正负压一体式气体活塞式压力计的制作方法

本发明属于压力造压设备，具体涉及正负压一体式气体活塞式压力计。

背景技术：

1、压力计量向高精准方向发展，保证高精度气体力计量的精准度和长期稳定性，关系到国家重大国计民生若干行业和领域的安全稳定运行。因此，高精准活塞压力计量仪器的研制及产业化，是提高压力计量技术及装备水平，保证我国经济和社会运行安全和健康发展的关键节点环节，是国家重大需求之一。

2、目前，真空测量的设备普遍存在操作复杂、其实量程较大、不便于维护。正负压切换需要开关换向阀，插拔切换正负压管道，其中长期开启换向阀很容易造成换向阀失效，导致系统瘫痪；起始量程一般设定为（-100～-10）kpa,（-100～-5）kpa导致部分高精度、微压量程的压力无法进行精准计量；压力计设计过于复杂不便于维护，出现故障很难进行排查，控压精度低，通常旋转调压器2-3圈压力才能传到活塞系统，稳压一个点需要1-2分钟。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供正负压一体式气体活塞式压力计，解决了现有活塞的量程范围小且不便于快速有效地实现校准的问题。

2、本发明所采用的技术方案是，正负压一体式气体活塞式压力计，包括正压阀，正压阀入口端连接有正压气管，正压阀出口端通过管道连接有四通接头，四通接头分别通过管道连接有表座阀a、表座阀b、调压器与压力表，调压器通过管道连接有过滤器，过滤器分别通过管道连接有三通接头与与泄压阀，三通接头两输出端分别通过管道连接有负压活塞阀与正压活塞阀，负压活塞阀与正压活塞阀输出端分别通过管道连接有活塞系统，活塞系统上设有正压砝码与负压砝码，还包括负压阀，负压阀入口端连接有负压气管，负压阀出口端通过管道与调压器连接。

3、本发明的特点还在于：

4、还包括底壳，活塞系统、负压活塞阀、正压活塞阀、过滤器、表座阀a、表座阀b、调压器、泄压阀、压力表与正压阀均设于底壳上。

5、表座阀a另一端通过管道连接有被检表a，表座阀b另一端通过管道连接有被检表b。

6、负压气管上设有真空泵。

7、活塞系统包括悬臂，悬臂中间开设有悬臂通孔，还包括外壳、负压密封筒及正压密封筒，外壳底部设于悬臂通孔内，外壳顶部外壁套接有压盖，外壳与压盖均为中空结构，外壳与压盖内设有活塞组件，活塞组件顶部固接有活塞端盖，活塞端盖顶部固接有正压活塞托盘，正压砝码设于正压活塞托盘上，正压活塞托盘底部外壁套设有轴承，轴承通过轴承压环固接于压盖内壁，活塞组件底部通过连接套筒固接有负压连接杆，负压连接杆另一端固接有负压底盘，负压砝码设于负压底盘上，还包括负压腔通道与正压腔通道，负压腔通道一端通过管道与负压活塞阀连接，负压腔通道另一端通入负压腔，正压腔通道一端通过管道与正压活塞阀连接，正压腔通道另一端通入正压腔。

8、负压密封筒固接于外壳顶部，压盖及正压活塞托盘均设有负压密封筒内，正压密封筒固接于外壳底部，负压连接杆及负压底盘均设于正压密封筒内；活塞组件包括活塞缸，活塞缸外壁与外壳内壁相接触，活塞缸内设有活塞杆，活塞端盖固接于活塞杆顶部，活塞杆通过连接套筒与负压连接杆固接；连接套筒固接于活塞杆底部外壁，连接套筒底部内壁与负压连接杆外壁接触，连接套筒底部外壁固接有负压活塞杆锁紧螺母，负压活塞杆锁紧螺母套设于负压连接杆外壁；外壳顶部沿轴向开设有密封槽，密封槽内设有o型密封圈a；外壳顶部与活塞缸之间设有o型密封圈b；悬臂开设有第一台阶与第二台阶的二阶台阶通孔，悬臂内壁于第一台阶与第二台阶处设有o型密封圈c；外壳底部外壁套设有o型密封圈d，o型密封圈d设于外壳与悬臂之间；负压腔通道穿过悬臂、外壳与压盖通入负压腔，正压腔通道穿过悬臂与外壳通入正压腔。

9、调压器包括调压器丝杠，调压器丝杠一端外壁套设有调压器旋转轴，调压器丝杠另一端外壁套设有调压器开槽筒，调压器旋转轴靠近调压器开槽筒的一端外壁套设有深沟球轴承a与深沟球轴承b，深沟球轴承a与深沟球轴承b外壁与调压器开槽筒靠近调压器旋转轴的一端内壁相接触，调压器开槽筒靠近调压器旋转轴的一端卡接有调压器固定环，调压器丝杠远离调压器旋转轴的一端固接有微压泵活塞，微压泵活塞外壁套设有微压泵气缸，调压器开槽筒与微压泵气缸通过连接套连接，微压泵气缸远离调压器丝杠的一端设有调压器后盖，调压器后盖分别通过四个管道与过滤器、负压阀、泄压阀及四通接头连接，调压器开槽筒上沿轴向水平开设有滑槽，调压器丝杠上竖向开设有调压器丝杠台阶凹槽，调压器丝杠台阶凹槽内设有调压器限位滑环，调压器限位滑环内设有调压器限位档杆。

10、调压器旋转轴外壁套设有压环，压环设于调压器固定环与深沟球轴承a之间，压环外壁与调压器开槽筒接触，压环用于固定深沟球轴承a；调压器开槽筒靠近调压器旋转轴的一端设有调压器开槽筒卡环，调压器开槽筒卡环上卡接有调压器固定环。

11、微压泵活塞密封槽内套设有若干个o型密封圈e，若干个o型密封圈e设于微压泵活塞与微压泵气缸之间；调压器后盖外壁密封槽内套设有若干个o型密封圈f，若干个o型密封圈f设于调压器后盖与微压泵气缸之间；调压器开槽筒与连接套之间设有o型密封圈g。

12、调压器丝杠靠近微压泵气缸的一端开设有连接槽，微压泵活塞上设有凹槽，调压器丝杠通过连接槽及凹槽与微压泵活塞固接。

13、本发明的有益效果是：

14、本发明提供的正负压一体式气体活塞式压力计，活塞外壳设有正压室和负压室，正压室和负压室之间通过高精度密封圈进行有效隔离，确保两个腔室之间的压力互不干扰。两端也采用密封圈进行密封，有效防止压力泄漏，保证测量的准确性；正压进气嘴与正压室相连，负压进气嘴与负压室相连，确保正负压气体能够顺利进入相应的腔室；通过切换正负压活塞阀实现正压和负压的快速切换。正负压校准可在30s内迅速完成切换，缩短了校准时间，提高了正负压切换的工作效率；压力计表压和真空起始量值均只有3kpa，最小分辨率为1kpa，确保了高精度测量；活塞测量的最小压力为3kpa，活塞及其托盘总质量仅为150g，轻量化的设计提高了测量的灵敏度和准确性；活塞杆采用陶瓷材料，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性；正压活塞托盘采用硬铝材料，轻质且强度高；正压底盘、负压活塞杆锁紧螺母、负压连接杆均采用硬铝材料，确保整体结构的稳定性和可靠性。此材料的选择，确保正负压活塞及其托盘满足150g质量的要求，实现了机构的平衡和测量的准确性。

技术特征：

1.正负压一体式气体活塞式压力计，其特征在于，包括正压阀（15），所述正压阀（15）入口端连接有正压气管（16），正压阀（15）出口端通过管道连接有四通接头，四通接头分别通过管道连接有表座阀a（7）、表座阀b（10）、调压器（12）与压力表（14），调压器（12）通过管道连接有过滤器（6），过滤器（6）分别通过管道连接有三通接头与与泄压阀（13），三通接头两输出端分别通过管道连接有负压活塞阀（4）与正压活塞阀（5），负压活塞阀（4）与正压活塞阀（5）输出端分别通过管道连接有活塞系统（1），活塞系统（1）上设有正压砝码（2）与负压砝码（3），还包括负压阀（11），负压阀（11）入口端连接有负压气管（17），负压阀（11）出口端通过管道与调压器（12）连接。

2.根据权利要求1所述的正负压一体式气体活塞式压力计，其特征在于，还包括底壳（19），所述活塞系统（1）、负压活塞阀（4）、正压活塞阀（5）、过滤器（6）、表座阀a（7）、表座阀b（10）、调压器（12）、泄压阀（13）、压力表（14）与正压阀（15）均设于所述底壳（19）上。

3.根据权利要求1所述的正负压一体式气体活塞式压力计，其特征在于，所述表座阀a（7）另一端通过管道连接有被检表a（8），所述表座阀b（10）另一端通过管道连接有被检表b（9）。

4.根据权利要求1所述的正负压一体式气体活塞式压力计，其特征在于，所述负压气管（17）上设有真空泵（18）。

5.根据权利要求1所述的正负压一体式气体活塞式压力计，其特征在于，所述活塞系统（1）包括悬臂（101），所述悬臂（101）中间开设有悬臂通孔，还包括外壳（103）、负压密封筒（122）及正压密封筒（123），所述外壳（103）底部设于所述悬臂通孔内，所述外壳（103）顶部外壁套接有压盖（104），所述外壳（103）与压盖（104）均为中空结构，所述外壳（103）与压盖（104）内设有活塞组件，所述活塞组件顶部固接有活塞端盖（116），所述活塞端盖（116）顶部固接有正压活塞托盘（107），所述正压砝码（2）设于所述正压活塞托盘（107）上，所述正压活塞托盘（107）底部外壁套设有轴承（106），所述轴承（106）通过轴承压环（105）固接于所述压盖（104）内壁，所述活塞组件底部通过连接套筒（117）固接有负压连接杆（114），所述负压连接杆（114）另一端固接有负压底盘（115），所述负压砝码（3）设于所述负压底盘（115）上，还包括负压腔通道（118）与正压腔通道（119），所述负压腔通道（118）一端通过管道与负压活塞阀（4）连接，所述负压腔通道（118）另一端通入负压腔（120），所述正压腔通道（119）一端通过管道与正压活塞阀（5）连接，所述正压腔通道（119）另一端通入正压腔（121）。

6.根据权利要求5所述的正负压一体式气体活塞式压力计，其特征在于，所述负压密封筒（122）固接于外壳（103）顶部，所述压盖（104）及正压活塞托盘（107）均设有负压密封筒（122）内，所述正压密封筒（123）固接于外壳（103）底部，所述负压连接杆（114）及负压底盘（115）均设于所述正压密封筒（123）内；所述活塞组件包括活塞缸（108），所述活塞缸（108）外壁与所述外壳（103）内壁相接触，所述活塞缸（108）内设有活塞杆（109），所述活塞端盖（116）固接于活塞杆（109）顶部，所述活塞杆（109）通过连接套筒（117）与所述负压连接杆（114）固接；所述连接套筒（117）固接于所述活塞杆（109）底部外壁，所述连接套筒（117）底部内壁与所述负压连接杆（114）外壁接触，所述连接套筒（117）底部外壁固接有负压活塞杆锁紧螺母（113），所述负压活塞杆锁紧螺母（113）套设于所述负压连接杆（114）外壁；所述外壳（103）顶部沿轴向开设有密封槽，所述密封槽内设有o型密封圈a（102）；所述外壳（103）顶部与所述活塞缸（108）之间设有o型密封圈b（110）；所述悬臂（101）开设有第一台阶（1010）与第二台阶（1011）的二阶台阶通孔，所述悬臂（101）内壁于第一台阶（1010）与第二台阶（1011）处设有o型密封圈c（111）；所述外壳（103）底部外壁套设有o型密封圈d（112），所述o型密封圈d（112）设于外壳（103）与所述悬臂（101）之间；所述负压腔通道（118）穿过悬臂（101）、外壳（103）与压盖（104）通入负压腔（120），所述正压腔通道（119）穿过悬臂（101）与外壳（103）通入正压腔（121）。

7.根据权利要求1所述的正负压一体式气体活塞式压力计，其特征在于，所述调压器（12）包括调压器丝杠（1202），所述调压器丝杠（1202）一端外壁套设有调压器旋转轴（1201），所述调压器丝杠（1202）另一端外壁套设有调压器开槽筒（1206），所述调压器旋转轴（1201）靠近所述调压器开槽筒（1206）的一端外壁套设有深沟球轴承a（1204）与深沟球轴承b（1205），所述深沟球轴承a（1204）与深沟球轴承b（1205）外壁与所述调压器开槽筒（1206）靠近所述调压器旋转轴（1201）的一端内壁相接触，所述调压器开槽筒（1206）靠近所述调压器旋转轴（1201）的一端卡接有调压器固定环（1203），所述调压器丝杠（1202）远离所述调压器旋转轴（1201）的一端固接有微压泵活塞（1210），所述微压泵活塞（1210）外壁套设有微压泵气缸（1211），所述调压器开槽筒（1206）与微压泵气缸（1211）通过连接套（1209）连接，所述微压泵气缸（1211）远离所述调压器丝杠（1202）的一端设有调压器后盖（1212），所述调压器后盖（1212）分别通过四个管道与所述过滤器（6）、负压阀（11）、泄压阀（13）及四通接头连接，所述调压器开槽筒（1206）上沿轴向水平开设有滑槽，所述调压器丝杠（1202）上竖向开设有调压器丝杠台阶凹槽，所述调压器丝杠台阶凹槽内设有调压器限位滑环（1207），所述调压器限位滑环（1207）内设有调压器限位档杆（1208）。

8.根据权利要求7所述的正负压一体式气体活塞式压力计，其特征在于，所述调压器旋转轴（1201）外壁套设有压环（1213），所述压环（1213）设于所述调压器固定环（1203）与深沟球轴承a（1204）之间，所述压环（1213）外壁与所述调压器开槽筒（1206）接触，所述压环（1213）用于固定所述深沟球轴承a（1204）；所述调压器开槽筒（1206）靠近所述调压器旋转轴（1201）的一端设有调压器开槽筒卡环，所述调压器开槽筒卡环上卡接有调压器固定环（1203）。

9.根据权利要求7所述的正负压一体式气体活塞式压力计，其特征在于，所述微压泵活塞（1210）密封槽内套设有若干个o型密封圈e（1214），若干个所述o型密封圈e（1214）设于所述微压泵活塞（1210）与微压泵气缸（1211）之间；所述调压器后盖（1212）外壁密封槽内套设有若干个o型密封圈f（1215），若干个所述o型密封圈f（1215）设于所述调压器后盖（1212）与微压泵气缸（1211）之间；所述调压器开槽筒（1206）与连接套（1209）之间设有o型密封圈g（1216）。

10.根据权利要求7所述的正负压一体式气体活塞式压力计，其特征在于，所述调压器丝杠（1202）靠近所述微压泵气缸（1211）的一端开设有连接槽，所述微压泵活塞（1210）上设有凹槽，所述调压器丝杠（1202）通过连接槽及凹槽与所述微压泵活塞（1210）固接。

技术总结
本发明公开的正负压一体式气体活塞式压力计，包括正压阀，正压阀入口端连接有正压气管，正压阀出口端通过管道连接有四通接头，四通接头分别通过管道连接有表座阀a、表座阀b、调压器与压力表，调压器通过管道连接有过滤器，过滤器分别通过管道连接有三通接头与与泄压阀，三通接头两输出端分别通过管道连接有负压活塞阀与正压活塞阀，负压活塞阀与正压活塞阀输出端分别通过管道连接有活塞系统，活塞系统上设有正压砝码与负压砝码，还包括负压阀，负压阀入口端连接有负压气管，负压阀出口端通过管道与调压器连接。本发明的正负压一体式气体活塞式压力计，解决了现有活塞的量程范围小且不便于快速有效地实现校准的问题。

技术研发人员：高楠,陈俊,刘培,成志新,李三虎,吴洪威
受保护的技术使用者：苏州市计量测试院
技术研发日：
技术公布日：2025/2/5