专利名称：气体压力调节器及其调节方法
技术领域：
本发明属于静态压力计量校准仪器，具体涉及一种应用新原理设计的气体压力调 节器及其调节方法。
背景技术：
目前，广泛使用的压力计量校准仪器主要有活塞压力计和压力控制器两种。活塞压力计是以流体静力学平衡原理及帕斯卡定律为基础研制的，其具有准确度 高和长期稳定性好等突出优点，全世界几乎所有的高级别校准实验室都是以活塞式压力计 作为压力计量基准器具。但是由于活塞式压力计原理和结构的原因，导致其具有劳动强度 大，工作效率低，便携性能差，只能产生离散的压力点等不足，决定其只适合作为实验室内 使用的计量标准装置，而不适合用作现场校准装置。压力控制器是传感技术、计算机技术和控制技术相结合的产物，本质是通过对气 源的控制快速、准确、稳定地产生用户指定的目标压力，同时又能实时数字显示被测压力， 其操作简单，体积小、重量轻，便于进行现场校准。气体压力调节方法是压力控制器的核心技术，主要有质量和容量两种调节方法。质量调节方法所采用的调节器一般是一个固定的单一容积的密闭容器腔体，通过 增加或减少密闭容器中气体的质量来实现对气体压力的控制，这种控制方式测量范围宽， 但在压力微调的控制上难度比较大，充、放气过程中温度变化较大，不容易达到平衡。容量调节方法所采用的调节器一般是由一个容腔和一个活塞组成，主要是通过活 塞移动改变气体的体积来实现对气体压力的控制，在小量程压力控制上具有控制速度快， 准确度高的优点，但这种控制方式对机械动密封要求较高，在高压力情况下进行调节需要 做的功比较多，因此范围受到限制。

发明内容
本发明的目的是解决质量气体压力调节方法在微调上控制难度大、受温度影响 大，容量气体压力调节方法在大量程压力调节时需要过多的机械能、动密封要求高等问题， 提供一种控制速度快、控制准确度高的质量容量结合的气体压力调节器及其调节方法。本发明的技术解决方案是气体压力调节器包括调节器主体、传动部件、活塞组 件、组合阀以及密封件五部分，调节器主体顶端设有端盖，中部限位台阶处设有；活塞筒置 于调节器主体的腔中，活塞位于活塞筒内，螺母执行器与活塞连接，导螺杆一端与螺母执行 器连接，导螺杆另一端设有限位台阶，平面推力轴承、轴承垫片和挡圈套接在导螺杆上将导 螺杆固定在调节器主体上；调节器主体对应于活塞的前、后腔极限位置处开有两个气孔，两 气孔之间通过组合阀连接，组合阀与调节器主体相连接；调节器主体上的活塞的前、后腔上 设有动密封0型圈，活塞筒的外部顶端设有0型密封圈，调节器主体顶端端盖及活塞的前、 后腔极限位置处开有两个气孔处均设有0型密封圈，导螺杆上设有0型圈和尼龙垫圈组成 的组合动密封。
所述组合阀由充气开关阀、放气开关阀和通、断调节器主体上的活塞的前、后腔的 中断开关阀三个阀组成。所述导螺杆为左旋导螺杆。气体压力调节方法为如下之一，(1)当前压力值小于目标压力值首先，将气源调整到高于所需调节压力的上限，打开组合阀的充气开关阀和中断 开关阀，气源气体同时通过调节器主体对应于活塞的前、后腔极限位置的两个气孔进入到 调节器主体上的活塞的前腔、后腔，使前腔、后腔压力同时粗略的达到目标压力值；其次，关闭组合阀的充气开关阀、中断开关阀，通过旋转固定在调节器主体上的导 螺杆带动螺母执行器上的活塞在活塞筒内前后移动，微调调节器主体上的活塞的前腔压力 使其达到目标压力值；(2)当前压力值大于目标压力值首先，打开组合阀的放气开关阀、中断开关阀，调节器主体上的活塞的前腔、后腔 内气体同时通过调节器主体对应于活塞的前、后腔极限位置处的两个气孔排入大气，使调 节器主体的上的活塞的前腔、后腔压力同时粗略的达到目标压力值；其次，关闭放气开关阀、中断开关阀，通过旋转固定在调节器主体上的导螺杆带动 螺母执行器上的活塞在活塞筒内前后移动，微调调节器主体上的活塞的前腔压力使其达到 目标压力值。本发明具有的优点和有益效果，本发明将质量调节和容量调节相结合，其将质量 和容量两种气体压力调节方法的优点结合在一起，使压力调节从低量程到高量程都能够实 现较快的控制速度和较高的控制准确度。本发明通过质量气体压力调节方式实现目标压力 值的粗调，通过容量气体压力调节方式实现目标压力值的微调。即首先通过组合阀向压力 调节器的前、后腔同时增加或减少气体的质量，使其粗略的达到目标压力值，然后通过左旋 导螺杆带动螺母执行器上的活塞在主体腔内前后移动，微调到目标压力值。这种质量容量压力调节方式的粗调是通过质量调节实现的，因此容易获得较宽的 压力调节范围，避免了质量压力调节在微调上控制难度大的不足；微调是通过容量调节实 现的，由于前后腔的压差只是微调的压力值，因此只需要简单的0型密封圈就可以实现密 封，并且移动活塞需要做的功也很少，避免了容量调节在宽范围压力调节的不足。这种质量容量压力调节器结构简单，使用方便，有效的结合了质量和容量两种气 体压力调节方法的优点，相互弥补了不足，使宽量程、高准确度压力调节成为了可能。


图1是本发明工作原理示意图；图2是本发明调节器结构示意图。
具体实施例方式结合图1、图2对本发明做以下详细描述。气体压力调节器包括调节器主体9、传动部件、活塞组件、组合阀以及密封件五部 分，调节器主体9顶端设有端盖15 ；活塞筒13置于调节器主体9的腔中，活塞6位于活塞筒13内，螺母执行器11与活塞6连接，导螺杆10 —端与螺母执行器11连接，导螺杆10另 一端设有限位台阶，平面推力轴承25、轴承垫片沈和挡圈套27套接在导螺杆10上，将导螺 杆10固定在调节器主体9上；调节器主体9对应于活塞6的前腔5、后腔7极限位置处开 有两个气孔22、23，两气孔22、23之间通过组合阀20连接，组合阀20与调节器主体9相连 接；调节器主体9上的活塞6的前腔5、后腔7上设有动密封0型圈14，活塞筒13的外部顶 端设有0型密封圈17，调节器主体9顶端端盖15及活塞6的前腔5、后腔7极限位置处开 有两个气孔22、23处均设有0型密封圈16、21、24，导螺杆10上设有0型圈和尼龙垫圈组成 的组合动密封25。所述组合阀20由充气开关阀2、放气开关阀3和通、断调节器主体9上的活塞6的 前腔5、后腔7的中断开关阀4三个阀组成。所述导螺杆10为左旋导螺杆。其中，导螺杆10在调节器主体9上的固定旋转是通过导螺杆10上的限位台阶、平 面推力轴承25、轴承垫片沈和挡圈套27实现的；调节器主体9的后腔7与外界的密封是 通过导螺杆10上的组合动密封25实现的；调节器主体9的前腔5、后腔7的密封是通过活 塞6上的0型密封圈14实现的；其它静密封是通过0型密封圈16、17、18、21、M实现的。气体压力调节方法为如下之一，(1)当前压力值小于目标压力值首先，将气源1调整到高于所需调节压力的上限，打开组合阀的充气开关阀2和中 断开关阀3，气源气体同时通过调节器主体对应于活塞6的前、后腔极限位置处的两个气孔 22,23进入到调节器主体9上的活塞的前腔5、后腔7，使前腔5、后腔7压力同时粗略的达 到目标压力值；其次，关闭组合阀的充气开关阀2、中断开关阀4，通过旋转固定在调节器主体9上 的导螺杆10带动螺母执行器11上的活塞6在活塞筒13内前后移动，微调调节器主体9上 的活塞的前腔⑤压力使其达到目标压力值。(2)当前压力值大于目标压力值首先，打开组合阀的放气开关阀3、中断开关阀4，调节器主体9上的活塞的前腔5、 后腔7内气体同时通过调节器主体9对应于活塞的前腔5、后腔7极限位置处的两个气孔 22,23排入大气8，使调节器主体9上的活塞的前腔5、后腔7压力同时粗略的达到目标值；其次，关闭放气开关阀3、中断开关阀4，通过旋转固定在调节器主体9上的导螺杆 10带动螺母执行器11上的活塞6在活塞筒13内前后移动，微调调节器主体9上的活塞6 的前腔5压力使其达到目标压力值。
权利要求
1.一种气体压力调节器，其特征是气体压力调节器包括调节器主体、传动部件、活塞 组件、组合阀以及密封件五部分，调节器主体顶端设有端盖，中部限位台阶处设有导向器; 活塞筒置于调节器主体的腔中，活塞位于活塞筒内，螺母执行器与活塞连接，导螺杆一端与 螺母执行器连接，导螺杆另一端设有限位台阶，其与平面推力轴承、轴承垫片和挡圈套接在 导螺杆上将导螺杆固定在调节器主体上；调节器主体对应于活塞的前、后腔极限位置处开 有两个气孔，两气孔之间通过组合阀连接，组合阀与调节器主体相连接；调节器主体上的活 塞的前、后腔上设有动密封0型圈，活塞筒的外部顶端设有0型密封圈，调节器主体顶端端 盖及活塞的前、后腔极限位置两个气孔处均设有0型密封圈，导螺杆上设有0型圈和尼龙垫 圈组成的组合动密封。
2.根据权利要求1所述的气体压力调节器，其特征是所述组合阀由充气开关阀、放气 开关阀和通、断调节器主体上的活塞的前、后腔的中断开关阀三个阀组成。
3.根据权利要求1所述的气体压力调节器，其特征是所述导螺杆为左旋导螺杆。
4.一种利用权利要求1所述气体压力调节器进行气压调节的方法，其特征是，气体压 力调节方法为如下之一，(1)当前压力值小于目标压力值首先，将气源调整到高于所需调节压力的上限，打开组合阀的充气开关阀和中断开关 阀，气源气体同时通过调节器主体对应于活塞的前、后腔极限位置的两个气孔进入到调节 器主体上的活塞的前腔、后腔，使前腔、后腔压力同时粗略的达到目标压力值；其次，关闭组合阀的充气开关阀、中断开关阀，通过旋转固定在调节器主体上的导螺杆 带动螺母执行器上的活塞在活塞筒内前后移动，微调调节器主体上的活塞的前腔压力使其 达到目标压力值；(2)当前压力值大于目标压力值首先，打开组合阀的放气开关阀、中断开关阀，调节器主体上的活塞的前腔、后腔内气 体同时通过调节器主体对应于活塞的前、后腔极限位置处的两个气孔排入大气，使调节器 主体的上的活塞的前腔、后腔压力同时粗略的达到目标压力值；其次，关闭放气开关阀、中断开关阀，通过旋转固定在调节器主体上的导螺杆带动螺母 执行器上的活塞在活塞筒内前后移动，微调调节器主体上的活塞的前腔压力使其达到目标 压力值。
全文摘要
本发明属于静态压力计量校准仪器，具体涉及一种应用新原理设计的气体压力调节器及其调节方法。本发明包括调节器主体、传动部件、活塞组件、组合阀以及密封件五部分。本发明将质量调节和容量调节相结合，其将质量和容量两种气体压力调节方法的优点结合在一起，使压力调节从低量程到高量程都能够实现较快的控制速度和较高的控制准确度。本发明通过质量气体压力调节方式实现目标压力值的粗调，通过容量气体压力调节方式实现目标压力值的微调。即首先通过组合阀向压力调节器的前、后腔同时增加或减少气体的质量，使其粗略的达到目标压力值，然后通过左旋导螺杆带动螺母执行器上的活塞在主体腔内前后移动，微调到目标压力值。
文档编号G01L27/00GK102135778SQ201010566408
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者张贤, 彭轶, 李群, 李鑫武, 王丽, 盛晓岩, 赵静 申请人:中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所