈通電，繼電器61的觸點c與g接通，此時繼電器62的e觸點與繼電器61的g觸點、c觸點得電，繼電器62觸點h與g、k與j接通；繼電器62的e觸點通過g觸點、h觸點、繼電器63的ο觸點、q觸點得電，電磁換向閥12 —端電磁鐵得電，電磁換向閥12換向。當一級增壓活塞20離開接近開關9感應區(qū)時，繼電器61線圈斷電，觸點c_g斷開。當增壓活塞進入接近開關10感應區(qū)時，繼電器63得電，觸點o-p連通，繼電器62失電，其觸點h-1，k-l連通，電磁換向閥12另外一端得電，電磁換向閥12換向。當增壓活塞離開接近開關10感應區(qū)時，繼電器63失電，觸點o-g連通。增壓裝置恢復至開始狀態(tài)，隨后重復運行。
【權利要求】
1.一種液驅氣往復式高壓氣體自動增壓裝置，其特征在于，所述增壓裝置包括:機柜、增壓器組件(1)、低壓氣源組件(2)、液壓包組件(3)、控制器組件(4);所述增壓器組件(1)、低壓氣源組件(2)、液壓包組件(3)、控制器組件(4)設置于機柜內部，所述液壓包組件(3)和低壓氣源組件(2)并聯(lián)，低壓氣源組件(2)、液壓包組件(3)分別與增壓器組件(1)連接以提供被壓縮氣體和初始動力，控制器組件(4)通過采集信號來控制液壓包組件(3)的中斷或工作。
2.根據(jù)權利要求1所述的增壓裝置，其特征在于:所述增壓器組件(1)包括動力缸(17)、一級增壓缸(21)、二級增壓缸(15)、活塞桿(19)、動力活塞(18)、一級增壓活塞(20)、左過渡缸蓋(56)、右過渡缸蓋(47)，其中:活塞桿(19)為一臺階軸，直徑較大一端穿過左過渡缸蓋(56)中間孔進入二級增壓缸(15)做為二級增壓缸(15)的柱塞，左過渡缸蓋(56)左端接二級增壓缸(15)，右端接動力缸(17)，活塞桿(19)中間臺階處安裝動力活塞(18)，動力缸(17)右端接右過渡缸蓋(47)，右過渡缸蓋(47)中間加工一孔，活塞桿(19)從中間孔通過，右過渡缸蓋(47)右端接一級增壓缸(21)，活塞桿(19)右端臺階處安裝一級增壓活塞(20)，一級增壓缸(21)與二級增壓缸(15)、二級增壓缸(15)與儲氣罐(7)都通過壓力管相連，壓力管中間分別設置有第一單向閥(14)，第二單向閥(13)。
3.根據(jù)權利要求1所述的增壓裝置，其特征在于:所述增壓器組件(1)還包括二級增壓缸缸蓋(30)、鎖緊法蘭(31)、開口擋圈(58)、開口鍵(49)、高壓氣體密封組件(33)、動力活塞密封組件(52)、一級密封組件(43)、一級增壓缸缸蓋(39) ;二級增壓缸(15)左端與二級增壓缸缸蓋(30)通過螺紋連接，連接處設有密封圈(59);左過渡缸蓋(56)左端沿二級增壓缸(15)外圓位置加工一方形環(huán)槽放入開口擋圈(58)，環(huán)槽右端面與左過渡缸蓋(56)左端面重合，然后用鎖緊法蘭(31)鎖緊；左過渡缸蓋(56)中間孔與高壓氣體密封組件(33)配合，活塞桿(19)從高壓氣體密封組件(33)中穿過；動力活塞(18)上設置有動力活塞密封組件(52)，動力活塞(18)左端緊靠臺階軸軸肩，右端用開口鍵(49)固定；右過渡缸蓋(47)右側加工凸臺與一級增壓缸(21)連接，一級增壓缸(21)右端與一級增壓缸缸蓋(39)相連；左過渡缸蓋(56)和一級增壓缸蓋(39)四角加工四個固定孔，通過四條螺栓(16)和八個螺母(38)緊固。
4.根據(jù)權利要求2所述的增壓裝置，其特征在于:所述單向閥(13，14)包括單向閥閥體(25)、密封圈(26)、鋼珠(27)、托架(28)、彈簧(29)，所述單向閥閥體(25)內部設計一斜面，斜面上設計一凹槽安裝密封圈(26)，鋼珠(27)受彈簧(29)彈簧力作用下與密封圈(26)接觸密封。
5.根據(jù)權利要求2所述的增壓裝置，其特征在于:所述左過渡缸蓋(56)與二級增壓缸(15)和動力缸(17)的連接處、動力活塞(18)、活塞桿(19)、動力缸(17)之間均設計有密封組件，一級增壓活塞(20)上設置有一級密封組件(43)。
6.根據(jù)權利要求2所述的增壓裝置，其特征在于:所述一級增壓活塞(20)與活塞桿(19)連接結構包括一級增壓活塞(20)、活塞桿(19)、環(huán)型開口鍵(24)、壓環(huán)(22)、內卡圈(23);所述連接結構是在活塞桿(19)的一端加工一環(huán)形方槽，一級增壓活塞(20) —側加工一個能放入環(huán)型開口鍵(24)的凹臺，將一級增壓活塞(20)裝入活塞桿(19)上，然后安裝環(huán)型開口鍵(24)，再裝壓環(huán)(22)將環(huán)型開口鍵(24)固定，內卡圈(23)固定壓環(huán)(22)。
7.根據(jù)權利要求2所述的增壓裝置，其特征在于:所述控制器組件(4)包括交流接觸器(65)、壓力開關(64)、控制器(5)、壓力變送器(8)、兩個接近開關(9，10)，電源經交流接觸器￠5)輸出到液壓包組件(3)和低壓氣源組件(2)，低壓氣源組件(2)通過壓力開關(64)設定啟動壓力和停止壓力；控制器(5)與交流接觸器￠5)并聯(lián)，與壓力變送器(8)串聯(lián)，控制器(5)得電后輸出24V給壓力變送器(8)，同時采集壓力變送器(8)的電流信號，當壓力變送器⑶反饋給控制器(5)的電信號到達設定壓力時控制器(5)內觸點斷開，增壓裝置停止增壓，低于設定壓力時觸點接通，增壓裝置增壓；其中第一接近開關(9)安裝在一級增壓缸(21)端部法蘭上，第二接近開關(10)安裝在一級增壓缸(21)另一端側壁上。
8.根據(jù)權利要求7所述的增壓裝置，其特征在于:所述控制器組件(4)還包括第一繼電器(61)、第二繼電器(62)、第三繼電器(63),其中，第一繼電器(61)和第三繼電器(63)都與第二繼電器(62)相連，第二繼電器(62)與電磁換向閥(12)相連，當增壓裝置啟動時，24V電源(60)輸出24V直流電給第一接近開關(9)和第二接近開關(10);當?shù)谝唤咏_關(9)感應到一級增壓活塞(20)時接通，第一繼電器￠1)線圈通電，將電信號傳輸給第二繼電器(62)，電磁換向閥(12) —端電磁鐵得電，電磁換向閥(12)換向；當一級增壓活塞(20)離開第一接近開關(9)感應區(qū)時，第一繼電器(61)線圈斷電；當增壓活塞進入第二接近開關(10)感應區(qū)時，第三繼電器(63)得電,將電信號傳輸給第二繼電器(62),電磁換向閥(12)另外一端得電后換向；當增壓活塞離開第二接近開關(10)感應區(qū)時，第三繼電器(63)失電，增壓裝置恢復至開始狀態(tài)，隨后重復運行。
【文檔編號】F04B49/06GK204082474SQ201420526981
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權日:2014年9月12日
【發(fā)明者】趙金橋 申請人:北京斯貝克科技有限責任公司