单膜液压继动器制造技术

单膜液压继动器可将液压信号等值地转换成气压信号，用于容器中的液位测量。由上、下环室，上盖和支腿紧固成一体。聚酯材料制成的膜片将两个环室分隔成上、下受压室，膜片两表面分别装有上、下硬芯，上硬芯中央孔内套有挡板，挡板上方与喷嘴相对。上环室外部与上盖间有空气过滤器，其中的进气通道上装有微孔节流板和过滤片。本发明专利技术的继动器转换精度达０．０５％，灵敏度达１０帕，可直接接触１００℃的油品，信号传送时间长，适于现场使用。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液位测量仪表的辅助单元，特别涉及将液压信号变换为气压信号的液压继动器。众所周知，通过测量液柱压力即可测得油罐或其它液罐的液位，而液体压力通常是转换为气体压力来测量的。通常采用继动器实现液压信号到气压信号的变换。如广东仪表厂生产的QFJ-100型1∶1液压继动器可将液压信号等值地转换成相应的气压信号。它由三块内腔呈圆形的环室叠合而成，其间由两个橡胶膜片分隔成B.C.D三个气室(如附图说明图1所示)。将1.4MPa的压缩空气送入A室，A室可与B室相通，其间通路由锥形弹簧30和阀杆40系统控制启闭。输入信号进入D室后，受信膜片80及与之相连的硬芯90产生推力，推动阀杆系统下移，使A室与B室相通，在B室中的气体压力作用在反馈膜片70上，至膜片80、70所受压力平衡为止。输出的气压信号与输入的液压信号等值，实现液压信号到气压信号的1∶1转换。这种双膜片继动器中，由于两个膜片的厚度、弹性等结构差异较大，使二者的有效面积存在一定的差别。加之，其中B、D二室的机械尺寸有明显的不同，进一步造成输出信号与输入信号难于保证准确地等值，其转换精度不高于1%。此时，因所用膜片为橡胶材料，不宜直接与油品类液体介质直接接触，而且其最高使用温度限制在60℃左右。本专利技术的目的在于提供一种转换精度高、灵敏度高的液压继动器，可适用于油罐及其它液罐现场检测液位。上述目的是以如下方式实现的。在现有继动器双膜三室结构基础上改为单膜两室。本专利技术的液压继动器由上环室、下环室、上盖和支腿以螺栓、螺帽紧固成一体，在上、下环室之间用膜片分隔成上、下受压室A和B，其中受压室A接收液压信号，受压室B接收气压信号。输入的液压信号与输出的气压信号分别作用在同一膜片的上、下表面，加之两个受压室有基本相同的机械尺寸，切实保证了两边有效作用面积的一致性。膜片两表面分别设有上硬芯和下硬芯。上硬芯在受压室B中，下硬芯在受压室A中。上硬芯的中央凸台套入下硬芯的中央孔内;上硬芯的中央凸台的中央孔内套有挡板，挡板上方固定有喷咀，喷咀内径仅1毫米。喷咀连通受压室B和大气。上环室上面外部与上盖之间装有空气过滤器，过滤器中布置着进气通道、输出通道和放空通道。进气通道上设有微孔节流板(又称恒节流孔板)，板上有一个直径仅0.3毫米的节流孔。正是靠这种节流孔和内径极小的喷咀相互配合，代替了现有技术1∶1液压继动器中的球阀和放气咀结构，可随时精确地保证膜片两面所受压力的平衡。膜片两面所受液压与气压信号的任何不平衡，可通过驱动膜片、两个硬芯的移动，带动挡板移动。调节挡板与喷咀间的间隙，控制通过喷咀向大气的排气量，而使两面压力重新达到平衡，以此确保输出信号与输入信号等值。本专利技术的继动器适当加大了上、下环室的内径，使膜片直径得以加大，进一步减小了两面压力的差别。本专利技术的继动器采用耐温、耐油的聚脂材料制作膜片，大大提高了工作介质适用的范围和温度范围。进一步，考虑到适应长期现场测量的可靠运行，本专利技术的继动器对所用气源增设了迷宫式空气过滤器，这也使输出的信号能充分满足其它配套仪表的匹配要求。基于上述措施，本专利技术的液压继动器大大提高了液-气信号的转换精度和转换灵敏度。它可把液压转变为0～0.1兆帕的风压，与现有技术的1∶1液压继动器相比其精度可达0.05%，对输入信号的转换灵敏度可达到10帕。本专利技术的继动器可使用空气、油、水等气体或液体为工作介质，使用温度可达100℃。由于采用微孔节流板，输出信号流量较小，传送时间比普通1∶1继动器大大加长，每100米的传送时间由3秒可加长到9秒，适合于信号远传。以下结合附图通过实例详细说明本专利技术的具体实施方式。其中图1是现有技术1∶1继动器结构剖面图;图2是现有技术1∶1继动器的俯视图;图3是本专利技术单膜液压继动器结构剖面图;图4是本专利技术单膜液压继动器的俯视图;对照图3，出示本专利技术单膜液压继动器结构剖面图。它由上环室14、下环室10、上盖15及过滤器18叠合而成;呈圆形外廓。上述部件以螺栓7、螺帽8紧固成一体，并在整体下部均匀地固定连接着三个支腿6(可参见图4)。环室外圆尺寸为φ120毫米。所述上、下环室由六个内六角螺栓9固定连接成一体。上、下环体之间由聚脂膜片12分隔成A、B两个受压室;受压室的几何尺寸相同。A、B受压室中分别有上硬芯13和下硬芯11，两硬芯用螺母4把膜片12夹紧在中间与膜片12的上、下表面相连。截面为T型的上硬芯13的凸台部分套入下硬芯11的中心孔内，上硬芯13凸台部分的中心孔内装有挡板1，该挡板可在上硬芯13的中心孔内相对于上硬芯13滑动。上硬芯13的凸台部分与挡板形成的内腔中装有弹簧2，并由丝堵3封闭该腔。上环室14的中心处有喷咀5，喷咀恰在挡板上方，喷咀气孔孔径为1毫米，其一端开口与受压室B相通，另一端开口经放空通道与大气相通。迷宫式空气过滤器18中布置有进气通道、输出通道和放空通道。进气通道中部依次装有过滤片24和微孔节流板16，板上有一个孔径为0.3毫米的节流孔。压缩空气沿进气通道经过滤片24过滤，可保证气源的纯净，再经微孔节流板16，可精确地调节和控制进入受压室B的气流流量，以灵敏地响应受压室A中输入液压信号的变化，有效地保证了输出信号与输入信号的精确等值性。过滤器18上部设有“O”形圈19、压环20和短丝21，用以密封进气通道和输出通道。上环室14和下环室10组成圆形盲法兰式结构，其大小决定了膜片12的有效面积。适当增大膜片有效面积，有助于提高本继动器的灵敏度和精度。综合考虑继动器的总体尺寸、膜片强度等因素，选择二环室内径为80毫米，可获满意效果。膜片12采用耐温、耐油的聚脂薄膜材料制成，厚度可为0.07mm。使用时，由于受压室A是液压的作用，推动膜片12、上硬芯13、下硬芯11及挡板1向上移动，使挡板1与喷咀5之间的间隙变小。压缩空气流进入进气通道，经过滤、节流而进入受压室B。随着B室气压的逐渐增高，最终形成向下的推力，直至与受压室A的向上推力相等，挡板停止移动，达到平衡状态。进入B室的多余空气经打开的喷咀泄入大气。由于膜片12上下表面的有效面积差异甚微，加之膜片面积较大，本液位继动器B室的压力总保持在与A室液压精确相等的状态。遇有A室液压变化(对应于容器液位变化)，就会因膜片12、上下硬芯13和11带动挡板1上下移动，改变挡板与喷咀间的间隙，调整排气量，从而调整B室压力响应A室压力的变化，重新达到两室压力平衡，使输出信号继续等值于变化了的输入信号。考虑到运行中挡板1和喷咀5之间可能出现的碰击以及可能发生的停风等原因，这些都将造成膜片12受力不平衡。特别是，一旦发生停风，膜片12仅受下面液压单向向上的压力，就会导致膜片上移，所有的不平衡力势将通过挡板1作用于喷咀5上，从而损坏喷咀5及挡板1的工作面。为此，在挡板1与喷咀相对的另一面设有弹簧2，用以缓冲挡板1与喷咀5的冲击力，即在挡板1与喷咀5接触后，因此弹簧的作用使得挡板1只能相对于上硬芯13的中心孔滑动，保护挡板1和喷咀5均不致受损。本液压继动器作为液位静压测量的元件，实现了气信号与被测液体不直接接触，输出的信号是气源连续供气下的输出。权利要求1.一种单膜液压继动器，由上环室、下环室和膜片组成，所述膜片将两个环室分隔成受压室A和B，其中受压室A接收液压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单膜液压继动器，由上环室、下环室和膜片组成，所述膜片将两个环室分隔成受压室Ａ和Ｂ，其中受压室Ａ接收液压信号，受压室Ｂ接收气压信号。其特征在于：－上环室上面有上盖，与两个环室用螺栓、螺帽紧固成一体，上环室外部与上盖之间装有空气过滤器，过滤器中布置有进气通道、输出通道和放空通道；－空气过滤器的进气通道上设有微孔节流板；－在受压室Ａ和Ｂ中，膜片的两个表面上分别装有下硬芯和上硬芯，上硬芯的中央凸台套在下硬芯的中央孔内－上硬芯中央凸台的中央孔内套有挡板，挡板上方固定有喷咀，喷咀一端与受压室Ｂ相通，另一端与大气相通；－下环室下方有支腿。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾天骠，
申请(专利权)人：中国石化兰州炼油化工总厂，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]