可变温液压油流量标准装置动力系统设计

　　引言

　　流量标准装置主要用于流量计性能的测试，复现流量量值，并最终溯源到国家的基本量基准。动力系统是液体装置的核心部件，其运行状态将直接影响装置的性能[1][2]。润滑油作为各液压系统动作传递介质在民用、航空、航天等相关工业设备中都有广泛应用，以航空液压油为介质的流量计数量非常之大，类型多种多样。不断建立各种特性的液压油流量标准已经成为趋势。

　　本文以我站所研制某液压油流量标准装置为基础，根据其特性及要求，设计其动力系统。此动力系统具有较好的可移植性，设计方法对以期对液体流量标准装置设计加工及使用具有一定的指导意义。

　　1 装置介绍

　　1.1 装置主要技术指标

　　（1）变温范围：（-20～80）℃；

　　（2）温控精度：±1℃；

　　（3）流量范围：（0.1～40）m3/h；

　　（4）不确定度（k=2）：0.05%。

　　1.2 装置基本原理

　　液体流量标准装置按原理主要分为，静态质量法、静态容积法、动态质量法、动态容积法、体积管等，无论哪种原理，性能良好的动力源，稳定的流场是他们共同的要求。本装置采用静态质量法原理，其原理框图如图1所示。装置主要由储油箱，油泵，稳压罐，被检表，换向器，衡器以及阀门管路等其它附件组成[1][2][3]。存储箱为系统供应油液和接收回流油液，油泵为系统介质流动提供动力，稳压罐起到稳压作用，溢流阀溢流稳压保护系统，换向器控制流体方向，衡器称量介质重量。

　　图1 装置原理图

　　2 动力系统设计

　　2.1 方案

　　在液体流量标准装置中，动力驱动系统主要作用是为装置提供稳定的动力，它是机械部分的主要组成部分。它将原动机（如电动机等）输入的机械能转换为压力能，驱动流体介质在整个装置内循环流动。

　　从设计指标看，本装置流量范围较大，且具有变温试验功能。依据其自身特点及静态质量法液体流量标准装置对动力系统的要求，本装置选用液体泵结合变频调速器稳作为装置动力系统。

　　2.2 泵的选择

　　实际应用中，泵的种类多种多样，按原理主要分为：容积式泵、叶轮式泵、喷射式泵等。液体流量标准装置对动力系统的主要要求是流量、压力稳定，额定流量可达装置设计要求。同时，本装置亦要求泵能够满足变温需要。

　　离心泵是叶轮式原理泵，依靠叶轮高速旋转时产生的离心力带动液体转动，并将其甩出，从而达到输送液体的目的。其主要特点有：流量范围大；流量和压力都比较稳，无波动；调节和维修容易，易于实现自动化和远距离操作，因此购置和修理费用都较低廉；离心泵在起动前需先灌泵或用真空泵将泵内空气抽出。液体粘度对泵的性能影响较大，当液体粘度增加时，泵的流量、扬程、吸程和效率都会显著地降低；离心泵在小流量高扬程的情况下应用受到一定的限制.因为小流量离心泵泵体流道很窄，制造困难，同时效率也很低[4][5]。