向小木

（重慶耐德工業(yè)股份有限公司，重慶 404100）

一.國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品水平與發(fā)展趨勢(shì)

活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管，它具有極高的精度、體積小、技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)，是世界上業(yè)界公認(rèn)的流量?jī)x表量值傳遞的基準(zhǔn)量器?；钊綐?biāo)準(zhǔn)體積管是上世紀(jì)八十年代初期，繼球式標(biāo)準(zhǔn)體積管之后出現(xiàn)的一種技術(shù)更為先進(jìn)的微型標(biāo)準(zhǔn)體積管。其最大的技術(shù)特征就是兩者的外形體積之比，后者大約只有前者的十幾分之一的大小。從表面上看只是體積大小之分，而實(shí)質(zhì)上是技術(shù)結(jié)構(gòu)上有了重大的突破，使投資和使用成本顯著下降，才使流體計(jì)量?jī)x表特別是石油成品油在商貿(mào)交易過(guò)程中所用的流量計(jì)的在線檢測(cè)和在線檢測(cè)的普及成為了可能。

我公司是專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)流量?jī)x表的專(zhuān)業(yè)廠家，于1985年率先引進(jìn)了美國(guó)沃夫公司的活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管，后來(lái)又引進(jìn)了美國(guó)丹尼爾布魯克斯的活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管，用來(lái)作為公司內(nèi)流量?jī)x表制造過(guò)程中校驗(yàn)的基準(zhǔn)量器。這其中，還為中石油中石化將引進(jìn)的美國(guó)活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管改裝成車(chē)載的可移動(dòng)的流量標(biāo)定裝置。又為空軍的油料管理系統(tǒng)的量值監(jiān)測(cè)，采用國(guó)產(chǎn)活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管設(shè)計(jì)研制了流量檢定車(chē)。

這幾十年中我公司的流量測(cè)量技術(shù)是伴隨著活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管的技術(shù)進(jìn)步而走過(guò)來(lái)的。從而在活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管的使用維護(hù)改進(jìn)等方面積累了大量豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管的技術(shù)發(fā)展具有充分的了解。在此基礎(chǔ)上我們才提出了活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管的新型活塞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和新的測(cè)量方式，用作開(kāi)發(fā)新一代的活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管。

二.產(chǎn)品功能分析

目前正在研制開(kāi)發(fā)的活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管中活塞與缸體密封仍為聚四氟唇形密封環(huán)，活塞的驅(qū)動(dòng)和復(fù)位采用了一種新型的機(jī)電一體化控制的機(jī)構(gòu)。它具有如下特點(diǎn)：

1.簡(jiǎn)單可靠的活塞返程機(jī)電控制機(jī)構(gòu)（刪除了復(fù)雜而高故障率的液壓氣動(dòng)機(jī)構(gòu)）。

2.上下行程排量相等。

3.標(biāo)定過(guò)程無(wú)需調(diào)整管線壓力。

4.以簡(jiǎn)單的活塞體軸心內(nèi)置單向閥替代傳統(tǒng)復(fù)雜的外置三通閥。

5.無(wú)間隙的活塞專(zhuān)用密封零件（全特氟?。┚鬯姆蚁┐叫蚊芊猸h(huán)，無(wú)合成橡膠，因此特別耐油、耐磨，使標(biāo)定更精確。

6.失效自動(dòng)開(kāi)通卸荷保護(hù)，避免液流慣性沖擊（水擊）。

7.聚四氟乙烯密封圈的低摩擦系數(shù)和缸壁的精細(xì)光潔，使量程比極大提高。

8.標(biāo)定過(guò)程壓差極小，低于0.01 MPa 。

9.具有獨(dú)特的封閉內(nèi)循環(huán)式測(cè)試功能，只用少量的實(shí)際被測(cè)液體就可完成流量計(jì)的標(biāo)定。

10.整個(gè)活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管檢定系統(tǒng)的體積更超小型化，更易實(shí)現(xiàn)車(chē)載化。

三.采用新原理，新技術(shù)，新結(jié)構(gòu)，新材料，新工藝的論述

圖1 新結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體積管

新型活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管中采用滾珠絲桿副做活塞復(fù)位的牽引機(jī)構(gòu)，用機(jī)電控制技術(shù)控制伺服電機(jī)經(jīng)同步帶輪減速并使其實(shí)現(xiàn)往復(fù)傳動(dòng)。 機(jī)構(gòu)中活塞桿與滾珠絲桿副的螺母經(jīng)由一個(gè)特殊的專(zhuān)用軸向拉力離合器與活塞連接，它能夠在工作過(guò)程中輕松靈敏地開(kāi)合。當(dāng)處在復(fù)位上游端的碰頭觸動(dòng)拉力離合器，離合器的球形卡爪瞬間松開(kāi)活塞桿的端頭，活塞在完全自由的狀態(tài)下，跟隨流體同步地流向下游，完成體積管的標(biāo)定動(dòng)作。又在機(jī)電控制程序的指揮下，滾珠絲桿副驅(qū)使拉力離合器移向下游。到達(dá)下游后，離合器的球形卡爪被觸動(dòng)，立即牢牢地卡住活塞桿端頭，做好第二次（牽引復(fù)位）檢定工作的準(zhǔn)備。新研發(fā)的活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管仍保留了活塞行程光電發(fā)信，銦鋼尺檢測(cè)行程的結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)仍為計(jì)算機(jī)等設(shè)計(jì)。如圖1。

體積管采用機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)取代了液壓系統(tǒng)和氮?dú)鈮毫χ葡到y(tǒng)；用滾珠絲桿副取代了滾子鏈條機(jī)構(gòu)，因此，它不但能拉而且還能推。使活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管的結(jié)構(gòu)變得非常緊湊，整機(jī)的體積更小。

另外，利用滾珠絲桿副 “推”的功能，參照注射器的原理增加了一個(gè)管道回路，開(kāi)發(fā)出一個(gè)新的功能做到了不需要外循環(huán)管路由活塞主動(dòng)地推動(dòng)實(shí)際被測(cè)液體，進(jìn)行閉式循環(huán)完成對(duì)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定。這個(gè)過(guò)程中，流體流量的大小由控制系統(tǒng)控制滾珠絲桿副的運(yùn)動(dòng)速度即可實(shí)現(xiàn)。這個(gè)功能有以下優(yōu)點(diǎn)：1 體積管如果用作車(chē)載，工作中就不再需要下游段的油罐車(chē)。2 體積管如果安裝在固定場(chǎng)合，就可使用多品種的實(shí)際液體對(duì)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，而且還不需要泵送系統(tǒng)，使其投入和使用成本大幅度降低。

四.市場(chǎng)和用戶要求

體積管是校驗(yàn)流量計(jì)的基準(zhǔn)量器，就目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，政府的各級(jí)技術(shù)監(jiān)督部門(mén)和中石油、中石化的成品油銷(xiāo)售和管理部門(mén)都需要。但是，為甚么使用量卻不是太多？這主要是技術(shù)上被別人把住了高端，主要依賴(lài)進(jìn)口所以價(jià)格太昂貴限制了普及，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品技術(shù)上暫時(shí)還無(wú)突破，基本還是仿造而且質(zhì)量和性能還有待提高。所以，在此情況下，我們才提出了技術(shù)上有所突破和測(cè)量方式有所創(chuàng)新的并在安裝方式上，更像普通設(shè)備安裝更方便的新一代活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管，使其有低廉的價(jià)格和更方便的使用性能，相信一定能贏得市場(chǎng)。

圖2 新型體積管結(jié)構(gòu)

[1]馮長(zhǎng)印，邢星.壓緊活塞式?jīng)_擊氣缸[J].液壓與氣動(dòng)，1980（02）.