[發明專利]一種用于液體流量校驗的容器動態稱量裝置

有效

• 申請號: 201410388033.8
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN104154982A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 周磊;朱子環;陳鋒;葉斌;張溪;田源;馬鑫;敖春芳;郝云擇
• 申請（專利權）人: 北京航天試驗技術研究所
• 主分類號: G01G21/02
• 分類號: G01G21/02;G01G21/26;G01F11/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;郭德忠

技術領域

發明涉及對液體火箭發動機推進劑流量測量，具體涉及一種用于液體流量校驗的容器動態稱量裝置，屬于計量測試技術領域。

背景技術

宇航出版社1991年9月出版的郭霄峰編著的《液體火箭發動機試驗》一書中第172頁－第175頁，公開了一種用于液體火箭發動機推進劑流量測量的動態稱量法，并給出了應用舉例。這種方法和裝置能直接提供質量流量，精度也比較高，既能用于在高粘度、易揮發、有毒有腐蝕性的推進劑流量測量中，也能用在低溫推進劑的流量測量中。該方法中，貯箱內的推進劑不斷流出，測力傳感器感受的質量不斷減小，在特定時刻將砝碼加在貯箱下部的砝碼座上，補償流出液體質量，測力傳感器兩次讀數相等時，則有在這段時間內，貯箱中流出的推進劑質量正好等于標準砝碼的質量和在此時間內對貯箱補充增壓的氣體質量之和。

但該方法引入了對貯箱補充增壓的氣體質量這項誤差，為了克服管路沿程阻力損失和局部阻力損失，該增壓壓力通常在0.8MPa－1.2MPa，需要監測增壓壓力和氣體流量來計算修正。同時，該方法采用氣缸實現砝碼加載動作，存在三方面問題：一是砝碼始終由氣缸支撐，對氣缸的安全性要求極高；二是受到尺寸約束的氣缸承載力有限，砝碼不可能做的較大，在大流量測量應用時受到限制；三是在流量測量需要多次加載砝碼動作時，目前只有最多三級氣缸實現分級動作，難以實現更多砝碼動作的組合，并且受到尺寸約束的多級氣缸承載力比單氣缸承載力更低。

因此，需要一種新型的動態稱量裝置來校驗質量流量，克服上述精度、安全性和功能性問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種用于液體流量校驗的容器動態稱量裝置，能夠實現高精度容器動態稱量，且在一次工作中進行多次不同工況的流量測量。

一種用于液體流量校驗的容器動態稱量裝置，包括回收容器、砝碼、調整塊、托架、直線作動器、階梯滑塊、滑輪、立桿、錐塊、力傳感器、吊桿、傳力板和支撐框架；

所述支撐框架在高度方向上設有兩根水平橫梁，上述兩根水平橫梁分別位于支撐框架的頂端和中段位置；

所述砝碼上加工有錐形中心孔，砝碼的重量和個數根據流量校驗工況選定；

所述立桿的外圓周面上同軸活動連接有兩個滑輪；

所述調整塊和階梯滑塊的下表面為平面，其上表面為階梯面，每個階梯高度差相等；階梯滑塊沿其長度方向開槽形成叉形結構，槽貫穿階梯滑塊的上下表面，槽的開口端位于第一級臺階的端面，槽的寬度大于立桿的外徑；所述調整塊上的階梯數量與砝碼的數量相等

所述錐塊加工有與立桿連接的中心孔，外錐面與砝碼的錐形中心孔相配合；

其整體連接關系為：吊桿的一端與傳力板固定連接，另一端連接回收容器，外部的進液管的水平管段固定連接在框架上，進液管的末端位于回收容器內部并保持與其無接觸；力傳感器位于傳力板和支撐框架頂端的水平橫梁之間；立桿垂直穿過支撐框架的兩根水平橫梁，立桿的上下兩端通過滾動直線軸承實現徑向約束，且保持豎直方向自由狀態；階梯滑塊位于支撐框架中段的水平橫梁的上表面，其槽水平讓開立桿，立桿上的兩個滑輪由叉形結構的第一級臺階面支撐，即立桿的豎直方向的自由度由階梯滑塊的水平臺階面實現限位，階梯滑塊的后端設置有直線作動器；吊桿上固定連接有一組以上的托架，調整塊置于托架的上表面，砝碼的錐形中心孔穿過立桿后自由置于調整塊的階梯面上，立桿上固定連接的錐塊位于砝碼的下方并與錐形中心孔相對應；回收容器和砝碼的重量作用在吊桿上，并由傳力板傳遞給力傳感器；

進一步的，所述階梯滑塊的階梯數量等于砝碼的數量+1，第一個階梯為初始位置。

進一步的，所述階梯滑塊的階梯之間采用斜坡和圓角過渡，確保立桿上下移動的平穩。

進一步的，所述直線作動器是直線電機或電機配絲杠的方式實現，可以選擇不同功率的作動器，實現多種重量砝碼的動作。

進一步的，滑輪也可以用滾動軸承代替，該滑輪可以在階梯滑塊上滾動，隨著階梯滑塊的水平移動，滑輪帶動立桿做上下移動；

稱量過程和原理：由于稱量對象為回收容器，流入回收容器的液體自然下落，從豎管的底部流入到回收容器中，因此稱量重量不受增壓氣體質量影響。