專利名稱：單膜液壓繼動器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及液位測量儀表的輔助單元，特別涉及將液壓信號變換為氣壓信號的液壓繼動器。
眾所周知，通過測量液柱壓力即可測得油罐或其它液罐的液位，而液體壓力通常是轉換為氣體壓力來測量的。通常采用繼動器實現液壓信號到氣壓信號的變換。如廣東儀表廠生產的QFJ－100型11液壓繼動器可將液壓信號等值地轉換成相應的氣壓信號。它由三塊內腔呈圓形的環室疊合而成，其間由兩個橡膠膜片分隔成B.C.D三個氣室(如
圖1所示)。將1.4MPa的壓縮空氣送入A室，A室可與B室相通，其間通路由錐形彈簧30和閥桿40系統控制啟閉。輸入信號進入D室后，受信膜片80及與之相連的硬芯90產生推力，推動閥桿系統下移，使A室與B室相通，在B室中的氣體壓力作用在反饋膜片70上，至膜片80、70所受壓力平衡為止。輸出的氣壓信號與輸入的液壓信號等值，實現液壓信號到氣壓信號的11轉換。
這種雙膜片繼動器中，由于兩個膜片的厚度、彈性等結構差異較大，使二者的有效面積存在一定的差別。加之，其中B、D二室的機械尺寸有明顯的不同，進一步造成輸出信號與輸入信號難于保證準確地等值，其轉換精度不高于1％。此時，因所用膜片為橡膠材料，不宜直接與油品類流體介質直接接觸，而且其最高使用溫度限制在60℃左右。
本實用新型的目的在于提供一種轉換精度高、靈敏度高的液壓繼動器，可適用于油罐及其它液罐現場檢測液位。
上述目的是以如下方式實現的。在現有繼動器雙膜三室結構基礎上改為單膜兩室。本實用新型的液壓繼動器由上環室、下環室、上蓋和支腿以螺栓、螺帽緊固成一體，在上、下環室之間用膜片分隔成上、下受壓室A和B，其中受壓室A接收液壓信號，受壓室B接收氣壓信號。輸入的液壓信號與輸出的氣壓信號分別作用在同一膜片的上、下表面，加之兩個受壓室有基本相同的機械尺寸，切實保證了兩邊有效作用面積的一致性。
膜片兩表面分別設有上硬芯和下硬芯。上硬芯在受壓室B中，下硬芯在受壓室A中。上硬芯的中央凸臺套入下硬芯的中央孔內；上硬芯中央凸臺的中央孔內套有擋板，擋板上方固定有噴咀，噴咀內徑僅1毫米。噴咀連通受壓室B和大氣。
上環室上面外部與上蓋之間裝有空氣過濾器，過濾器中布置著進氣通道、輸出通道和放空通道。進氣通道上設有微孔節流板(又稱恒節流孔板)，板上有一個直徑僅0.3毫米的節流孔。正是靠這種節流孔和內徑極小的噴咀相互配合，代替了現有技術11液壓繼動器中的球閥和放氣咀結構，可隨時精確地保證膜片兩面所受壓力的平衡。膜片兩面所受液壓與氣壓信號的任何不平衡，可通過驅動膜片、兩個硬芯的移動，帶動擋板移動。調節擋板與噴咀間的間隙，控制通過噴咀向大氣的排氣量，而使兩面壓力重新達到平衡，以此確保輸出信號與輸入信號等值。
本實用新型的繼動器適當加大了上、下環室的內徑，使膜片直徑得以加大，進一步減小了兩面壓力的差別。
本實用新型的繼動器采用耐溫、耐油的聚脂材料制作膜片，大大提高了工作介質適用的范圍和溫度范圍。
進一步，考慮到適應長期現場測量的可靠運行，本實用新型的繼動器對所用氣源增設了迷宮式空氣過濾器，這也使輸出的信號能充分滿足其它配套儀表的匹配要求。
基于上述措施，本實用新型的液壓繼動器大大提高了液——氣信號的轉換精度和轉換靈敏度。它可把液壓轉變為0～0.1兆帕的風壓，與現有技術的11液壓繼動器相比其精度可達0.05％，對輸入信號的轉換靈敏度可達到10帕。
本實用新型的繼動器可使用空氣、油、水等氣體或液體為工作介質，使用溫度可達100℃。由于采用微孔節流板，輸出信號流量較小，傳送時間比普通11繼動器大大加長，每100米的傳送時間由3秒可加長到9秒，適合于信號遠傳。
以下結合附圖通過實例詳細說明本實用新型的具體實施方式
。其中圖1是現有技術11繼動器結構剖面圖；圖2是現有技術11繼動器的俯視圖；圖3是本實用新型單膜液壓繼動器結構剖面圖；圖4是本實用新型單膜液壓繼動器的俯視圖；對照圖3，出示本實用新型單膜液壓繼動器結構剖面圖。它由上環室14、下環室10、上蓋15及過濾器18疊合而成；呈圓形外廓。上述部件以螺栓7、螺帽8緊固成一體，并在整體下部均勻地固定連接著三個支腿6(可參見圖4)。環室外圓尺寸為φ120毫米。所述上、下環室由六個內六角螺栓9固定連接成一體。上、下環體之間由聚脂膜片12分隔成A、B兩個受壓室；受壓室的幾何尺寸相同。
A、B受壓室中分別有上硬芯13和下硬芯11，兩硬芯用螺母4把膜片12夾緊在中間與膜片12的上、下表面相連。截面為T型的上硬芯13的凸臺部分套入下硬芯11的中心孔內，上硬芯13凸臺部分的中心孔內裝有擋板1，該擋板可在上硬芯13的中心孔內相對于上硬芯13滑動。上硬芯13的凸臺部分與擋板形成的內腔中裝有彈簧2，并由絲堵3封閉該腔。
上環室14的中心處有噴咀5，噴咀恰在擋板上方，噴咀氣孔孔徑為1毫米，其一端開口與受壓室B相通，另一端開口經放空通道與大氣相通。
迷宮式空氣過濾器18中布置有進氣通道、輸出通道和放空通道。進氣通道中部依次裝有過濾片24和微孔節流板16，板上有一個孔徑為0.3毫米的節流孔。壓縮空氣沿進氣通道經過濾片24過濾，可保證氣源的純凈，再經微孔節流板16，可精確地調節和控制進入受壓室B的氣流流量，以靈敏地響應受壓室A中輸入液壓信號的變化，有效地保證了輸出信號與輸入信號的精確等值性。
過濾器18上部設有“O”形圈19、壓環20和短絲21，用以密封進氣通道和輸出通道。
上環室14和下環室10組成圓形盲法蘭式結構，其大小決定了膜片12的有效面積。適當增大膜片有效面積，有助于提高本繼動器的靈敏度和精度。綜合考慮繼動器的總體尺寸、膜片強度等因素，選擇二環室內徑為80毫米，可獲滿意效果。
膜片12采用耐溫、耐油的聚脂薄膜材料制成，厚度可為0.07mm。使用時，由于受壓室A是液壓的作用，推動膜片12、上硬芯13、下硬芯11及擋板1向上移動，使擋板1與噴咀5之間的間隙變小。壓縮空氣流進入進氣通道，經過濾、節流而進入受壓室B。隨著B室氣壓的逐漸增高，最終形成向下的推力，直至與受壓室A的向上推力相等，擋板停止移動，達到平衡狀態。進入B室的多余空氣經打開的噴咀泄入大氣。由于膜片12上下表面的有效面積差異甚微，加之膜片面積較大，本液位繼動器B室的壓力總保持在與A室液壓精確相等的狀態。
遇有A室液壓變化(對應于容器液位變化)，就會因膜片12、上下硬芯13和11帶動擋板1上下移動，改變擋板與噴咀間的間隙，調整排氣量，從而調整B室壓力響應A室壓力的變化，重新達到兩室壓力平衡，使輸出信號繼續等值于變化了的輸入信號。
考慮到運行中擋板1和噴咀5之間可能出現的碰擊以及可能發生的停風等原因，這些都將造成膜片12受力不平衡。特別是，一旦發生停風，膜片12僅受下面液壓單向向上的壓力，就會導致膜片上移，所有的不平衡力勢將通過擋板1作用于噴咀5上，從而損壞噴咀5及擋板1的工作面。為此，在擋板1與噴咀相對的另一面設有彈簧2，用以緩沖擋板1與噴咀5的沖擊力，即在擋板1與噴咀5接觸后，因此彈簧的作用使得擋板1只能相對于上硬芯13的中心孔滑動，保護擋板1和噴咀5均不致受損。
本液壓繼動器作為液位靜壓測量的元件，實現了氣信號與被測液體不直接接觸，輸出的信號是氣源連續供氣下的輸出。
權利要求1.一種單膜液壓繼動器，由上環室、下環室和膜片組成，所述膜片將兩個環室分隔成受壓室A和B，其中受壓室A接收液壓信號，受壓室B接收氣壓信號，其特征在于-上環室上面有上蓋，與兩個環室用螺栓、螺帽緊固成一體，上環室外部與上蓋之間裝有空氣過濾器，過濾器中布置有進氣通道、輸出通道和放空通道；-空氣過濾器的進氣通道上設有微孔節流板；-在受壓室A和B中，膜片的兩個表面上分別裝有下硬芯和上硬芯，上硬芯的中央凸臺套在下硬芯的中央孔內；-上硬芯中央凸臺的中央孔內套有擋板，擋板上方固定有噴咀，噴咀一端與受壓室B相通，另一端與大氣相通；-下環室下方有支腿。
2.根據權利要求1所述的繼動器，其特征在于所述噴咀中噴口的孔徑為1毫米。
3.根據權利要求1所述的繼動器，其特征在于所述節流板上有多個直徑為0.3毫米的節流流孔。
4.根據權利要求1所述的繼動器，其特征在于上、下環室的內徑均為80毫米。
5.根據權利要求1所述的繼動器，其特征在于上、下環室的內徑均為80毫米。
6.根據權利要求1所述的繼動器，其特征在于所述上硬芯中央凸臺的中心孔內與擋板形成的內腔中裝有彈簧，并由絲堵封閉該腔。
7.根據權利要求1所述的繼動器，其特征在于兩個環室的外圓尺寸為φ120毫米。
8.根據權利要求1所述的繼動器，其特征在于所述空氣過濾器的進氣通道上設有過濾片。
專利摘要單膜液壓繼動器可將液壓信號等值地轉換成氣壓信號，用于容器中的液位測量。由上、下環室，上蓋和支腿緊固成一體。聚脂材料制成的膜片將兩個環室分隔成上、下受壓室，膜片兩表面分別裝有上、下硬芯，上硬芯中央孔內套有擋板，擋板上方與噴嘴相對。上環室外部與上蓋間有空氣過濾器，其中的進氣通道上裝有微孔節流板和過濾片。本實用新型的繼動器轉換精度達0.05％，靈敏度達10帕，可直接接觸100℃的油品，信號傳送時間長，適于現場使用。
文檔編號G01F23/14GK2199528SQ9322242
公開日1995年5月31日 申請日期1993年9月1日 優先權日1993年9月1日
發明者顧天驃 申請人:中國石化蘭州煉油化工總廠
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
