本實用新型屬于壓力儀器儀表計量校準領域,涉及一種小型能自動壓縮空氣產(chǎn)生壓力氣體、自動完成氣體壓力控制,模塊化裝配的手持全自動壓力校驗儀,可通過更換標準壓力模塊,用于現(xiàn)場對多種精度、量程的壓力儀表進行校準校驗。
背景技術:
工業(yè)生產(chǎn)、壓力測量等領域中所使用的壓力儀表需要進行定期校驗,以保證壓力儀表檢測壓力的準確性,保證壓力設備在安全范圍內(nèi)使用。
隨著工業(yè)自動化迅速發(fā)展,生產(chǎn)過程中的壓力儀表也逐步向數(shù)字化和電器化轉(zhuǎn)變。很多壓力儀表安裝涉及到密封的問題,通常在壓力管路設有壓力校驗接口和轉(zhuǎn)換閥,要求在對壓力儀表不進行拆卸的情況下,在現(xiàn)場完成服役壓力儀表的校驗。
現(xiàn)有的壓力校驗儀一般包括氣路部件,氣路部件包括能夠提供壓力氣體的壓力源。在壓力儀表服役現(xiàn)場完成壓力儀表的校驗過程,例如,通常由壓力發(fā)生裝置壓縮介質(zhì),來為校驗過程提供滿足使用要求的連續(xù)變化壓力,并要對壓力進行控制以穩(wěn)定在某一需要的具體壓力值;需要有連接裝置將壓力發(fā)生裝置、壓力控制單元與標準壓力儀表、現(xiàn)場被檢壓力儀表連接組成測試系統(tǒng),進行現(xiàn)場壓力儀表的校驗;還需要記錄標準壓力儀表和被檢壓力儀表的對比壓力值,并就對比壓力值進行計算,確定被檢壓力儀表在不同壓力值的誤差范圍,最后再確定合格情況,生成檢驗報告存檔并發(fā)送給用戶。
因此,通常這樣的現(xiàn)場校驗過程,需要配套壓力發(fā)生裝置、壓力介質(zhì)連接傳輸裝置、壓力數(shù)據(jù)處理裝置等多個裝置或儀器進行配合,才能夠完成一次壓力儀表的校驗工作。而工業(yè)中,壓力儀表的服役地點比較復雜,甚至是高空、空間狹小位置或者高度污染的石油或化工行業(yè),上述多個儀器聯(lián)用用方式不可用。為減輕校驗員的負擔,提高校驗過程的可操作性,需要對校驗設備進行便攜甚至手持的小型化設計。
目前還沒有一款手持型校驗產(chǎn)品能完全實現(xiàn)壓力發(fā)生、壓力控制、壓力儀表連接、壓力校驗過程記錄、結果運算和報告輸出的全部功能。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是為了解決上述問題,提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)壓力發(fā)生、壓力控制、壓力儀表連接、壓力校驗過程記錄、結果運算和報告輸出的全部功能的手持全自動壓力校驗儀。
本實用新型的上述目的是由以下解決方案來實現(xiàn)的:
手持全自動壓力校驗儀,包括用于對被檢壓力儀表進行檢測的氣路部件,還包括殼體以及電路部件,所述氣路部件、電路部件以模塊方式集成裝配于所述殼體內(nèi),并整體組配成適于手持的外形。
所述手持全自動壓力校驗儀中,所述氣路部件包括有:組合有微型氣泵(100)的微型智能配氣模塊(200),其為壓力校驗儀提供增壓氣體和真空,其中所述微型氣泵(100)用作所述壓力源;微型智能壓力控制模塊(300),其控制和調(diào)節(jié)來自微型智能配氣模塊(200)的增壓氣體和真空;標準壓力模塊(500),其為壓力校驗儀提供基準壓力;和微型智能壓力接口模塊(400),其連接所述微型智能壓力控制模塊(300)和標準壓力模塊(500);
所述微型智能配氣模塊(200)的壓力輸出口和真空輸出口與微型智能壓力控制模塊(300)的對應的壓力和真空接口插裝并連通,微型智能壓力控制模塊(300)的控制模塊壓力接頭(302)連通微型智能壓力接口模塊(400)的壓力輸入口,標準壓力模塊(500)的氣路接口與微型智能壓力接口模塊(400)的氣路接口對接。
所述手持全自動壓力校驗儀中,所述殼體包括上殼(010)、下殼(030)和下蓋(040);上殼(010)和下殼(030)扣合形成適于手持的校驗儀主體,主體內(nèi)部空間中裝配有所述微型智能壓力接口模塊(400)、標準壓力模塊(500)、主控電路板(700)、接口電路板(600)和觸摸顯示屏(800);下蓋(040)安裝于下殼(030)外側,下蓋(040)與下殼(030)形成的內(nèi)空間內(nèi)裝配有微型智能配氣模塊(200)和微型智能壓力控制模塊(300);一可充電電池(900)裝配于下殼(030)外側下部。
所述手持全自動壓力校驗儀中,所述上殼(010)為上大下小的楔形蓋狀體,上部端面為斜面,該斜面上設有通孔一(011)用于裝配微型智能壓力接口模塊(400)上的壓力接頭(403)和參考接頭(414)并使其露出殼體;上殼(010)向外的平面設置有一個用以容納觸摸顯示屏(800)的方形通孔(013);方形通孔(013)上方設置有三個圓形對外測量插孔(012),下方有一個圓孔用于安裝電源按鈕(014);上殼(010)左右兩側設置有外部電器接口安裝孔(015);
下殼(030)為上大下小的楔形托狀體,其上部端面為斜面,該斜面上有通孔二(031)用于安裝微型智能壓力接口模塊(400)的標準壓力模塊安裝座(406);
上殼(010)周邊緣端與下殼(030)結合處設有凹槽(018),對應下殼(030)周邊緣端與上殼(010)結合處設有凸楞(036),凸楞(036)與凹槽(018)密合。
所述手持全自動壓力校驗儀中,所述微型智能配氣模塊(200)包括微型氣泵(100)和氣源端塊(280),其中,氣源端塊(280)與微型氣泵(100)相連并氣 路連通,微型氣泵(100)內(nèi)設有吸入外界氣體的一級吸氣管路(114)和輸出壓力氣體的二級排氣管路(122),氣源端塊(280)設有正壓氣容(234)和真空氣容(236),兩氣容和微型氣泵(100)的兩管路(114、122)連通并通過設于氣源端塊(280)中的微型電磁閥即V1閥、V2閥和V3閥控制。
所述手持全自動壓力校驗儀中,氣源端塊(280)包括閥島(230),閥島內(nèi)部分隔設置有兩個較大容腔分別直接用作正壓氣容(234)和真空氣容(236),容腔頂部用頂蓋(246)密封;閥島內(nèi)部分隔設置的三個較小容腔分別放置所述V1閥、V2閥和V3閥,正壓氣容(234)、真空氣容(236)和三個電磁閥之間通過管路連接。
所述手持全自動壓力校驗儀中,所述微型氣泵(100)為缸體導向微型增壓式電動氣泵,包括泵體座(108),所述泵體座(108)的兩端形成一級缸體(1081)和二級缸體支撐座(1082),二級缸體(106)裝配于二級缸體支撐座(1082)內(nèi)側且與一級缸體(1081)同軸線;二級缸體(106)體積小于一級缸體(1081)的體積,且一級缸體(1081)的一級排氣管路(117)與二級缸體(106)的二級吸氣管路(120)連通;
活塞桿(110)兩端設活塞一級端(1101)和活塞二級端(1102),活塞一級端與一級缸體(1081)配合,活塞二級端伸入二級缸體(106)內(nèi)與二級缸體配合。
所述手持全自動壓力校驗儀中,所述二級缸體(106)為中空柱體,內(nèi)端內(nèi)表面設有垂直于二級缸體(106)軸向的第一臺階面(1062),第二組合密封件(107)裝配于該第一臺階面(1062)處,泵體座(108)的側面抵頂該第二組合密封件(107);所述二級缸體(106)的外端外表面至少設有第二臺階面(1063),一密封圈(128)抵接于該第二臺階面(1063),電機座(104)的側面抵頂該密封圈(128)。
所述手持全自動壓力校驗儀中,微型智能壓力控制模塊(300)設真空接口(80)和壓力氣體接口(72),真空接口(80)與微型智能配氣模塊(200)內(nèi)真空氣容(236)連通的真空連接頭(245)對位密封連接,壓力氣體接口(72)與微型智能配氣模塊(200)內(nèi)正壓氣容(234)連通的正壓連接頭(240)對位密封連接。
所述手持全自動壓力校驗儀中,所述微型智能壓力接口模塊(400)的壓力接頭(403)和參考接頭(414)通過上殼(010)斜面上的通孔一(011)安裝并露出殼體;微型智能壓力接口模塊(400)的壓力輸入口與微型智能壓力控制模塊(300)的控制模塊壓力接頭(302)連通;
微型智能壓力接口(400)包括標準壓力模塊安裝座(406),其與下殼(030)斜面上的通孔二(031)對位,標準壓力模塊(500)從通孔二(031)插裝連接至 所述標準壓力模塊安裝座(406);壓力標準模塊(500)的氣路接口與微型智能壓力接口(400)的氣路接口對接。
本實用新型由于采取以上設計,具有如下特點:
1、本實用新型是一款手持式的全自動校驗儀,體積小、質(zhì)量輕,適用于手持,涵蓋氣體自動壓力發(fā)生、穩(wěn)定的壓力控制、數(shù)據(jù)記錄等多項功能;其攜帶方便,便于現(xiàn)場進行校驗工作。
2、通過對連接于主控電路板的觸摸顯示屏操作,實現(xiàn)了人機交互友好界面,降低用戶的學習難度;用戶通過觸摸顯示屏界面能完成所有校驗過程的操作。
3、本實用新型自帶微型智能配氣模塊(包含微型氣泵)、微型智能壓力控制模塊、微型智能壓力接口模塊組成的模塊化智能氣路系統(tǒng)。模塊化智能氣路系統(tǒng)各部件連接至接口電路板,接口電路板與主控電路板插裝連接。通過主控電路系統(tǒng),完成控制智能氣源,實現(xiàn)智能造壓、配氣、控壓、泄壓、排污等操作。
4、本實用新型可更換安裝于壓力接口模塊上的標準壓力模塊,使其適應不同精度、不同量程、不同類型(絕壓、差壓、表壓)的被檢儀表,實現(xiàn)對不同類型壓力儀表的校驗。
5、本實用新型主控電路板上由測量電路部分和主控電路部分組成,對外電測接口連接至測量電路部分,可測量被檢壓力儀表電流、電壓等電信號,由測量部分電路進行信號處理。主控電路板能對來自各部分的電信號進行記錄,計算校驗結果、儲存校驗記錄和輸出校驗報告。
6、主控電路板上設置有Wifi模塊、藍牙模塊,連接至主控電路板的外部通訊接口上設置有USB接口,校驗儀可以采用無線或有線通訊方式進行數(shù)據(jù)和報告的導入、導出。
7、外部通訊接口上設置有兩個拓展模塊接口,該模塊接口連接至主控電路板,從接口模塊處連接外部壓力、溫度等模塊拓展本實用新型校驗儀的校驗功能至其它需要參數(shù)的采集(如外部壓力、溫度),擴展本實用新型校驗儀的壓力量程范圍及本機壓力發(fā)生能力范圍外。
8、本實用新型手持式全自動校驗儀自帶可充電、大容量供電電池,可持續(xù)長時間供電,方便現(xiàn)場校驗工作。
附圖說明
圖1A為本實用新型手持全自動壓力校驗儀整機外觀圖;
圖1B為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的結構邏輯圖;
圖1C為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的結構分解圖;
圖2為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的整體結構軸側爆炸圖;
圖3為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的整體結構軸等側爆炸圖的仰視軸側圖;
圖4為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的連接有對外電測接口、DC接口和USB接口的主控電路板的正視軸側圖;
圖5為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的連接有對外電測接口、DC接口和USB接口的主控電路板的仰視圖;
圖6為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的電測插孔安裝結構圖;
圖7為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的電測插孔安裝結構圖的仰視圖(圖6的仰視圖);
圖8為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的掛鉤式固定座原理圖;
圖9為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的掛鉤式固定座安裝結構圖;
圖10為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的微型智能壓力接口模塊與上殼密封原理A-A剖視;
圖11為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的氣路系統(tǒng)軸側裝配圖;
圖12為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的氣路系統(tǒng)軸側裝配的軸側圖;
圖13為本實用新型手持全自動壓力校驗儀的氣路系統(tǒng)B-B方向的剖視旋轉(zhuǎn)圖;
圖14是微型智能配氣模塊的剖面結構圖;
圖15是微型氣泵結構剖面圖;
圖16是微型氣泵活塞桿向右運動工作狀態(tài)示意圖;
圖17是微型氣泵活塞桿向左運動工作狀態(tài)示意圖;
圖18中A和B幅顯示微型氣泵中二級缸體的兩種不同結構的橫截面圖;
圖19是微型氣泵中單向閥結構的橫截面圖;
圖20中A-C幅分別顯示V1-V3閥與微型氣泵的連接;
圖21A是微型智能配氣模塊的正面視圖;
圖21B是沿著圖14中的C-C線剖切得到的局部剖視圖;
圖22是沿著圖21中的D-D線進行剖切得到的局部剖視圖;
圖23是微型智能壓力控制模塊的結構正視圖;
圖24是微型智能壓力控制模塊的結構俯視圖;
圖25是圖24中沿B-B線截取的截面圖;
圖26是圖24中沿A-A線截取的截面圖;
圖27是圖23中沿C-C線截取的截面圖;
圖28是微型智能壓力接口模塊的正視圖;
圖29是圖28中的沿A-A線截取的截面圖;
圖30是微型智能壓力接口模塊的左視圖;
圖31是圖28中的沿B-B線截取的局部截面圖(安裝有例二的標準壓力模塊);
圖32是圖28中的沿B-B線截取的局部截面圖(安裝有例一的標準壓力模塊);
圖33是標準壓力模塊的例一的結構剖視圖;
圖34是標準壓力模塊的例一的仰視圖;
圖35是標準壓力模塊的例二的結構剖視圖;
圖36是標準壓力模塊的例二的仰視圖;
整機主要標號:
100:微型氣泵,200:微型智能配氣模塊,201:微型智能配氣模塊連接電路;
300:微型智能壓力控制模塊,301:微型智能壓力控制模塊連接電路,302:控制模塊壓力接頭,303:彈性導氣墊;
400:微型智能壓力接口模塊,401:微型智能壓力接口模塊連接電路;
500:標準壓力模塊;
600:接口電路板,601:接口電路板插頭,602:配氣模塊插座,603:控制模塊插座,604:電池插頭,606:接口模塊插座,
700:主控電路板,701:核心電路板,702:Wifi模塊,703:接口電路板插座,704:模塊接口插座,705:觸摸屏插座,706:顯示屏插座,707:USB接口與DC接口的組合插座,708:藍牙模塊,709:測量電路,711:存儲器,712:微動開關,713:彈片,
800:觸摸顯示屏,801:觸摸屏托架,
900:充電電池,901:導軌槽,902:電池插座,903:電池凹槽,
010:上殼,011:通孔一,012:測量插孔,013:方形通孔,014:電源按鈕,015:外部電器接口安裝孔,016:防水端蓋,
020:連接電路板,021:電測口壓板,022:電測插孔,023:DC接口,024:USB接口,025:模塊接口,26:掛鉤式固定座,027、安裝板,028:卡楞,029:密封圈,
030:下殼,031:通孔二,032:凹槽一,033:凹槽二,034:電池導軌,035:T形凹槽,036:凸楞,
040:下蓋,041:過濾器,042:吸氣通孔,043:排氣通孔,
050:支撐架,055:凹槽三,056:加強筋。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例,對本實用新型手持全自動壓力校驗儀進行詳細說明。
本實用新型手持全自動壓力校驗儀采用模塊化設計,結合圖1A、圖1B和圖1C所示,該校驗儀包括有一由上殼010、下殼030、下蓋040組成的殼體,以及集成裝配在殼體中的氣路部件、電路部件和安裝在殼體外部的可充電電池900。其中,氣路部件包括有微型智能配氣模塊200(包含微型氣泵100)、微型智能壓力控制模塊300、微型智能壓力接口模塊400和標準壓力模塊500,電路部件包括觸摸顯示屏800、主控電路板700、接口電路板600以及對外的電測插孔和外部電器接口,氣路部件的電路連接至接口電路板600,電路部件電路連接至主控電路板700。以下結合各部件詳細說明:
殼體
本實用新型手持全自動壓力校驗儀殼體采用包裹彈性材料,圍繞整體輕巧、手持方便、舒適進行結構設計,請參考圖1A、圖1C、圖2和圖3中所示:
殼體包括上殼010和下殼030,上殼010和下殼030扣合形成適于手持的校驗儀主體,主體內(nèi)部空間中裝配有微型智能壓力接口模塊400、標準壓力模塊500、主控電路板700、接口電路板600和觸摸顯示屏800;下蓋040安裝于下殼030外側,下蓋040與下殼030形成的內(nèi)部空間內(nèi)裝配有微型智能配氣模塊200(包含微型氣泵100)和微型智能壓力控制模塊300,可充電電池900裝配于下殼030外側下部。
上殼010整體為楔形蓋狀體,按校驗儀使用時的方向(圖1A所示方向),呈上大下小的結構,上部(圖2、圖3中左側為上)端面為斜面,斜面上有通孔一011,上殼010周邊內(nèi)側分布有包裹彈性材料,包裹彈性材料沿伸至斜面以及斜面上的通孔一011以使通孔011與其中安裝的零件(通孔一011用于使微型智能壓力接口模塊400的壓力接頭403和參考接頭414從上殼010斜面露出至校驗儀外)間密合;上殼010向外的平面(即圖2、圖3中朝上的平面)設置有一個用以容納觸摸顯示屏800的方形通孔013;方形通孔013上方設置有三個圓形對外測量插孔012,下方有一個圓孔用于安裝電源按鈕014,電源按鈕014安裝于圓孔時,電源按鈕014的法蘭盤與圓孔位置上殼010內(nèi)側壓緊密合;上殼010左右兩側設置有外部電器接口安裝孔015(參見圖3),兩個外部電器接口安裝孔015通過防水端蓋016密封,兩個防水端蓋016與上殼010形成可旋轉(zhuǎn)、活動,但不脫離的關系;另上殼010周邊緣端與下殼030結合處設有凹槽018。
下殼030整體為楔形托狀體,按校驗儀使用時的方向(圖1A所示方向),呈上大 下小的結構,其上部(圖2、圖3中左側)端面為斜面,斜面上有通孔二031(參見圖3),下殼030周邊內(nèi)側均采用包裹彈性材料設計,包裹彈性材料過渡到下殼030上部斜面以及斜面通孔二031內(nèi),使通孔二031與通孔內(nèi)安裝的零件(微型智能壓力接口模塊400的標準壓力模塊安裝座406)間密合。下殼030周邊緣端與上殼010結合處設有凸楞036,凸楞036采用包裹彈性材料包裹,下殼030與上殼010配合安裝時,下殼030上的包裹彈性材料凸楞036伸入上殼010的凹槽018內(nèi),保證安裝面的密合。
為安裝觸摸顯示屏800,上殼010內(nèi)側方形通孔013周邊設置有凹槽,方框形防水泡棉安裝于該凹槽內(nèi),觸摸顯示屏800疊裝至一觸摸屏托架801(參見圖2),將觸摸屏托架801安裝在上殼010內(nèi)側并緊固于方形通孔013位置,壓緊防水泡棉。觸摸顯示屏800由疊裝于一起的觸摸屏和液晶顯示屏組成,兩個屏組合使用。
下蓋040整體為楔形蓋狀體,按校驗儀使用時的方向(圖1A所示方向),呈上小下大的結構,其整體小頭端朝上裝配在下殼030的外側上部(圖2、圖3中左側為上),其與下殼030配合安裝處也過渡有包裹彈性材料,下殼030與下蓋040配合安裝時,下蓋040壓緊過渡包裹彈性材料,保證安裝面的密合。可充電電池900裝配于下殼030外側下蓋040的下部。
殼體各部位的密封使本實用新型手持全自動校驗儀整機形成較高級別的防水防塵密封。
以上由上殼010、下殼030、下蓋040和可充電電池900整體裝配形成圖1A所示的手持全自動壓力校驗儀外觀,其顯示了該校驗儀的整體性和適于手持的特點。說明書中以圖1A所示校驗儀使用方向定義上、下、左、右、前、后和內(nèi)、外。手持全自動壓力校驗儀內(nèi)部構成及部件裝配將結合下面各部件的描述展開。
微型智能配氣模塊200(包含微型氣泵100)
本實用新型中,微型智能配氣模塊200作為校驗儀的氣源,其能儲存壓力氣體和真空并切換提供真空或增壓氣體。
微型智能配氣模塊200包括微型氣泵100和氣源端塊280兩大部分,參見圖14所示,微型氣泵100為增壓式電動氣泵,氣源端塊280將微型氣泵100與外界連通。該部分附圖標記有:
100:微型氣泵,101:電機,102:電機座;
103:銷軸,104:偏心軸,1041:驅(qū)動柄,105:連桿;
106:二級缸體,1061:第一級通孔,1062:第一臺階面,1063:第二臺階面,1064:第三臺階面,1065:第四臺階面,1066:第二級通孔;
107:第二組合密封件;
108:泵體座,1081:一級缸體,1082:二級缸體支撐座,1083:凸出部;
109:銷釘,110:活塞桿,1101:活塞一級端,1102:活塞二級端,111:第一組合密封件,112:缸體墊;
113:端蓋,114:一級吸氣管路,115:一級吸氣單向閥,116:一級排氣單向閥,117:一級排氣管路;118:壓板;
119:過渡管路;
120:二級吸氣管路,121:二級吸氣單向閥,122:二級排氣管路,123:二級排氣單向閥;
124:單向閥芯,1241:上凸出部,1242:下凸出部,125:單向閥體,1251:進氣孔,1252:出氣孔,126:彈簧,127:閥端蓋,129:閥體密封圈;
128:密封圈;
280:氣源端塊,230:閥島;
231:V1閥,2311:V1閥第一通氣孔,2312:V1閥第二通氣孔;
232:V2閥,2321:V2閥第一通氣孔,2322:V2閥第二通氣孔;
233:V3閥,2331:V3閥第一通氣孔,2332:V3閥第二通氣孔,2333:V3閥第三通氣孔;
234:正壓氣容,235:正壓氣容通氣管路,236:真空氣容,237:真空氣容通氣管路,238:氣流管路一,239:氣流管路二,240:正壓連接頭,241:密封緩沖墊,2411:第一異形通孔,2412:第二異形通孔;242:通氣板,245:真空連接頭;246:頂蓋。
一、微型氣泵100
本實用新型微型氣泵100為缸體導向微型增壓式電動氣泵,其具體結構參見圖14至圖17,包括電機101、偏心軸104、連桿105、二級缸體106和一級缸體1081、活塞桿110、銷釘109、泵體座108、多個單向閥和密封圈以及多個管路,其中:
泵體座108為該電動氣泵的連接部件,電機101通過電機座102垂向固定于泵體座108一側,偏心軸104通過銷軸103固定在電機座102下部,且電機軸伸入到偏心軸104的垂向凹槽內(nèi),通過銷軸103定位。
偏心軸104下端設有向下延伸偏離軸心的驅(qū)動柄1041,驅(qū)動柄1041穿過水平設置的連桿105一端的一個安裝孔,驅(qū)動柄1041的端部伸出連桿105并用螺母固定;垂向設置的銷釘109穿過連桿105另一端設有的另一個安裝孔,將連桿105連接在水平方向的活塞桿110上,連桿105與活塞桿110有距離,銷釘109伸出連桿105的端部以及伸出活塞桿110的端部分別用螺母固定。
活塞桿110包括桿部以及設置在桿部兩端的活塞一級端1101和活塞二級端1102,活塞一級端1101和活塞二級端1102分別伸入一級缸體1081和二級缸體106中。泵體座108的兩端形成一級缸體1081和二級缸體支撐座1082,即一級缸體1081和二級缸體支撐座1082一體成型。一級缸體1081用于容納低壓氣體,位于連桿105運動的遠端(圖中所示“左”為連桿105運動的遠端),活塞一級端1101裝配在一級缸體1081內(nèi)側;二級缸體支撐座1082用于裝配二級缸體106,二級缸體106用于容納高壓氣體,活塞二級端1102裝配于二級缸體106的內(nèi)側。所述活塞二級端1102為圓柱體,在活塞桿110左右運動的過程中,所述活塞二級端1102伸入二級缸體106內(nèi)部與二級缸體106配合形成密封。且在活塞桿110左右運動的過程中,活塞桿110的桿部不延伸進入所述二級缸體106的內(nèi)部。活塞桿110通過設置在活塞一級端1101的第一組合密封件111在一級缸體1081內(nèi)形成密封,第一組合密封件111由中空碗形密封環(huán)內(nèi)襯彈性密封圈組合而成;活塞桿110通過設置在二級缸體106與活塞桿110的外表面之間的第二組合密封件107在二級缸體106內(nèi)形成密封,第二組合密封件107由常規(guī)的高耐磨剛性圈和外套彈性密封圈組合使用。電機101驅(qū)動偏心軸104轉(zhuǎn)動,通過驅(qū)動柄1041帶動連桿105左右擺動(連桿105向左擺動終點為其相對于偏心軸104的運動遠端,向右擺動終點為其相對于偏心軸104的運動近端),進而通過銷釘109帶動活塞桿110在一級缸體1081和二級缸體106中沿軸線左右往復移動。活塞桿110的活塞一級端1101的端面面積大于所述活塞二級端1102的端面面積,相應地一級缸體1081的軸向橫截面面積也大于二級缸體106的軸向橫截面面積,如此在活塞桿110左右運動的過程中,活塞桿110的行程相同,則一級缸體1081的氣體被壓縮后通過單向閥控制進入二級缸體106后體積縮小即進一步被壓縮,實現(xiàn)氣體的一次增壓。
一級缸體1081外端依次設有缸體墊112、單向閥(包括一級吸氣單向閥115和一級排氣單向閥116)和端蓋113。缸體墊112上設置有兩個通氣孔,一級吸氣單向閥115和一級排氣單向閥116通過上述兩通氣孔與一級缸體106的內(nèi)部相連通。端蓋113上設置有兩個管路,分別為一級吸氣管路114和一級排氣管路117。一級吸氣管路114用于連接外界空氣或壓縮空氣管路,并與一級吸氣單向閥115相連通。一級排氣管路117與一級排氣單向閥116相連通,用于將一級缸體1081內(nèi)的氣體排出。
二級缸體106外端連接有電機座102,電機座102內(nèi)部開設有兩個與二級缸體106內(nèi)部相連通的管路(包括二級吸氣管路120和二級排氣管路122),二級吸氣管路120入口前安裝有一進氣單向閥(二級吸氣單向閥121)用于向二級缸體106內(nèi) 單向進氣。二級排管路122出口安裝有另一出氣單向閥(二級排氣單向閥123)用于將二級缸體106內(nèi)氣體單向排出。泵體座108和電機座102可以為分體設計,分體設計時,可設一壓板118蓋壓接合于端蓋113、泵體座108和電機座102上端,同時將二級吸氣單向閥121和二級排氣單向閥123壓緊;壓板118開設有內(nèi)置的過渡管路119,過渡管路119一端與一級排氣管路117相連通,另一端連通二級吸氣單向閥121。本實用新型還能將泵體座108和閥島230(見圖14)連為一體,如此,壓板118即不需要而以閥島230底部代替壓板118。
在本實用新型中,二級缸體106不僅與活塞桿110的活塞二級端1102配合形成密閉空間以容納高壓氣體,二級缸體106與一級缸體1081對位同中心軸設置還能作為活塞桿110的導向裝置。二級缸體106作為導向裝置位于活塞桿110的二級側的端部,形成反導向形式,即一級缸體1081(低壓缸)中低壓活塞(活塞一級端1101)向前(圖15中左為前)壓縮氣體時,配合裝配的二級缸體106(高壓缸)和高壓活塞(活塞二級端1102)成為主要軸、孔配合的導向機構,結構上為低壓活塞運動反方向強制導向。二級缸體106的結構參考圖18,圖18中的A和B分別為二級缸體106的兩種不同結構形式。
如圖18中的A幅所示,二級缸體106為中空柱體,內(nèi)部通孔設有兩級,分別為第一級通孔1061和第二級通孔1066,兩級通孔彼此連通且第一級通孔1061的直徑大于第二級通孔1066的直徑,第一級通孔1061具有第一臺階面1062,第一臺階面1062垂直于二級缸體106的軸向并連接第一級通孔1061和第二級通孔1066的內(nèi)表面。第二級通孔1066的內(nèi)徑與活塞桿110的活塞二級端1102外徑匹配形成間隙配合,第一級通孔1061的內(nèi)徑大于活塞桿110的活塞二級端1102的外徑,由此,第一級通孔1061的內(nèi)表面、第一臺階面1062以及活塞桿110的活塞二級端1102外表面共同形成一環(huán)形凹槽,該環(huán)形凹槽中放置第二組合密封件107,使得二級缸體106與活塞桿110的活塞二級端1102之間形成密封,防止二級缸體106內(nèi)部的氣體從第一臺階面1062處泄漏;泵體座108與二級缸體106連接處設有一對相互對應的能封閉該環(huán)形凹槽開口的凸出部1083用于抵擋第二組合密封件107。二級缸體106的外表面上設有一外臺階,該外臺階設置在二級缸體106鄰近電機座102的一端,該外臺階使二級缸體106的外表面形成外徑大小不同的兩部分。外臺階的外部臺階面即第二臺階面1063垂直于二級缸體106的軸向。第二臺階面1063連接二級缸體106的外徑不同的兩部分的外表面,在二級缸體106的外徑較小的外表面處設置有一密封圈128,密封圈128抵接第二臺階面1063,電機座102設置在密封圈128的外部,電機座102將密封圈128壓緊進而密封二級缸體106抵接電機 座102的一側,使得二級缸體106內(nèi)部的高壓氣體只能通過二級排氣單向閥123排出。
如圖18中的A幅,為二級缸體106的另一結構形式,其與圖18中的A幅結構相似,其不同之處在于二級缸體106的外臺階結構的不同。為了調(diào)整密封圈壓緊量,二級缸體106的外臺階設有具有兩級,其形成兩個外臺階面,其分別為第三臺階面1064和第四臺階面1065,第三臺階面1064距離二級缸體106的中心軸距離小于第四臺階面1065距離二級缸體106的中心軸的距離。密封圈128僅設置在第三臺階面1064上,第三臺階面1064和第四臺階面1065均與電機座102壓緊配合,電機座102壓緊第四臺階面1065能夠防止二級缸體106因活塞桿110運動而產(chǎn)生的竄動(因為彈性密封圈壓緊后還可能存在受力繼續(xù)變形的可能);通過調(diào)整二級缸體106的第三臺階面1064和電機座102在軸向上抵靠彈性的密封圈128的面之間的間距,可以調(diào)整密封圈128的壓縮量。電機座102具有與上述兩個外臺階面相匹配/吻合的結構,一方面用于固定和壓緊密封圈128,另一方面電機座102通過與第四外臺階面1065匹配的壓緊面還從軸向上將二級缸體106壓緊在泵體座108上。
其中,一級吸氣單向閥115、一級排氣單向閥116、二級吸氣單向閥121、二級排氣單向閥123均可以使用相同功能已有結構的單向閥。更優(yōu)的,可以使用圖19所示的單向閥結構。如圖19所示,該單向閥包括單向閥體125、與單向閥體125螺紋連接的閥端蓋127、設置在單向閥體125內(nèi)部的單向閥芯124及位于單向閥芯124和閥端蓋127之間的彈簧126,其中,單向閥體125為中空柱體,上側設有用于輸入氣體的進氣孔1251,下端敞口端連接閥端蓋127,接口處密封,閥端蓋127設有出氣孔1252;單向閥體125和閥端蓋127形成的內(nèi)腔中同軸留有間隙地安裝單向閥芯124,單向閥芯124設有上凸出部1241和下凸出部1242,上凸出部1241與單向閥體125內(nèi)壁之間裝設閥體密封圈129,下凸出部1242外側套裝彈簧126。
單向閥的工作原理為:當氣體經(jīng)由單向閥體125的遠離彈簧126一側的進氣孔1251進入時,氣體施加一壓力至單向閥芯124上并推動單向閥芯124向閥端蓋127的方向運動,彈簧126被壓縮同時加大了單向閥芯124和單向閥體125之間的間隙,閥體密封圈129無法有效密封,氣體進入單向閥體125,并經(jīng)由單向閥體125和單向閥芯124之間的空隙從閥端蓋127的出氣孔1252排出。當沒有氣體從進氣孔1251進入或者進入的氣體施加的力不足以壓縮彈簧126時,被壓縮的彈簧126反彈,向上施加一反彈力使單向閥芯124向單向閥體125上部的進氣孔1251方向移動,縮小了單向閥芯124與單向閥體125之間的間隙,單向閥芯124壓迫閥體密封圈129實施密封,使氣體無法從進氣孔1251通過,當反向從出氣孔1252進入氣 體時,密封圈129進一步被壓縮持續(xù)密封,使氣體無法從進氣孔1251反向通過,從而實現(xiàn)單向進氣。
單向閥的有益效果:第一、結構緊湊,可以實現(xiàn)體積小型化,節(jié)省空間;第二、可以單獨制備,然后插裝至需要的元件上,方便使用和替換;以及第三、改變安裝方向即可實現(xiàn)相反的打開方向,方便使用。
通過以上各部件的裝配得到微型氣泵100,其工作原理如下:
在圖16中,電機101帶動偏心軸104轉(zhuǎn)動,帶動連桿105和活塞桿110向右側運動并最終達到最右側。此時在一級缸體1081(泵體低壓部分,低壓缸)的一側,一級吸氣單向閥115打開,一級排氣單向閥116關閉,外部空氣經(jīng)由一級吸氣管路114進入,一級缸體1081內(nèi)部的空間逐漸增加并達到最大;同時,在二級缸體106(泵體高壓部分,高壓缸)的一側,二級吸氣單向閥121關閉,之前來自低壓缸的氣體在二級缸體106中進一步被壓縮,從而其壓力增加,實現(xiàn)氣體的二級增壓過程,此時,二級排氣單向閥123開啟向外排出二級增壓后的氣體。
在圖17中,電機101帶動偏心軸104轉(zhuǎn)動,帶動連桿105和活塞桿110向左側運動并最終達到最左側。此時在一級缸體1081的一側,一級吸氣單向閥115關閉,一級排氣單向閥116打開,一級缸體1081內(nèi)的氣體經(jīng)由一級排氣管路117、過渡管路119、二級吸氣單向閥121以及二級吸氣管路120進入二級缸體106;此時,二級缸體106接收來自一級缸體1081內(nèi)的氣體,由于活塞一級端1101的面積大于活塞二級端1102的面積,一級缸體1081的氣體進入二級缸體106之后體積被壓縮,從而其壓力增加,實現(xiàn)氣體的一級增壓過程。在此過程中,若二級缸體106內(nèi)的氣體壓力小于二級排氣單向閥123的排出端的壓力時,二級排氣單向閥123仍保持關閉;若二級缸體106內(nèi)的氣體壓力大于二級排氣單向閥123的排出端的壓力時,二級排氣單向閥123打開,二級缸體106內(nèi)的一級增壓氣體通過二級排氣管路122排出。
由此,外部氣體被吸入一級缸體1081(如圖16),在一級缸體1081內(nèi)被壓縮(如圖17)后進入二級缸體106,在二級缸體106內(nèi)經(jīng)過體積變小的一級增壓和再次被壓縮(如圖16)的二級增壓,經(jīng)由二級排氣管路122排出。微型氣泵如此循環(huán)工作,實現(xiàn)了持續(xù)提供增壓氣體的功能。
本實用新型中微型氣泵100的有益效果為:
(1)在二級缸體106部分,將第二組合密封件107設置在二級缸體106的內(nèi)表面與活塞桿110的外表面限定的環(huán)形凹槽內(nèi),從而將現(xiàn)有的活塞桿110與二級缸體106之間的動態(tài)密封改進成了靜態(tài)密封,使得第二組合密封件107的壽命提高;
(2)二級缸體106位于活塞桿110的活塞二級端1102,結構上成為軸、孔配合的導向機構形成自帶導向功能的氣泵,二級缸體106與活塞桿110的配合距離較長,使得活塞桿110運動的穩(wěn)定性提高,改變了采用密封件作為活塞導向主要零件狀態(tài),減小了密封件磨損;
(3)二級缸體106采用耐磨、自潤滑材料制成,減少了二級缸體106和活塞桿110之間的摩擦力,提高微型氣泵100壽命;
(4)二級缸體106和活塞桿110之間可以自潤滑從而不需要潤滑油,形成一種無油潤滑增壓氣泵,減少了微型氣泵100的污染;以及
(5)活塞一級端1101的端面面積較大,在活塞桿110向左運動時,由于一級缸體1081壓力較小,連桿105僅需施加較小的力給活塞桿110即可實現(xiàn)將一級缸體1081內(nèi)的大量氣體排出到二級缸體106內(nèi),如此,電機101也僅需提供較小的動力給連桿105,節(jié)省了能耗;而活塞二級端1102的端面面積較小,輸出的氣體壓力可以很高,活塞桿110需要的動力較小,因此,在活塞桿110向右運動時,可以實現(xiàn)對二級缸體106內(nèi)的氣體進行增壓,實現(xiàn)了氣體的二級增壓過程。
二、氣源端塊280
參見圖14,本實用新型中氣源端塊280包括閥島230、布置在閥島230內(nèi)的一正壓氣容234和一真空氣容236、以及與兩氣容和微型氣泵管路連通的三個微型電磁閥V1閥231、V2閥232和V3閥233。
閥島230為用于布置兩氣容、三個電磁閥和管路的部件,其內(nèi)部設有兩個較大容腔、三個較小容腔和多個管路孔。分隔設置的兩個較大容腔可以分別直接用作正壓氣容234和真空氣容236,較大容腔直接作為氣容腔室時,容腔頂部用頂蓋246密封,結合圖21B所示,正壓氣容234通過正壓氣容通氣管路235連接并連通一正壓連接頭240,真空氣容236通過真空氣容通氣管路237連接并連通一真空連接頭245;分隔設置的三個較小容腔分別用于放置所述三個電磁閥V1閥231、V2閥232和V3閥233,正壓氣容234、真空氣容236和三個電磁閥之間通過管路連接。其中:
繼續(xù)參閱圖14和圖20之A幅(圖14中A-A剖面),V3閥233安裝在閥島230靠近微型氣泵100氣缸低壓端一級缸體1081位置。V3為二位三通電磁閥,其包括三個通氣孔即V3閥第一通氣孔2331、V3閥第二通氣孔2332和V3閥第三通氣孔2333,其中V3閥第三通氣孔2333連通至外界大氣,V3閥第二通氣孔2332與微型氣泵100的吸氣端即一級吸氣管路114連通,V3閥第一通氣孔2331通過氣流管路一238與真空氣容236連通。V3閥能用以控制V3閥三個通氣孔的打開或關閉。
繼續(xù)參閱圖14和圖20之C幅(圖14中B-B剖面),V1閥231安裝在閥島230 靠近微型氣泵100氣缸高壓端二級缸體106位置。V1閥231為二位二通電磁閥,其包括兩個通氣孔即V1閥第一通氣孔2311和V1閥第二通氣孔2312,其中V1閥第一通氣孔2311連通至外界大氣,V1閥第二通氣孔2312與微型氣泵100的增壓輸出端即二級排氣管路122連通。V1閥的開/斷能控制二級排氣管路122與外界之間的氣體連通/斷開。
繼續(xù)參閱圖14和圖20之B幅,V2閥232用于連通正壓氣容234和微型氣泵100的增壓輸出端即二級排氣管路122。V2閥232是二位二通電磁閥,包括兩個通氣孔即V2閥第一通氣孔2321和V2閥第二通氣孔2322,其中V2閥第一通氣孔2321通過氣流管路二239與二級排氣管路122連通(二級排氣管路122分為兩個支路,分別與V1閥和V2閥連接),V2閥第二通氣孔2322與正壓氣容234連通。V2閥能用以控制V2閥兩個通氣孔的打開或關閉。
以上裝配的微型電磁閥V1閥231、V2閥232和V3閥233以及微型氣泵100的電機101連接到接口電路板600的電路,通過電路控制電磁閥開/閉及微型氣泵100電機101啟停與正壓氣容234、真空氣容236或外界大氣之間的氣流連通/斷開,在正壓氣容234內(nèi)部存儲高壓氣體,在真空氣容236內(nèi)部形成真空。
以上裝配作為氣源端塊280的基本形式,其可完成如下工作:
真空源產(chǎn)生過程為:V3通電,此時V3閥第三通氣孔2333關閉,V3閥第二通氣孔2332和V3閥第一通氣孔2331連通并打開,真空氣容236通過氣流管路一238連通微型氣泵100的低壓吸氣管路114,微型氣泵100的低壓端對真空氣容236進行抽真空;從真空氣容236抽取的氣體在微型氣泵100中被輸送至其高壓端,通過二級排氣管路122和二級排氣單向閥123輸送至V1閥;V1閥通電,打開V1閥第二通氣孔2312和V1閥第一通氣孔2311,從真空氣容236抽取的氣體從V1閥第一通氣孔2311被排出至大氣。通過微型氣泵100的持續(xù)工作,真空氣容236內(nèi)部的氣體不斷被排出,真空氣容236的真空度提高;V3閥斷電,關閉與真空氣容236連通的V3閥第一通氣孔2331,如此保持真空氣容236內(nèi)部的真空。在上述過程中,V2關閉,真空氣容236抽真空的過程微型氣泵100不輸出增壓氣體。
正壓氣源產(chǎn)生過程為:V3閥斷電,此時V3閥第一通氣孔2331關閉(微型氣泵100不再對真空氣容236進行抽真空),而V3閥第三通氣孔2333和V3閥第二通氣孔2332連通并打開,微型氣泵100的一級吸氣管路114通過V3閥第三通氣孔2333與大氣連通;微型氣泵100運行,電動氣泵氣缸一級端不斷從下蓋040與夾在閥島230間的密封緩沖墊241形成吸氣通孔042,抽取氣體并增壓形成增壓氣體;V2閥通電且V1閥斷電,打開V2閥第一通氣孔2321和V2閥第二通氣孔2322,關 閉V1閥第二通氣孔2312,微型氣泵100形成的增壓氣體順序經(jīng)過二級排氣單向閥123、二級排氣管路122、V2閥第一通氣孔2321、氣流管路二239、V2閥第二通氣孔2322被輸送至正壓氣容234,如此在正壓氣容234內(nèi)形成壓力。
由此,產(chǎn)生的增壓氣體能存儲在正壓氣容234內(nèi)以用作正壓氣源,真空氣容236形成真空源。在實際工作時,結合圖21B所示,正壓氣容234通過正壓連接頭240、真空氣容236通過真空連接頭245能與微型智能壓力控制模塊300氣體連通從而提供正壓氣源或真空源。
氣源端塊280在最初開始運行時,通過打開V1閥和關閉V2閥,可將微型氣泵100的二級缸體106(高壓缸)與下蓋040與夾在閥島230間的密封緩沖墊241形成排氣通孔043外界氣體之間連通,此時,高壓缸內(nèi)的氣體壓力為外界大氣壓力,如此實現(xiàn)了微型氣泵100的無壓啟動,可以消除微型氣泵100在啟動時因管路容積小瞬間產(chǎn)生較高壓力損壞氣泵零件的問題,從而保護了氣泵,也延長了微型智能配氣模塊200的使用壽命。氣源在此無壓啟動之后,再根據(jù)需要對V1閥、V2閥、V3閥進行控制,用以產(chǎn)生增壓氣體和真空。
以上設計的氣源端塊280能達到以下有益效果:第一、其結構緊湊、體積小,能自動提供增壓氣體和真空。第二、產(chǎn)生的正壓氣源和真空可以存儲在正壓氣容234和真空氣容236中,當有需要時,可以通過正壓氣源和真空源直接提供,而無需氣泵運行,減少了氣泵頻繁啟動,提高了氣源供氣效率。
三、微型智能配氣模塊200的裝配及其改進
結合圖2和圖3所示,微型智能配氣模塊200插裝至微型智能壓力控制模塊300后,安裝在下殼030與下蓋040間,微型智能配氣模塊200位于下蓋040一側。
本實用新型還對上述微型智能配氣模塊200基本形式進行擴展形成改進型配氣模塊,該改進體現(xiàn)在增加有密封緩沖墊和過濾系統(tǒng)。
請參閱圖21和圖22,顯示了位于圖14所示配氣模塊200朝向下蓋040一側的密封緩沖墊241的構成,該密封緩沖墊241鋪設在閥島230外表面,與正壓連接頭240、真空連接頭245所在閥島230的外表面相對(參見圖21B)。密封緩沖墊241上開設有兩個異形通孔,其中第一異形通孔2411位置與正壓氣容234相對,第一異形通孔2411通過V3閥第三通氣孔2333與一級吸氣管路114連通,第二異形通孔2412位置與真空氣容236相對,通過V1閥第一通氣孔1311與二級排氣管路122連通。
下蓋040的后平面(參見圖3顯示的平面。按校驗儀使用時方向定義),后平面上設置有由多個通氣孔組成的吸氣孔組042和排氣孔組043,吸氣孔組042與第 一異形通孔2411位置相對并連通,排氣孔組043與第二異形通孔2412位置相對并連通,一過濾器041(參見圖2)設置在第一異形通孔2411內(nèi)并從內(nèi)部覆蓋所述吸氣孔組042,下蓋040的背平面和閥島280外表面從兩側夾緊密封緩沖墊241以及其中的過濾器041,通過密封緩沖墊241對氣源端塊280形成平面密封。
如此裝配的配氣模塊,在以上介紹的基本工作過程中,當V3閥斷電狀態(tài)時,V3閥第三通氣孔2333打開,外界氣體經(jīng)由吸氣孔組042進入第一異形通孔2411,被過濾器041過濾之后通過V3閥第三通氣孔2333由一級吸氣管路114進入微型氣泵100的一級缸體1081(低壓缸),如此,從外界進入低壓缸的氣體經(jīng)過過濾而變成潔凈的氣體。而當V1閥通電時,V1閥第一通氣孔2311打開,微型氣泵100的二級缸體106(高壓缸)內(nèi)的增壓氣體由二級排氣管路122經(jīng)V1閥第一通氣孔2311、通過下蓋040的排氣孔組043排出,不影響微型氣泵100的無壓啟動。
而當V1閥通電時,V1閥第一通氣孔2311打開,電動氣泵的氣缸(高壓缸)內(nèi)的高壓氣體由二級排氣管路122和排氣孔組043排出,如此可實現(xiàn)微型氣泵100的無壓啟動。
改進的微型智能配氣模塊200增加了以下有益效果:
第一、下蓋040和閥島230從兩側夾緊密封緩沖墊241形成平面密封,這樣進氣和排氣的氣道較短,氣阻較小,氣泵效率較高,氣泵產(chǎn)生的熱量也較容易被吸、排的空氣帶走。
第二、密封緩沖墊241、閥島230外表面,下蓋040內(nèi)表面三者共同形成吸氣和排氣道,將氣路系統(tǒng)與外部環(huán)境相連,氣泵從過濾后系統(tǒng)外部環(huán)境吸氣,并將廢氣全部排到系統(tǒng)外部,集中密封處理,實現(xiàn)了氣源裝置的防水防塵。
第三、壓緊安裝的密封緩沖墊241為氣源裝置提供支撐,同時避免微型氣泵的震動直接傳導到機體外部,起到了減震作用。
第四、進氣端使用隔離過濾裝置,保證粉塵和其他固體顆粒不會進入氣路內(nèi)部。
微型智能壓力控制模塊300
本實用新型中,微型智能壓力控制模塊300用于控制和調(diào)節(jié)來自微型智能配氣模塊200的壓力氣體和真空氣體,以得到高精度、穩(wěn)定的期望壓力和真空氣體。
該部分使用以下標號:
61:控制閥島,62:壓板,63:電路板,64:進氣控制電磁閥;
65:第四電磁閥,651:第四電磁閥第一通氣孔,652:第四電磁閥第二通氣孔,653:第四電磁閥第三通氣孔;
66:排氣控制電磁閥,67:真空傳感器,68:第一插座,69:壓力傳感器,70:第二插座;71:第三插座,72:壓力氣體接口;
73:第一壓力管路,74:第二壓力管路,75:第三壓力管路,76:第四壓力管路,77:閥后排氣管路,78:第一真空管路,79:第二真空管路;
80:真空接口,81:第一接頭,82:連接頭,302:控制模塊壓力接頭。
一、微型智能壓力控制模塊300的結構
圖23至圖27為微型智能壓力控制模塊300的結構示例,該壓力控制模塊采用緊湊型結構,將壓力傳感器69、真空傳感器67、電路板63、進氣控制電磁閥64、排氣控制電磁閥66、第四電磁閥65、壓力氣體接口72、真空接口80以及由第一接頭81、連接頭82和第二連接頭83依次連接形成的氣道接頭集成到一控制閥島61上,控制閥島61的內(nèi)部設置有由管路孔形成的多個管路,管路用作各個部件之間的氣路連接通道,以上各部件與各管路相配合形成壓力氣體通道、真空氣體通道;將壓力傳感器69、真空傳感器67、電路板63電連接到接口電路板600,用于控制進氣控制電磁閥64、排氣控制電磁閥66、第四電磁閥65調(diào)節(jié)輸入的壓力氣體和真空氣體的量,從而得到與設定值相同的壓力值或真空值,實現(xiàn)了智能地控制壓力/真空大小。其中:
進氣控制電磁閥64和排氣控制電磁閥66分別通過螺釘固定至控制閥島61的兩側,電路板63通過螺釘固定與控制閥島61的上側,第四電磁閥65安裝于控制閥島61的內(nèi)部,且位于進氣控制電磁閥64和排氣控制電磁閥66之間;可以理解地,上述固定方式不限于用螺釘固定,還可以為焊接等其它固定方式。電路板63上設置有三個插座,即第一插座68、第二插座70和第三插座71,壓力傳感器69通過第一插座68與電路板63電連接,真空傳感器67通過第二插座70與電路板63電連接,電路板63通過第三插座71電連接至接口電路板插座703(參見圖3);進氣控制電磁閥64、排氣控制電磁閥66和第四電磁閥65通過連接線電連接至上述接口電路板插座703,接口電路板插座703電連接至接口電路板600。接口電路板600用于獲取壓力傳感器69和真空傳感器67所測得的數(shù)據(jù),并控制進氣控制電磁閥64、排氣控制電磁閥66和第四電磁閥65的開/斷。
位于控制閥島61內(nèi)部的管路包括第一壓力管路73、第二壓力管路74、第三壓力管路75、第四壓力管路76、閥后排氣管路77、第一真空管路78和第二真空管路79;通過上述管路與各電磁閥配合形成壓力氣體通道和真空氣體通道。
進氣控制電磁閥64和排氣控制電磁閥66為微型高精度氣流控制閥,分別精確控制輸入和輸出的壓力氣體的流量,二者都設有第一端口和第二端口;第四電磁閥 65為二位三通電磁閥,設有第四電磁閥第一通氣孔651、第四電磁閥第二通氣孔652和第四電磁閥第三通氣孔653。
參照圖23至圖27,壓力氣體從壓力氣體接口62輸入,以下從壓力氣體接口62開始詳細描述壓力氣體通道上各部件的連接系統(tǒng)。
壓力氣體接口62固定于控制閥島61的一側,一端位于控制閥島61的表面,與外接的壓力氣源插裝方式連接;壓力氣體接口62的另一端位于控制閥島61的內(nèi)部,與第一壓力管路73連通;壓力傳感器69設置有第一端口和第二端口,其第一端口與第一壓力管路73相連通,其第二端口與第二壓力管路74相連通,壓力傳感器69可感測流經(jīng)其內(nèi)部的壓力氣體的壓力值;進氣控制電磁閥64設有第一端口和第二端口,其第一端口與第二壓力管路74相連通,其第二端口與第三壓力管路75相連通;第三壓力管路75與第四壓力管路76相連通;第四壓力管路76還分別與排氣控制電磁閥66的第二端口以及第一接頭81相連通。
第一接頭81為中空管狀結構,其與連接頭82的一端連接,連接頭82的另一端與控制模塊壓力接頭302以插裝方式連接,第一接頭81和控制模塊壓力接頭302端口內(nèi)部均設置有密封圈以實現(xiàn)氣路的密封。
在實際應用中,控制模塊壓力接頭302可與微型智能壓力接口模塊400的氣壓輸入接口415以插裝方式連接,該壓力接口模塊一般連接有標準壓力模塊500,還可連接被測壓力儀表;通過控制模塊壓力接頭302,壓力氣體或真空氣體被輸送到標準壓力模塊500和被測壓力儀表??刂颇K壓力接頭302與連接頭82以插裝方式連接,使得連接頭82通過滑動可方便地實現(xiàn)第一接頭81和控制模塊壓力接頭302之間的快速分離或結合,以實現(xiàn)氣路的連接或斷開。
參照圖23至圖27,真空氣源從真空接口80接入,以下從真空接口80開始詳細描述真空氣體通道上各部件的連接系統(tǒng)。
真空接口80固定于控制閥島61的另一側,一端位于控制閥島61的表面,與外接的真空氣源插裝方式連接;真空接口80的另一端位于控制閥島61的內(nèi)部,與第一真空管路78連通;真空傳感器67設有第一端口和第二端口,其第一端口與第一真空管路78相連通,其第二端口與第四電磁閥65的第四電磁閥第一通氣孔651相連通,真空傳感器67可感測流經(jīng)其內(nèi)的真空氣體的真空值;第四電磁閥65的第四電磁閥第二通氣孔652與閥后排氣管路77相連通,第四電磁閥第三通氣孔653連通至大氣;閥后排氣管路77與排氣控制電磁閥66的第一端口連接,排氣控制電磁閥66的第二端口與第四壓力管路76相連通,第四壓力管路76與第一接頭81連接。
綜上所述,壓力氣體通道和真空氣體通道通過各部件和管路均連接至第一接頭81,并經(jīng)連接頭82、控制模塊壓力接頭302將壓力氣體或真空氣體提供給微型智能壓力接口模塊400,其中,控制模塊壓力接頭302與微型智能壓力接口模塊400的氣壓輸入接口415相連通。
以上部件按照上述連接關系組裝成微型智能壓力控制模塊300,該壓力控制模塊通過真空傳感器67、壓力傳感器69、進氣控制電磁閥64、排氣控制電磁閥66和第四電磁閥65以及控制電路的緊密配合,實現(xiàn)精準控壓供氣,其工作原理具體如下:
當需要提供壓力氣體時,來自微型智能配氣模塊200正壓連接頭240的壓力氣體從壓力氣體接口72流入,然后依次流經(jīng)第一壓力管路73、壓力傳感器69、進氣控制電磁閥64(處于打開狀態(tài))、第四壓力管路76、第一接頭81和控制模塊壓力接頭302進入微型智能壓力接口模塊400的氣壓輸入接口415,例如,經(jīng)由控制模塊壓力接頭302,壓力氣體分別通過微型智能壓力接口模塊400被提供至被測壓力儀表和標準壓力模塊500。在此過程中,排氣控制電磁閥66關閉,以隔斷真空氣體。所述標準壓力模塊500測量壓力氣體的壓力值,由接口電路板600比較測量的壓力值與設定的壓力值大小,如果壓力氣體的壓力值小于設定的壓力值,則繼續(xù)保持進氣控制電磁閥64打開,排氣控制電磁閥66關閉,進氣控制電磁閥64控制壓力氣體的輸入量,通過不斷提供壓力氣體,供應至被測壓力儀表的壓力將增大,直至達到設定的壓力值為止;如果標準壓力模塊500所測量的壓力值大于設定的壓力值,則將進氣控制電磁閥64關閉且將排氣控制電磁閥66打開,此時,流向第一接頭81的壓力氣體的一部分經(jīng)由排氣控制電磁閥66流向第四電磁閥65的第四電磁閥第二通氣孔652,此時保持第四電磁閥65在斷電狀態(tài)下,第四電磁閥65的第四電磁閥第二通氣孔652和第四電磁閥第三通氣孔653連通,一部分壓力氣體經(jīng)由第四電磁閥第三通氣孔653排至外界;在標準壓力模塊500所測量的壓力值等于設定的壓力值之后,將排氣控制電磁閥66和進氣控制電磁閥64均關閉,提供具有設定壓力值的壓力氣體至被測壓力儀表。
當需要提供真空氣體時,來自微型智能配氣模塊200真空連接頭245的真空氣體通過真空接口80、第一真空管路78、第二真空管路79、第四電磁閥65、排氣控制電磁閥66(處于打開狀態(tài))、第四壓力管路76、第一接頭81和控制模塊壓力接頭302同時對連接到控制模塊壓力接頭302的被測壓力儀表和標準壓力模塊500抽真空。在此過程中,第四電磁閥65處于通電狀態(tài)下,第四電磁閥第一通氣孔651和第四電磁閥第二通氣孔652連通,第四電磁閥第二通氣孔652和第四電磁閥第三通氣孔653斷開,同 時,進氣控制電磁閥64關閉,以隔斷壓力氣體。標準壓力模塊500測量所述真空氣體的真空度,由接口電路板600比較測量的真空度與設定的真空度值的大小,如果所提供的真空度不夠低,則保持排氣控制電磁閥66打開且進氣控制電磁閥64關閉,此時繼續(xù)抽真空,直至真空值達到設定的真空度為止;如果所提供的真空度過低,則將排氣控制電磁閥66關閉且將進氣控制電磁閥64打開,此時,進氣控制電磁閥64提供的壓力氣體經(jīng)由第三壓力管路75提供至第一接頭81,直至真空度與所設定的真空度一致為止,此時將排氣控制電磁閥66和進氣控制電磁閥64均關閉,從而提供穩(wěn)定的真空氣體至被測壓力儀表。
二、微型智能壓力控制模塊300裝配
結合圖2和圖3所示,微型智能壓力控制模塊300的真空接口80、壓力氣體接口72分別與微型智能配氣模塊200的真空連接頭245、正壓連接頭240對位密封插裝后,安裝在下殼030與下蓋040間,微型智能壓力控制模塊300位于下殼030一側,下殼030背部(即圖2、圖3所示方向的下方)設有用于安裝微型智能壓力控制模塊300的凹槽。
這里,微型智能配氣模塊200與微型智能壓力控制模塊300間設有彈性導氣墊303,彈性導氣墊303上設有導氣槽,導氣槽將微型智能壓力控制模塊300上的第四電磁閥第三通氣孔653與微型智能配氣模塊200上的工藝孔44連通(用于微型智能壓力控制模塊300的集中排氣)。同時彈性導氣墊303具有緩沖減震作用,可減小、隔離微型智能配氣模塊200上微型氣泵100的振動。
微型智能壓力接口模塊400
本實用新型中,微型智能壓力接口模塊400用于連接被檢壓力儀表和標準壓力模塊500,并實現(xiàn)對被檢儀表回流的過濾、氣液分離及排污。
微型智能壓力控制模塊300上的控制模塊壓力接頭302通過相應孔槽插裝到微型智能壓力接口模塊400的輸入端,為微型智能壓力接口模塊400提供控壓后的氣體。
該部分使用以下標號:
400:微型智能壓力接口模塊;
401:微型智能壓力接口模塊連接電路;402:接頭座,403:壓力接頭,404:放氣閥座,405:第二電路板,406:標準壓力模塊安裝座,407:氣液分離室,408:壓力參考腔,409:第一電磁閥,410:第二電磁閥,411:插座,412:通訊插頭,413:除污過濾器,414:壓力參考接頭,415:氣壓輸入接口,416:模塊壓力接口,417:模塊壓力參考接口,418:端蓋,419:第三氣流管路,420:第四氣流管路, 421:第一氣流管路,422:第二氣流管路,423:第一電磁閥第一通氣孔,424:第一電磁閥第二通氣孔,425:第二電磁閥第一通氣孔,426:第二電磁閥第二通氣孔,427:安裝孔。
一、微型智能壓力接口模塊400的結構
參照圖28至圖30,為微型智能壓力接口模塊400的結構示例。如圖28所示,微型智能壓力接口模塊400包括對整個壓力接口模塊起支撐連接作用的接頭座402和標準壓力模塊安裝座406,其中,接頭座402包括呈一定角度向兩個不同的方向延伸的兩個柱體結構,即第一柱體結構和第二柱體結構,接頭座402具有三個連接面,兩柱體結構的交接處設有氣壓輸入連接面;第一柱體結構的端部設有接頭連接面,用于設置連接壓力儀表的壓力接頭;第二柱體結構的端部設有標準壓力模塊連接面,用于連接標準壓力模塊500和標準壓力模塊安裝座406;標準壓力模塊安裝座406為具有通孔的柱體結構,用于連接標準壓力模塊500;標準壓力模塊安裝座406的通孔為L形臺階孔,L形臺階孔較深的一側與接頭座402的標準壓力模塊安裝座連接面連接,L形臺階孔較淺的一側臺階上設置有一通槽,用于裝配通訊插頭412。
如圖29和圖30所示,接頭座402的接頭連接面上設置有一壓力接頭403和一壓力參考接頭414,分別用于連接被檢壓力儀表的壓力端和壓力參考端;接頭座402內(nèi)設置有氣液分離室407、壓力參考腔408、第一電磁閥409以及多個氣流管路,其中,壓力參考腔408位于接頭座402的壓力參考接頭414所在的一側并與壓力參考接頭414相連通,用于防止參考點壓力發(fā)生大的波動,壓力參考腔408外側通過一端蓋418覆蓋密封,二者連接處設置密封圈;氣液分離室407位于接頭座402的壓力接頭403所在的另一側,用于緩存氣體并進行氣液分離,氣液分離室407外側通過一放氣閥座404密封;放氣閥座404內(nèi)設置有第二電磁閥410,第二電磁閥410的第二電磁閥第二通氣孔426通過第一氣流管路421與氣液分離室407連通,第二電磁閥第一通氣孔425與大氣相連通,通過控制第二電磁閥410的開啟/關閉實現(xiàn)對氣液分離室407的放氣排污;第一電磁閥409布置在壓力接頭403和氣液分離室407之間,壓力接頭403通過第二氣流管路422和第一電磁閥第二通氣孔424與氣液分離室407連通,氣液分離室407通過第一電磁閥409和第四氣流管路420與壓力參考腔408連通;接頭座402的氣壓輸入連接面上設置一氣壓輸入接口415(用于連接微型智能壓力控制模塊300的控制模塊壓力接頭302),該氣壓輸入接口用于連接氣壓輸入,其與氣液分離室407直接連通可為氣液分離室407供氣。
如圖29所示,接頭座402在壓力接頭403和壓力參考接頭414的兩側延伸出 兩凸起,兩凸起上分別設置有一安裝孔427,可通過螺釘穿過該安裝孔將壓力接口模塊整體固定于本實用新型的手持全自動壓力校驗儀殼體上。壓力接頭403和壓力參考接頭414的內(nèi)部端口位置分別設置有除污過濾器413,用于過濾復雜環(huán)境使用過的被檢壓力儀表回流帶來的污染物或雜質(zhì),以保護接頭以及該校驗儀內(nèi)的管路。
接頭座402的標準壓力模塊連接面用于連接標準壓力模塊500和標準壓力模塊安裝座406,標準壓力模塊安裝座406的L形臺階孔的通槽上部安裝有第二電路板405,通訊插頭412穿過上述通槽與第二電路板405電連接,通訊插頭412電連接到一插座411匯集微型智能壓力接口模塊400電磁閥等連線形成微型智能壓力接口模塊連接電路401與接口電路板600接口模塊插座606插接,用作通訊信號的轉(zhuǎn)接接口,插座411連接至微型智能壓力接口模塊連接電路401;接頭座402的標準壓力模塊連接面上設置有一模塊壓力接口416和一模塊壓力參考接口417,用于插裝標準壓力模塊500;模塊壓力參考接口417與壓力參考腔408直接連通,模塊壓力接口416通過第三氣流管路419與氣液分離室407相連通。
二、裝配
參考圖2、圖3并結合圖8、圖9、圖10,微型智能壓力接口模塊400通過掛鉤式固定座026固定于上殼010內(nèi)上端斜面。掛鉤式固定座026掛于斜面加強筋056上后再固定于上殼010內(nèi)側,微型智能壓力接口模塊400通過其安裝孔427固定在掛鉤式固定座026上,從而固定在上殼010內(nèi)。微型智能壓力接口模塊400按上述方式固定于上殼010內(nèi)后,其氣壓輸入接口415與微型智能壓力控制模塊300的控制模塊壓力接頭302對位并密封連接,微型智能壓力接口模塊400的壓力接頭403和一壓力參考接頭414從上殼010上端斜面通孔一011露至校驗儀外;同時,微型智能壓力接口模塊400的接頭座402上安裝壓力接頭403和壓力參考接頭414的凸臺側端面的密封圈使微型智能壓力接口模塊400與通孔一011密合。
上殼010內(nèi)安裝有所有電器部件和微型智能壓力接口模塊400后,下殼030從上殼010下方與下殼010配合安裝。下殼030與上殼010配合面的包裹彈性材料凸楞036裝入上殼的凹槽018內(nèi),上殼010與下殼030的安裝面形成密合;微型智能壓力接口模塊400的標準壓力模塊安裝座406與下殼030前下方的斜面通孔二031對準。標準壓力模塊500可從斜面通孔二031插裝連接至微型智能壓力接口模塊400的標準壓力模塊安裝座406。
標準壓力模塊500
標準壓力模塊500提供高精度的標準壓力值,作為檢測過程中的壓力基準。本 實用新型可更換安裝于壓力接口模塊上的不同精度、不同量程、不同類型(絕壓、差壓、表壓)的標準壓力模塊500類型,實現(xiàn)對不同壓力儀表的校驗。
該部分使用以下標號:
500:標準壓力模塊;
501:基座,502:第一電路板,503:基座蓋,504:密封圈,505:壓力接口,506;不脫螺釘,507:壓力傳感器,508:通訊插座,509:密封墊,510:防水透氣膜,511:通氣孔,512:壓環(huán),513:螺釘;514:壓力參考接口。
一、標準壓力模塊500結構
如圖33至圖36所示,為標準壓力模塊500的兩種常見的壓力模塊(絕壓模塊/表壓模塊和差壓模塊)的結構圖示例。如圖33和圖34所示,絕壓模塊/表壓模塊包括基座501、電路板502、壓力傳感器507、基座蓋503和通訊插座508,其中:
基座501呈L形結構,較厚的一側開設有一用于安裝傳感器的安裝槽,壓力傳感器507從上而下安裝于安裝槽內(nèi)并用一壓環(huán)512壓緊;安裝槽底部開設有一第一通孔用于安裝壓力接口505,該壓力接口的外周設置有一密封圈504。
第一電路板502安裝于基座501的上側,L形基座501較薄側的位置開設有開孔,通訊插座508穿過該開孔安裝于電路板502上;壓力傳感器507的信號傳輸線連接至電路板502,第一電路板502對壓力傳感器507的輸出信號進行分析、調(diào)試、放大后轉(zhuǎn)換為高精度數(shù)字信號,并通過通訊插座508傳輸?shù)脚c通訊插座508電連接的顯示儀表,可直接顯示壓力數(shù)字信號。
壓力接口505與通訊插座508同向設置于該微型高精度壓力模塊上,通訊插座508包括導向結構(參見圖33),其與外接接口形成導向連接,防止插接不當導致電路故障。兩個不脫螺釘506對稱設置在基座501較厚側的底面上,方便該壓力模塊整體緊固連接于校驗設備或壓力儀表。壓力接口505的連接口處的密封圈504使得連接設備或壓力儀表的表面與壓力接口505位置處的管路形成密封。
基座蓋503為倒U形結構,其側壁的底部形狀大小與基座側壁頂部的形狀大小相匹配,基座蓋503壓緊密封墊509蓋合于基座501的側壁上,且基座蓋503與第一電路板502相隔一定距離,使得基座501、通訊插座508以及基座蓋503之間形成密封結構;基座蓋503上開設有通氣孔511,基座蓋03內(nèi)側位于通氣孔511處設置一防水透氣膜510,該透氣膜能夠通氣且防水防塵。上述結構使得基座蓋503與基座501形成的腔體內(nèi)達到IP67級防水防塵密封,保護壓力傳感器507和電路板502,同時保持通氣,保證壓力傳感器507的對比壓力為大氣壓,從而保證壓力測量的準確性。
如圖35和圖36所示,差壓模塊與絕壓模塊/表壓模塊的結構基本相同,不同之處在于,差壓模塊的壓力傳感器安裝于基座501的安裝槽內(nèi),上端由基座蓋503通過一螺釘513壓緊;基座501的安裝槽的底部開設有第一通孔和第二通孔,分別安裝壓力接口505和壓力參考接口514,壓力接口505和壓力參考接口514的周圍設置密封圈504。
上述差壓模塊可以用于測量壓力接口505和壓力參考接口514的外接壓力之間的壓力差。
該壓力接口模塊400裝配標準壓力模塊500之后可直接安裝于本實用新型的手持全自動壓力校驗儀中進行使用,壓力接頭403、壓力參考接頭414和標準壓力模塊安裝座406都外露于手持全自動壓力校驗儀外,便于外接待檢壓力儀表以及便于安裝、維修或更換標準壓力模塊500。該壓力接口模塊400從手持全自動壓力校驗儀的內(nèi)部安裝,微型智能壓力接口模塊400的標準壓力模塊安裝座406與下殼030上端的斜面通孔二031對準,裝入后從內(nèi)部用螺釘穿過接頭座402的安裝孔427固定于手持全自動壓力校驗儀的下殼030上,然后將標準壓力模塊500從下向上從標準壓力模塊安裝座406中穿過斜面通孔二031插裝至該壓力接口模塊400上。需要插裝的標準壓力模塊500的類型根據(jù)待檢壓力儀表的類型來決定,例如,對絕壓儀表進行校驗時需要安裝絕壓模塊,對表壓儀表進行校驗時需要安裝表壓模塊,對差壓儀表進行校驗時需要安裝差壓模塊。
如圖31所示,插裝壓差模塊后,差壓模塊的壓力接口505插裝至接頭座402的模塊壓力接口416中,壓力參考接口514插裝至模塊壓力參考接口417中,差壓模塊的密封圈504對上述接口連接處形成密封,同時接頭座402上的通訊插頭412插裝至差壓模塊的通訊插座508中,差壓模塊的第一電路板502與接頭座402上的第二電路板405電連接,差壓模塊的不脫螺釘506將差壓模塊固定于接頭座402上,實現(xiàn)差壓模塊與本實用新型的接口模塊氣路和電路的連接。之后將被檢差壓儀表的壓力參考端與壓力參考接頭414連接,壓力端與壓力接頭403連接,控制后的氣壓從氣壓輸入接口415處接入。
上述連接完成之后,再將標準壓力模塊500(差壓模塊)的第一電路板502、接頭座402內(nèi)部的第一電磁閥409和第二電磁閥410的第二電路板405連接到接口電路板600,并將接口電路板600電連接到主控電路板700,就可以進行差壓儀表的校驗。壓力接口模塊400與標準壓力模塊500工作過程如下:
差壓儀表校驗時,控制第二電磁閥410開啟,即第二電磁閥第一通氣孔425與第二電磁閥第二通氣孔426斷開;控制第一電磁閥409開啟,即第一電磁閥第一 通氣孔423與第一電磁閥第二通氣孔424連通,氣壓輸入不進行壓力輸入,因為壓力參考接口514和壓力接口505連通,這時差壓壓力為0,找到差壓壓力零點;此時差壓儀表的壓力參考端與壓力端的壓力一致,可對被檢壓力儀表進行零點校準;控制第一電磁閥409和第二電磁閥410關閉,并通過氣壓輸入接口415輸入氣體,為氣液分離室407以及被檢壓力儀表的壓力端增壓,壓力釋放過程最后階段有一定的壓力時,開啟第二電磁閥410,隨被檢儀表流回的液體等污染物排放出氣液隔離室外,實現(xiàn)對被檢壓力儀表壓力值的校對,并根據(jù)標準壓力模塊的壓力值對壓力進行調(diào)整,實現(xiàn)校準。
如圖32所示,插裝絕壓模塊(或者表壓模塊,絕壓模塊和表壓模塊都只有一個壓力接口505,這里以絕壓模塊為例進行描述)后,絕壓模塊的壓力接口505插裝至接頭座402的模塊壓力接口416中,絕壓模塊的密封圈504對上述接口連接處形成密封,同時接頭座402上的通訊插頭412插裝至絕壓模塊的通訊插座508中,絕壓模塊的第一電路板502與接頭座402上的第二電路板405電連接,差壓模塊的不脫螺釘506將絕壓模塊固定于接頭座402上,實現(xiàn)絕壓模塊與該壓力接口模塊氣路和電路的連接。之后將被檢絕壓儀表的壓力端與壓力接頭403連接,壓力氣體從氣壓輸入接口415處接入。
上述連接完成之后,再將標準壓力模塊500(絕壓模塊)的第一電路板502、接頭座402內(nèi)部的第一電磁閥409和第二電磁閥410的第二電路板405連接到接口電路板600,并將接口電路板600電連接到主控電路板700,就可以進行絕壓儀表的校驗。其工作原理如下:
控制第一電磁閥409和第二電磁閥410都關閉,即第一電磁閥第一通氣孔423與第一電磁閥第二通氣孔424斷開,第二電磁閥第一通氣孔425與第二電磁閥第二通氣孔426斷開,使得氣液分離室407與壓力參考腔408斷開,并進行氣壓輸入,為氣液分離室407供氣、增壓,壓力釋放過程最后階段有一定的壓力時,開啟第二電磁閥410,隨被檢儀表流回的液體等污染物排放出氣液隔離室外,實現(xiàn)對絕壓模塊與絕壓儀表的比對,并根據(jù)標準壓力模塊的壓力值對供氣壓力進行調(diào)整,實現(xiàn)校準。
接口電路板600和主控電路板700
接口電路板600為氣路部件的電路集成板,并將電源、電池與主控電路板700轉(zhuǎn)接。參見圖2和圖3,接口電路板600為異形板,分布設置有接口電路板插頭601(用于連接主控電路板700)、配氣模塊插座602(用于連接微型智能配氣模塊連接電路201)、控制模塊插座603(用于連接微型智能氣體控制模塊連接電路301)、電池插 頭604(用于連接充電電池900)、接口模塊插座606(用于連接微型智能壓力接口模塊400的微型智能壓力接口模塊連接電路401)。接口電路板600位于下殼030的前側下部(按圖1校驗儀方向定義),下殼030還設有多個用于電路連接的孔槽,微型智能配氣模塊連接電路201和微型智能氣體控制模塊連接電路301通過相應孔槽分別連接到接口電路板600上的配氣模塊插座602和控制模塊插座603。
各氣路部件均連接至該接口電路板600,同時,接口電路板600通過接口電路板插頭601與主控電路板700連接,主控電路板700通過接口電路板600對氣路進行智能控制。其中:微型智能配氣模塊200與微型智能氣體控制模塊300的電路通過下殼030中部凹槽底部后方的孔槽分別連接到接口電路板600上的配氣模塊插座602和控制模塊插座603;微型智能壓力接口模塊400通過電路401插裝至接口模塊插座606,連接至接口電路板600。
主控電路板700為電路集成板,整體裝配于上殼010的內(nèi)側(圖2、圖3中位于上殼010的下方)。主控電路板700與接口電路板600間設置有支撐架050,支撐架050與主控電路板700、觸摸顯示屏800一起固定于上殼010內(nèi)側,接口電路板600通過支撐架050固定在主控電路板700下方。
結合圖2-圖4所示,主控電路板700上分布設置有顯示屏插座705、觸摸屏插座706(分別插接觸摸顯示屏800中的觸摸屏和顯示屏)、模塊接口插座704(用于連接擴展的溫度、壓力等外接模塊接口025)、USB接口和DC接口的組合插座707、接口電路板插座703(用于連接接口電路板600,接口電路板插頭601與接口電路板插座703插裝連接)、藍牙模塊708、Wifi模塊702、核心電路板701(中心控制單元,加裝商業(yè)化的系統(tǒng)控制軟件及壓力校驗配套軟件)、存儲器711、微動開關712,其上還包含有測量電路709(用于連接外部電測接口),測量電路709位于控制電路板700的前方(校驗儀使用時朝上為前,即圖2、圖3的左側);
測量電路709為校驗儀同時實現(xiàn)電信號與壓力信號的電信號測量功能而設計,其配合外部電測接口使用。參見圖2、圖3并結合圖4-圖7,外部電測接口為三個圓柱狀對外電測插孔022,安裝在一電測口壓板021上,通過電測口壓板021將對外電測插孔022壓緊至上殼010前端面的插孔012內(nèi);對外電測插孔022圓柱面外側帶有臺階面和卡楞28,臺階面前方設置有密封圈29(參見圖7)使對外電測插孔022與測量插孔012形成密封;臺階面后方對該對外電測插孔022的安裝深度限位,卡楞28卡裝于電測口壓板021上對設的一凹槽內(nèi),對外部電測接口有防轉(zhuǎn)作用。主控電路板700的測量電路709焊接有彈片713,彈片713通過螺釘與對外電測插孔022固定,為防止彈片713的旋轉(zhuǎn),對外電測插孔022的端面設置有方形凹槽三055,彈片713卡裝于該凹槽三055 內(nèi),當緊固彈片與對外電測插孔022時,凹槽三055可防止已焊接至測量電路709的彈片713與緊固釘一起旋轉(zhuǎn),起到保護彈片與測量電路709連接處的焊點的作用。
DC接口023和USB接口024焊接在一連接電路板020上,將連接電路板020插裝至主控電路板上的USB接口和DC接口的組合插座707,通過螺釘固定于電測口壓板021;DC接口023、USB接口024從上殼010左側外部電器接口015露出校驗儀。
為了擴展對溫度、壓力的測量,另增設兩個模塊接口025(參見圖3),其固定在一安裝板027后,通過螺釘將安裝板027固定在上殼010右側(按校驗儀使用時的方向)外部電器接口安裝孔015位置,并露出至校驗儀外。
觸摸顯示屏800的數(shù)據(jù)線連接插裝至顯示屏插座705和觸摸屏插座706,主控電路板700壓緊觸摸顯示屏800和觸摸屏托架801,與觸摸顯示屏800和觸摸屏托架801一同安裝于上殼010內(nèi)側方形通孔013;主控電路板700上的微動開關712與電源按鈕014接觸,電源按鈕014通過操作微動開關712實現(xiàn)對校驗儀的開/關操作。
主控電路板上設置的Wifi模塊、藍牙模塊,連接至主控電路板的外部通訊接口上設置有USB接口,校驗儀可以采用無線或有線通訊方式進行數(shù)據(jù)和報告的導入、導出,DC接口可對校驗儀供電或為可充電電池充電。兩個模塊接口連接至主控電路板,從接口模塊處連接外部壓力、溫度等模塊拓展本實用新型校驗儀的校驗功能至,其它需要參數(shù)的采集,擴展本實用新型校驗儀的壓力量程范圍至本機壓力發(fā)生能力范圍外。
本實用新型手持全自動壓力校驗儀各部分如下裝配:
先將電測插孔022固定在上殼010的測量插孔012內(nèi),將觸摸顯示屏800連接至主控電路板700,放入上殼010內(nèi)側,彈片713連接電測插孔022,將接口電路板600固定在主控電路板700后下側,微型智能壓力接口模塊400位于主控電路板700后上側固定在上殼010內(nèi)側,在上殼010左、右兩側安裝連接電路板020和模塊接口025,蓋上下殼030,將標準壓力模塊500通過下殼030的通孔二031安裝于微型智能壓力接口模塊400上,標準壓力模塊500的氣路接口與微型智能壓力接口模塊400的氣路接口對接;下殼030后側上部安裝微型智能壓力控制模塊300,微型智能壓力控制模塊300的控制模塊壓力接頭302連通微型智能壓力接口模塊400的壓力輸入口;再疊裝微型智能配氣模塊200(包含微型氣泵100),微型智能配氣模塊200的壓力輸出口和真空輸出口與微型智能壓力控制模塊300的對應的壓力和真空接口插裝并連通;安裝下蓋040,可充電電池900安裝在下殼030后側下部。
手持全自動壓力校驗儀工作過程:
1.連接被檢儀表,包括氣路連接,還包括通過電測插孔022連接被檢表的電信號 輸出端;
2.開機,通過觸摸屏設定所需壓力;
3.確定壓力后,校驗儀自動工作,其中:
微型氣泵100啟動,根據(jù)設定壓力輸出增壓氣體或真空至微型智能配氣模塊200的氣容234/236;
微型智能壓力控制模塊300一方面對微型智能配氣模塊200的氣容進行壓力或真空測量,當達到所需的壓力時,控制微型氣泵100停止供氣;另一方面通過進氣或排氣控制電磁閥根據(jù)標準壓力模塊500給出的壓力值調(diào)整微型智能壓力接口模塊400的輸出壓力以達到設定壓力;
4.讀取被檢壓力儀表的壓力值并輸入,被檢壓力儀表輸出的電信號可直接獲取,按規(guī)程計算完成對被檢壓力儀表一個壓力點的檢測并記錄。自動重復完成對多個壓力點的檢測與記錄;
5.存儲此次壓力檢測任務,判別被檢壓力儀表是否合格,出檢測報告。
本實用新型手持全自動壓力校驗儀中,觸摸顯示屏采用用戶友好型界面進行人機交互操作,降低用戶的學習難度;用戶從觸摸顯示屏界面進行該校驗儀的所有校驗過程的操作。從觸摸顯示屏操作手持全自動校驗儀的電路系統(tǒng),實現(xiàn)對電路系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)的智能控制,通過電路系統(tǒng),控制智能氣路系統(tǒng),實現(xiàn)電路系統(tǒng)對被檢儀表電路的供電、電信號檢測、電信號調(diào)試處理,實現(xiàn)氣路系統(tǒng)的智能造壓、配氣、控壓、泄壓、排污等操作。完成對儀表壓力、電信號的校驗。同時主控電路板還可對來自各部分的電信號、壓力信號、校驗數(shù)據(jù)進行記錄,計算校驗結果、儲存校驗記錄和輸出校驗報告。其具有以下特點:
1、手持全自動校驗儀采用模塊化設計,校驗儀殼體內(nèi)部集成有氣路部件、電路部件,可充電電池從殼體外部安裝。氣路部件由微型智能配氣模塊(包含微型氣泵)、微型智能壓力控制模塊、微型智能壓力接口和壓力標準模塊組成。電路部件由觸摸顯示屏、主控電路板、接口電路板、對外電測接口、外部電器接口組成。各部件根據(jù)功能進行了模塊化設計,模塊更換方便,易于維修和維護。
2、殼體整體輕巧、采用包裹彈性材料結構,手持方便、舒適;整機體積小、重量輕,適用于手持,攜帶方便,便于現(xiàn)場進行校驗工作。
殼體由上殼、下殼、下蓋組成,上殼四周側面、下殼四周側面均采用包裹彈性材料設計,包裹彈性材料過渡到上殼前上方斜面、下殼前下方斜面以及斜面通孔內(nèi),安裝時殼體與斜面通孔內(nèi)安裝零件間形成密封。上殼與下殼、下蓋結合處采用凸楞設計,保證殼體的密封,電路部件以及氣路部件的壓力接口模塊安裝在上殼與下殼 間。上殼前方斜面開設有通孔,上方開設有方形通孔用于安裝觸摸顯示屏,方形通孔前方開設有圓孔用于安裝對外電測接口,方形通孔后方設置有電源按鈕安裝孔,電源按鈕的法蘭盤與上殼的電源按鈕安裝孔壓緊形成密封,上殼左右設置有對外電器接口安裝孔,安裝孔安裝對外電器接口后用不脫防水蓋密封。殼體各部位的密封使本實用新型手持全自動校驗儀整機形成較高級別的防水防塵密封。
3、觸摸顯示屏周邊通過防水泡棉與方孔形成密封后與觸摸屏托架疊加從上殼內(nèi)側安裝于上殼長方孔周邊的凹槽內(nèi)。主控電路板的上設置有顯示屏插座、觸摸屏插座、模塊接口插座、USB接口和DC接口的組合插座、控制電路板插座。觸摸顯示屏的數(shù)據(jù)線連接至主控電路板后,主控電路板壓緊觸摸顯示屏,主控電路板上的微動開關與電源開關接觸,電源開關通過操作微動開關實現(xiàn)開/關操作;主控電路板上還設置有藍牙模塊、Wifi模塊、核心電路板。主控電路板與控制電路板間設置有支撐架,支撐架與主控電路板、觸摸顯示屏一同固定于上殼內(nèi);控制電路板通過支撐架支撐在主控電路板上,并固定在支撐架上;同時,控制電路板通過插座與主控電路板連接。
4、主控電路板上包含測量電路,對外電測接口連接至測量電路;外部電器接口、觸摸顯示屏、接口電路板均連接主控電路板;微型智能配氣模塊(包含微型氣泵)、微型智能壓力控制模塊、微型智能壓力接口模塊組成模塊化智能氣路系統(tǒng)。模塊化智能氣路系統(tǒng)各部件連接至接口電路板,接口電路板與主控電路板插裝連接。
5、觸摸顯示屏采用用戶友好型界面進行人機交互操作,降低用戶的學習難度;用戶從觸摸顯示屏界面進行該校驗儀的所有校驗過程的操作。從觸摸顯示屏操作手持全自動校驗儀的電路系統(tǒng),實現(xiàn)對電路系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)的智能控制,通過電路系統(tǒng),控制智能氣路系統(tǒng),實現(xiàn)電路系統(tǒng)對被檢儀表電路的供電、電信號檢測、電信號調(diào)試處理,實現(xiàn)氣路系統(tǒng)的智能造壓、配氣、控壓、泄壓、排污等操作。完成對儀表壓力、電信號的校驗。同時主控電路板還可對來自各部分的電信號、壓力信號、校驗數(shù)據(jù)進行記錄,計算校驗結果、儲存校驗記錄和輸出校驗報告。
6、對外電測接口安裝至安裝座后,對外電測接口與上殼上的圓孔通過密封圈密封,并通過彈片連接至主控電路板的測量電路,彈片卡入對外電測接口下方的凹槽內(nèi),對對外電測接口有止轉(zhuǎn)作用。對外電測接口連接至主控電路板后,通過安裝座安裝在上殼上方圓孔內(nèi)。USB接口、DC接口連接至電測口壓板上的連接電路板上后,插裝至主控電路板上的USB接口與DC接口的組合插座,同時從上蓋側面安裝孔露至校驗儀外部;兩個模塊接口從安裝至上蓋另一側面,從側面安裝孔露至校驗儀外部,同時電路一同連接至主控電路板上的模塊接口插座。兩側面安裝孔通過防水蓋密封。
主控電路板上設置的Wifi模塊、藍牙模塊,連接至主控電路板的外部通訊接口上設置有USB接口,校驗儀可以采用無線或有線通訊方式進行數(shù)據(jù)和報告的導入、導出,DC接口可對校驗儀供電或為可充電電池充電。兩個模塊接口連接至主控電路板,從接口模塊處連接外部壓力、溫度等模塊拓展本實用新型校驗儀的校驗功能至,其它需要參數(shù)的采集,擴展本實用新型校驗儀的壓力量程范圍至本機壓力發(fā)生能力范圍外。
7、控制電路板上設置有配氣模塊插座、控制模塊插座、接口模塊插座、電池插頭、測試插座。各氣路部件均連接至控制模塊,控制模塊對氣路進行智能控制。接口模塊通過掛鉤式固定座安裝至上殼內(nèi),其壓力接口和壓力參考接口從上殼前方斜面通孔伸出校驗儀,壓力標準模塊安裝座與下蓋前方斜面通孔配合,從下殼前方斜面通孔可更換安裝壓力標準模塊。本實用新型可更換安裝于壓力接口模塊上的不同精度、不同量程、不同類型(絕壓、差壓、表壓)的壓力標準模塊。實現(xiàn)對不同壓力儀表的校驗。
8、氣路部件的微型智能配氣模塊、微型智能壓力接口模塊安裝在下殼與下蓋間。下殼中部設置有凹槽,凹槽前方側面設置有通孔,凹槽底部后方設置有通孔;下殼后部兩側設置有電池安裝導軌,中部設置有凹槽,凹槽底部設置有通孔,控制電路板的充電電池插和測試插座從凹槽底部通孔露出;下殼后部設置有T形凹槽,T形凹槽的T自末端連通至下殼后側面,T型凹槽內(nèi)設置可旋轉(zhuǎn)的T形電池鎖鈕,T形電池鎖鈕的T字橫端為半圓柱,T字末端為圓柱。
9、下蓋內(nèi)有一平面,平面內(nèi)前方設置有吸氣孔和排氣孔,吸氣孔位置設置有過濾器。微型智能配氣模塊插裝至微型智能壓力控制模塊后一同安裝于下殼中部凹槽內(nèi);微型智能配氣模塊與微型智能氣體控制模塊的電路通過下蓋中部凹槽底部后方的通孔分別連接到控制電路板;微型智能壓力控制模塊上的連接頭通過下殼中部凹槽前方側面的通孔插裝到微型智能接口模塊的氣源接口,為接口供氣。下蓋安裝至下殼后內(nèi)部平面壓緊配氣模塊上的密封墊,使密封墊上的凹槽內(nèi)形成密封。下蓋上的吸氣孔與排氣孔分別連接至密封墊上的兩個凹槽。
10、充電電池兩側設置有導軌,中部設置有插座,后方設置有凹槽。電池兩側導軌一插裝至下殼后方兩側導軌二后向,導軌使電池左右方向固定;向前推動電池至極限后,導軌使電池上下方向固定,充電電池插座與控制電路板上的電池插頭連接;從中蓋后方旋轉(zhuǎn)T形電池鎖鈕的圓柱部分180°后,半圓柱部分的半圓凸起從下殼T形凹槽旋轉(zhuǎn)至電池凹槽,使可充電電池前后方向固定;最終電池實現(xiàn)固定并與下蓋端面壓緊??沙潆婋姵貫榇笕萘侩姵兀沙掷m(xù)長時間供電,方便現(xiàn)場校驗工作。
本實用新型能產(chǎn)生以下有益效果:
1、本實用新型是一款手持式的全自動校驗儀,體積小、重量輕,適用于手持,適合攜帶至儀表服役現(xiàn)場進行校驗工作。
2、觸摸顯示屏采用用戶友好型界面進行人機交互操作,降低用戶的學習難度;用戶從觸摸顯示屏界面進行該校驗儀的所有校驗過程的操作。
3、能實現(xiàn)智能造壓、配氣、控壓、泄壓,滿足對絕壓儀表、差壓儀表、表壓儀表的校驗。
4、可測量電信號與壓力信號的電信號。主控電路板可對電信號或壓力信號的電信號進行記錄,并與標準信號對比、計算校驗結果、得出校驗報告。
5、主控電路板上設置有Wifi模塊、藍牙模塊,連接至主控電路板的外部電測接口上設置有USB接口,可對校驗儀進行數(shù)據(jù)和報告的導入、導出。
6、外部電測接口上設置有兩個模塊接口,可拓展本實用新型校驗儀的校驗功能范圍至溫度校驗,拓展本實用新型校驗儀的壓力、電信號的校驗量程范圍至額定量程范圍外。
7、本實用新型手持式全自動校驗儀自帶可充、大容量電供電電池,可持續(xù)長時間供電,方便現(xiàn)場校驗工作。
本領域技術人員應當理解,這些實施例或?qū)嵤┓绞絻H用于說明本實用新型而不限制本實用新型的范圍,對本實用新型所做的各種等價變型和修改均屬于本實用新型公開內(nèi)容。