一种能够排尽活塞缸内残余气体的尾气收集装置的制作方法

本实用新型涉及一种尾气收集装置，尤其是涉及一种能够排尽活塞缸内残余气体的尾气收集装置。

背景技术：

目前，我国尚普遍采用以体积计量作为天然气贸易结算的依据，我国在包括天然气在内的燃气热值计量基标准方面还比较落后，现有燃气热值计量体系不能满足气体能源的快速发展。针对以上的现状，开始研制开发一套基于燃烧法的高准确度燃气热值测定装置，其中需要对尾气组分进行潜热的分析计算。

尾气收集装置在开始工作前需要排尽活塞缸内残余的气体，然而，目前市场上已研制的尾气收集装置都采用接近开关来判别活塞是否与活塞缸缸盖底部完全接触，即完全排尽活塞缸内残余气体，由于接近开关精度不高，很难精确判别是否已完全接触。

技术实现要素：

针对背景技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够排尽活塞缸内残余气体的尾气收集装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型中的伺服电机经减速机通过固定盖固定在底座的上端钢板上，所述的减速机通过联轴器与滚珠丝杆一端连接，所述的滚珠丝杆端部由轴承支撑，且轴承固定于底座的上端钢板；所述的滚珠丝杆另一端通过与活塞杆内部相连接，且与滚珠丝杆相配合的滚珠螺母固定与活塞杆法兰上；所述的活塞杆法兰通过螺钉与运动块相固定，所述的运动块与安装在底座上的直线导轨相固定；光栅尺的标尺光栅贴在所述的底座一侧，光栅尺的读数头通过固定板安装在所述的运动块一侧；与所述的活塞杆相配合的活塞缸一端固定于安装在支架上表面的支撑板，活塞缸另一端通过螺钉与缸盖连接，所述的支架下端装有蹄脚，所述的底座上端钢板与支撑板两侧通过圆管固定块来固定支撑杆；缸盖底部中心装有S型称重传感器， 缸盖底部一侧通过输入气管与第一电磁阀一端相连，第一电磁阀另一端通过输入气管与快速接头的一端相连，所述的快速接头的另一端通过与燃烧室的输出气管相连接；缸盖底部另一侧通过输出气管与第二电磁阀一端相连，第二电磁阀的另一端与快速接头的一端连接，所述的快速接头的另一端通过与取样器的输入气管相连接。

进一步说，所述的活塞缸与活塞杆采用不锈钢材质。

进一步说，所述的运动块与底座采用的是45号钢材质。

进一步说，所述的活塞缸外壁上设有支撑环，且所述的支撑环通过螺钉固定在安装于支架中的承重板上。

进一步说，所述的支架一侧通过装有电箱，所述的电箱内设有数据采集卡。

进一步说，所述的底座的上端钢板设有接近开关。

进一步说，所述的缸盖底部设有压力传感器与温度传感器。

与背景技术相比，本实用新型的有益效果是：

1. 本实用新型是一套比较智能的自动控制收集尾气装置，能够测量出尾气收集的体积。

2. 装置通过安装在缸盖底部的S型称重传感器来感应活塞是否已经与缸盖完全接触，便于排尽活塞缸内工作腔中的气体，有利于提高尾气成分分析精度。

3. 整个装置以活塞缸体积为计量标准，利用光栅尺将活塞位移反馈给控制系统，实现一个闭环测量系统。同时安装了压力传感器和温度传感器可对系统进行温度压力补偿，大大提高了装置的体积测量精度。

4.活塞的外壁设有支撑环，有利于装置的平稳运行，从而提高装置的体积测量精度。

附图说明

图1是本实用新型的结构主视图；

图2是本实用新型的结构立体图；

图中：1、伺服电机；2、接近开关；3、滚珠丝杆；4、支撑杆；5、固定板；6、固定块；7、活塞缸；8、电箱；9、支架；10、温度传感器；11、第一电磁阀；12、输入气管；13、快速接头；14、蹄脚；15、S型称重传感器；16、输出气管；17、第二电磁阀；18、压力传感器；19、缸盖；20、承重板；21、支撑环；22、支撑板；23、活塞杆；24、运动块；25、滚珠螺母；26、底座；27、固定盖；28、减速机；29、直线导轨；30、光栅尺。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型中的伺服电机1经减速机28通过固定盖27固定在底座26的上端钢板上，所述的减速机28通过联轴器与滚珠丝杆3一端连接，所述的滚珠丝杆3端部由轴承支撑，且轴承固定于底座26的上端钢板；所述的滚珠丝杆3另一端通过与活塞杆23内部相连接，且与滚珠丝杆3相配合的滚珠螺母25固定与活塞杆23法兰上；所述的活塞杆23法兰通过螺钉与运动块24相固定，所述的运动块24与安装在底座26上的直线导轨29相固定；光栅尺30的标尺光栅贴在所述的底座26一侧，光栅尺30的读数头通过固定板5安装在所述的运动块24一侧；与所述的活塞杆23相配合的活塞缸7一端固定于安装在支架9上表面的支撑板22，活塞缸7另一端通过螺钉与缸盖19连接，所述的支架9下端装有蹄脚14，所述的底座26上端钢板与支撑板22两侧通过圆管固定块6来固定支撑杆4；缸盖19底部中心装有S型称重传感器15， 缸盖19底部一侧通过输入气管12与第一电磁阀11一端相连，第一电磁阀11另一端通过输入气管12与快速接头13的一端相连，所述的快速接头13的另一端通过与燃烧室的输出气管相连接；缸盖19底部另一侧通过输出气管16与第二电磁阀17一端相连，第二电磁阀17的另一端与快速接头13的一端连接，所述的快速接头13的另一端通过与取样器的输入气管相连接。

所述的活塞缸7与活塞杆23采用不锈钢材质，具有防腐蚀性，且能保证在长时间的运行状况下，活塞缸7内壁不易被损坏，且所述的运动块24与底座26采用的是45号钢材质，其能够节约成本的同时，防止在运行中运动块24与底座26因受力而发生较大的形变，从而保证了装置的体积测量精度。

所述的活塞缸7外壁上设有支撑环21，且所述的支撑环21通过螺钉固定在安装于支架9中的承重板20上，实现了活塞杆能够平稳地上下移动的效果。

所述的支架9一侧通过装有电箱8，所述的电箱8内设有数据采集卡。控制系统由下位机与上位机组成，下位机为数据采集卡，下位机根据上位机的指令控制伺服电机1的启动、速度和行程，并实现对温度传感器10、压力传感器18、S型称重传感器15以及光栅尺30的信号的实时采集，并上传至上位机；上位机由个人计算机构成，上位机实时记录电机转速、活塞位置、温度、压力等参数，并且能通过控制参数的设定来调整伺服电机的状态。

所述的底座26的上端钢板设有接近开关2，其电缆与下位机连接，控制伺服电机1以防止运动块24超过本装置的行程范围。

所述的缸盖底部设有压力传感器18与温度传感器10，其电缆与下位机连接，根据活塞缸7的热膨胀系数和弹性系数将温度与压力引起的形变误差进行修正，通过这种方法对装置进行温度与压力补偿。

本实用新型的工作过程如下：燃烧室中的输出气管与装置的输入气管12中的快速接头13相接，装置的输出气管16中的快速接头13与取样器的输入气管相接；当开始燃烧时，即开始收集，燃烧室将点火信号传递到数据采集卡，数据采集卡反馈信息给伺服电机1，使伺服电机1反转，缓慢带动活塞杆23向上移动，尾气进入装置中的活塞缸7内，同时控制与装置中的输入气管12相连的第一电磁阀11打开，并使与装置中的输出气管16相连的第二电磁阀17关闭；当燃烧结束后，即收集已完成，燃烧室将熄火信号传递到数据采集卡，数据采集卡反馈信息给伺服电机1，使伺服电机1停止转动，且关闭与装置中的输入气管12相连的第一电磁阀11，光栅尺30将活塞运动的位移反馈给上位机，且上位机记录收集结束后的活塞缸7工作腔内的温度与压力值，并根据活塞缸7的有效内径与活塞移动的距离可以计算出收集到的尾气的体积。当需要取样时，上位机控制与装置中的输出气管16相连的第二电磁阀17打开，并控制伺服电机1正转，缓慢带动活塞杆23向下移动，使尾气从装置的活塞缸7中流到取样器中；取样结束后，上位机控制伺服电机1停止转动，且关闭与装置中的输出气管16相连的第二电磁阀17；当需要重复取样时，可根据上述取样操作再次进行。当需要排尽装置内的残余尾气时，打开与装置中的输出气管16相连的第二电磁阀17，控制伺服电机1正转，缓慢带动活塞杆23向下移动，安装在活塞缸7缸盖底部的S型称重传感器15感应到压力逐渐增大时，即活塞与缸盖19完全接触时，则立即传递信号至数据采集卡，由数据采集卡反馈给伺服电机1，使其停止转动。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。