一种可调节音速喷嘴对中的气体流量标准装置转让专利
申请号 : CN202010814680.6
文献号 : CN112067087B
文献日 : 2021-04-13
发明人 : 石建荣 , 肖晖 , 周轶 , 赵作广 , 孙彩虹 , 董芳 , 李志 , 庄仁波
申请人 : 镇江市计量检定测试中心
摘要 :
权利要求 :
1.一种可调节音速喷嘴对中的气体流量标准装置,其特征在于:包括,气体单元(100),包括标准容器(101)以及位于所述标准容器(101)外周的温度恒定保障组件(102),所述标准容器(101)包括进气口(101a)和排气口(101b),所述进气口(101a)连接有进气单元(A),所述排气口(101b)连接第一开关阀(103),所述第一开关阀(103)连接真空泵(104);
检定单元(200),包括连接于所述进气单元(A)与进气口(101a)之间的第二开关阀(201)、与所述标准容器(101)连接的测温件(202)、与所述标准容器(101)连接的测压件(203),所述第二开关阀(201)连接有光电信号转换器(206),所述光电信号转换器(206)连接有计时器(205);
所述测温件(202)、测压件(205)以及计时器(203)均与控制器(204)连接;
所述进气单元(A)包括与所述第二开关阀(201)进口连接的连接组件(300),以及定心组件(400);
所述连接组件(300)包括第一法兰(301)、第二法兰(302),以及连接管(303),所述第一法兰(301)与所述第二开关阀(201)进口连接,所述连接管(303)两端分别设置有第三法兰(303a),两个所述第三法兰(303a)分别与所述第一法兰(301)、第二法兰(302)连接;
定心组件(400),所述定心组件(400)位于所述连接管(303)内,包括与所述第一法兰(301)连接的定心盘(401)、与所述定心盘(401)连接的对中基座(402);以及,定心组件(400)还包括音速喷嘴(500),所述音速喷嘴(500)安装在所述对中基座(402)上;
所述定心盘(401)与所述第一法兰(301)螺栓连接,所述对中基座(402)沿圆周均匀设置有至少三个调节槽(402a),所述调节槽(402a)内设置有铰接孔(402b),所述铰接孔(402b)铰接有夹紧件(403),所述夹紧件(403)通过螺栓与铰接孔(402b)铰接,所述夹紧件(403)一端与所述音速喷嘴(500)侧面接触。
2.根据权利要求1所述的可调节音速喷嘴对中的气体流量标准装置,其特征在于:所述对中基座(402)内壁设置有放置凸台(402c),所述放置凸台(402c)圆心处形成第一通孔(402d),所述音速喷嘴(500)安装在所述放置凸台(402c)上,所述定心组件(400)还包括密封件(404),所述密封件(404)为中空管道,密封件(404)一端沿径向向外延伸形成密封盘(404a)并与所述定心盘(401)连接,所述密封件(404)另一端嵌入在所述第一通孔(402d)内,所述密封件(404)内部形成第二通孔(404b)。
3.根据权利要求2所述的可调节音速喷嘴对中的气体流量标准装置,其特征在于:所述定心组件(400)还包括移动环(405),所述移动环(405)位于所述密封件(404)与所述对中基座(402)之间的空隙中,且位于所述放置凸台(402c)与所述密封盘(404a)之间,所述移动环(405)与所述夹紧件(403)连接。
4.根据权利要求3所述的可调节音速喷嘴对中的气体流量标准装置,其特征在于:所述移动环(405)外侧面沿圆周设置有槽口(405a),所述夹紧件(403)区分为第一端(403a)和第二端(403b),所述第一端(403a)位于所述槽口(405a)内,所述第二端(403b)与所述音速喷嘴(500)侧面接触;
所述第一端(403a)的横截面轮廓位于所述槽口(405a)的横截面轮廓内,所述槽口(405a)沿所述移动环(405)轴向延伸区分为第一限位端(405a‑1)和第二限位端(405a‑2),所述第一端(403a)在所述第一限位端(405a‑1)与第二限位端(405a‑2)之间活动。
5.根据权利要求4所述的可调节音速喷嘴对中的气体流量标准装置,其特征在于:所述移动环(405)外侧面沿径向设置有连接孔(405b),所述连接孔(405b)连接有紧固销(406),所述紧固销(406)一端插入到所述连接孔(405b)内,另一端穿过调节槽(402a)伸出到所述对中基座(402)外;
所述定心组件(400)还包括紧固圈(407),所述紧固圈(407)设置有内螺纹(407a),所述对中基座(402)外圆周设置有外螺纹(402e),所述对中基座(402)与所述紧固圈(407)螺纹连接,所述紧固圈(407)靠近定心盘(401)的一端抵触在所述紧固销(406)上。
6.根据权利要求5所述的可调节音速喷嘴对中的气体流量标准装置,其特征在于:所述定心组件(400)还包括弹性件(408),所述弹性件(408)位于所述密封件(404)与所述对中基座(402)之间的空隙中,所述弹性件(408)一端与所述密封盘(404a)连接,另一端与所述移动环(405)连接。
7.根据权利要求6所述的可调节音速喷嘴对中的气体流量标准装置,其特征在于:所述定心组件(400)还包括压紧法兰(409),所述压紧法兰(409)与所述定心盘(401)螺栓连接,所述压紧法兰(409)一端面与所述音速喷嘴(500)接触。
8.根据权利要求1~7任一所述的可调节音速喷嘴对中的气体流量标准装置,其特征在于:所述温度恒定保障组件(102)为恒温水浴夹套,所述测温件(202)为温度传感器,所述测压件(203)为压力传感器。
说明书 :
一种可调节音速喷嘴对中的气体流量标准装置
技术领域
背景技术
检问题也日益突出。结合我国气体流量仪表量值溯源现状以及能够满足多个行业对气体流
量标准装置有效快速进行溯源需求的形势下,研制流量范围宽、准确度高,具有正压与负压
两种检测工况,且可对音速喷嘴与高等级标准表进行量传的pVTt法气体流量标准装置很有
必要。目前我国拥有多用途pVTt法气体流量标准装置的单位其装置均在常压和微正压下工
3
作,检定流量最大只达到1300m /h,已不能满足实际需求。且0.2级高精度标准气体流量计
已广泛用于气体标准置中,但缺乏科学合法的标准装置提供有效溯源,且精度不高效率较
低。另一方面,在对音速喷嘴进行安装操作时,通常只是靠肉眼将其放置在法兰的中心位
置,容易偏移,造成不必要的误差数据。
发明内容
分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
在对音速喷嘴进行安装操作时,通常只是靠肉眼将其放置在法兰的中心位置,容易偏移,造
成不必要的误差数据。
障组件,所述标准容器包括进气口和排气口,所述进气口连接有进气单元,所述排气口连接
第一开关阀,所述第一开关阀连接真空泵;检定单元,包括连接于所述进气单元与进气口之
间的第二开关阀、与所述标准容器连接的测温件、与所述标准容器连接的测压件,所述第二
开关阀连接有光电信号转换器,所述光电信号转换器连接有计时器;所述测温件、测压件以
及计时器均与控制器连接。
件包括第一法兰、第二法兰,以及连接管,所述第一法兰与所述第二开关阀进口连接,所述
连接管两端分别设置有第三法兰,两个所述第三法兰分别与所述第一法兰、第二法兰连接;
定心组件,所述定心组件位于所述连接管内,包括与所述第一法兰连接的定心盘、与所述定
心盘连接的对中基座;以及音速喷嘴,所述音速喷嘴安装在所述对中基座上。
槽,所述调节槽内设置有铰接孔,所述铰接孔铰接有夹紧件,所述夹紧件通过螺栓与铰接孔
铰接,所述夹紧件一端与所述音速喷嘴侧面接触。
安装在所述放置凸台上,所述定心组件还包括密封件,所述密封件为中空管道,密封件一端
沿径向向外延伸形成密封盘并与所述定心盘连接,所述密封件另一端嵌入在所述第一通孔
内,所述密封件内部形成第二通孔。
中,且位于所述放置凸台与所述密封盘之间,所述移动环与所述夹紧件连接。
位于所述槽口内,所述第二端与所述音速喷嘴侧面接触;所述第一端的横截面轮廓位于所
述槽口的横截面轮廓内,所述槽口沿所述移动环轴向延伸区分为第一限位端和第二限位
端,所述第一端在所述第一限位端与第二限位端之间活动。
入到所述连接孔内,另一端穿过调节槽伸出到所述对中基座外;所述定心组件还包括紧固
圈,所述紧固圈设置有内螺纹,所述对中基座外圆周设置有外螺纹,所述对中基座与所述紧
固圈螺纹连接,所述紧固圈靠近定心盘的一端抵触在所述紧固销上。
中,所述弹性件一端与所述密封盘连接,另一端与所述移动环连接。
端面与所述音速喷嘴接触。
传感器。
嘴能够准确的处于连接管道法兰的中心位置并固定,提高了实验精确度。
附图说明
领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它
的附图。其中:
具体实施方式
情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
限制本发明保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
度恒定保障组件102,标准容器101包括进气口101a和排气口101b,进气口101a连接有进气
单元A,排气口101b连接第一开关阀103,第一开关阀103连接真空泵104;其中,标准容器101
采用现有存在的整体撬装结构,橇装式结构是指将功能组件集成于一个整体底座上,可以
整体安装、移动的一种集成方式;所谓撬装是由设备的移动、就位使用撬杠就可方便地进
行,包括与标准容器101对应安装的检定台位且标准容器101配置温度恒定保障组件102,本
实施例中采用现有技术的水夹套式恒温设置,用于标准容器101四周的温度控制,进气口
101a用于进气,排气口101b用于排气,进气单元A安装有待检测的音速喷嘴,真空泵104通过
将标准容器101内抽气形成负压状态,进而从音速喷嘴中进气。
接有光电信号转换器206,光电信号转换器206连接有计时器205,其中测温件202为温度传
感器,其分布在标准容器101内部,测压件203为压力传感器,光电信号转换器206将第二开
关阀201的数据传输到计时器205。测温件202、测压件205以及计时器203均与控制器204连
接,控制器204为处理信息的电脑,采用大数据处理对通过进气后五分钟测得罐体内气体平
均温度与水浴温度的温差同罐体内压力数据建立温差、压力和温度的预测模型,通过预测
稳态时的罐体内部压力与温度的值,并利用相关公式即可计算装置的检测质量流量。
测得真空时标准容器101的温度和压力,温度恒定保障组件102调节标准容器101内温度使
其稳定下来,待标准容器101内气体温度稳定之后测量标准容器101内气体的温度和压力。
201关闭,停止计时器205计时。同时再次使用温度恒定保障组件102调节标准容器100内温
度使其稳定下来,待标准容器100内气体温度稳定之后测量标准容器101内气体的温度和压
力。可以测得通过进气单元A即音速喷嘴的理论质量流量。具体的,采用模型预测对通过进
气后五分钟测得罐体内气体平均温度与水浴温度的温差和罐体内压力数据建立温差、压力
和温度的预测模型,本发明实例采用的检定介质为氮气,具体采用以下方法进行快速检定:
气体流量检定装置的鉴定效率。
第二开关阀201进口连接的连接组件300,以及定心组件400;具体的,连接组件300包括第一
法兰301、第二法兰302,以及连接管303,第一法兰301与标准容器相连通,第二法兰302与进
气端相连接,本实施例因为加入了定心组件400,所以需要连接管303来进行连接通气,连接
管303两端分别设置有第三法兰303a,两个第三法兰303a分别与第一法兰301、第二法兰302
连接,达到一个密封的效果;其中,定心组件400位于连接管303内,包括与第一法兰301连接
的定心盘401、与定心盘401连接的对中基座402,定心盘401与第一法兰301的连接方式为螺
栓连接,定心盘401也是一个盘形的法兰,对中基座402与定心盘401的连接采用焊接的方
式,对中基座402为中空的圆柱体;以及,音速喷嘴500,音速喷嘴500安装在对中基座402上;
音速喷嘴500是个渐缩渐放的通道,气流经过渐缩段时,速度增加,压力降低,在最小截面处
形成音速达到临界气流,后经渐扩段将速度动能转化为压力能,使压力得以恢复。
个圆,调节槽402a内设置有铰接孔402b,铰接孔402b铰接有夹紧件403,夹紧件403通过螺栓
与铰接孔402b铰接,达到使夹紧件403能够绕铰接孔402b转动的效果,当三个夹紧件403同
时转动时,其一端能够确定的圆的大小就跟着变化,夹紧件403一端与音速喷嘴500侧面接
触,当夹紧件403与音速喷嘴500侧面接触接触的一端逐渐收缩时,三个夹紧件403互相作用
则对音速喷嘴500进行对中以及定心。
件403的转动,使每个夹紧件403的一端均与音速喷嘴500相抵触,这样就会对音速喷嘴500
的位置进行固定,完成定心,然后依次将连接管303、第二法兰302安装上即可。
圆心处形成第一通孔402d,第一通孔402d达到通气的效果;定心组件400还包括密封件404,
密封件404为中空管道,密封件404一端沿径向向外延伸形成密封盘404a并与定心盘401连
接,连接方式选用紧固螺栓连接并进行密封处理,密封件404另一端嵌入在第一通孔402d内
并进行密封处理,密封件404内部形成第二通孔404b与第一通孔402d进行连通,达到密封且
通气的效果。
封件404外,能够沿着轴向进行移动,移动环405与夹紧件403连接,连接方式为活动连接,当
移动环405开始移动时,夹紧件403与移动环405连接的一端跟着移动,因为夹紧件403铰接
在对中基座402上,所以与音速喷嘴500接触的一端进行转动,进而达到收紧或松开的效果。
移动环405沿着轴向移动时,第一端403a则在槽口405a内跟着移动,从而使得夹紧件403能
够绕着铰接孔402b进行转动。第一端403a的横截面轮廓位于槽口405a的横截面轮廓内,第
一端403a的横截面小于槽口405a的横截面轮廓,即第一端403a能够在槽口405a内活动。
封盘404a方向移动时,则第一限位端405a‑1与第一端403a接触,并且使第一端403a向密封
盘404a方向移动,于是在夹紧件403转动过程中,第二端403b向放置凸台402c圆心移动,即
此时三个夹紧件403的第二端403b为收紧状态,能够对音速喷嘴500进行定心;反之。当移动
环405向原来密封盘404a方向移动时,第二限位端405a‑2与第一端403a接触,并且使第一端
403a向远离密封盘404a方向移动,则第二端403b向远离放置凸台402c圆心的方向移动,即
三个夹紧件403的第二端403b能够确定的圆之间变大,此时能够拿下音速喷嘴500。
这样能够根据操作紧固销406的位置来达到调节移动环405位置的效果,当扳动紧固销406
时,即可调节移动环405进而调节夹紧件403的状态。
407靠近定心盘401的一端抵触在紧固销406上,于是在调节紧固圈407与对中基座402的位
置关系时,便可调节夹紧件403的状态。
405连接,弹性件408的弹力使得移动环405位于远离密封盘404a的位置,即达到夹紧件403
初始状态为松开的状态,可以放入音速喷嘴500进行定心。
的第一端403a位于槽口405a内且与第二限位端405a‑2进行接触,即第一端403a是处于靠近
放置凸台402c轴心位置的,第二端403b处于远离放置凸台402c轴心的位置,三个均匀分布
的夹紧件403中的第二端403b形成的内切圆直径最大,且这个内切圆的圆心一直是固定的,
此时将音速喷嘴500放置到放置凸台402c上,放置位置的中心不能精确确定,于是转动紧固
圈407,使紧固圈407向密封盘404a方向移动,紧固圈407推动着紧固销406向密封盘404a方
向移动,紧固销406又带着移动环405向密封盘404a方向移动,则槽口405a向密封盘404a方
向移动,第一端403a脱离第二限位端405a‑2并接着与第一限位端405a‑1接触,并在第一限
位端405a‑1推动的作用下,使夹紧件403绕铰接孔402b转动,于是夹紧件403的第二端403b
开始向放置凸台402c轴心方向移动,则三个第二端403b接触到音速喷嘴500的侧面,并使其
对中,直至三个第二端403b均紧紧的抵触在音速喷嘴500上,停止转动紧固圈407并在此位
置固定,于是完成了对音速喷嘴500的对中和定心操作;拆卸音速喷嘴500时,与上述操作相
反,向反方向旋转紧固圈407,使移动环405向放置凸台402c方向移动,第一端403a脱离第一
限位端405a‑1并与第二限位端405a‑2接触,并在第二限位端405a‑2的推动下发生转动,进
而使第二端403b向远离放置凸台402c圆心方向移动,这样夹紧件403对音速喷嘴500的挤压
里就会变小,便可取下音速喷嘴500。
其放置在中心位置,容易造成偏移,本发明通过简单的操作,使得音速喷嘴500能够准确的
处于连接法兰的中心位置并固定,提高了一定的实验精确度。
应容易理解,在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下,许多改
型是可能的(例如,各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如,温度、压力
等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如,示出为整体成形的元件可以由多
个部分或元件构成,元件的位置可被倒置或以其它方式改变,并且分立元件的性质或数目
或位置可被更改或改变。因此,所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替
代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中,任何“装
置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构,且不仅是结构等同
而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下,可以在示例性实施方案的设计、运行
状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此,本发明不限制于特定的实施方案,而
是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
那些特征)。
于此公开内容的普通技术人员来说,不需要过多实验,所述开发努力将是一个设计、制造和
生产的常规工作。
方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发
明的权利要求范围当中。