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摘 要 ：为了进行自救器氧压表的校验，本文设计了一种用于氧压表校准的加压预压泵，进行了泵的结构设计，确定了主要零 部件结构尺寸、连接方式的选择，各个部位的材料选择等，并建立了预压泵的三维模型，应用FLUIDSIM 软件进行了液压原理的 校验， 验证了本系统设计的正确性。
关键词 ：压力表 ；校准 ；预压泵 ；建模
1 概述
自救器是入井人员在井下发生火灾、粉尘爆炸、易燃气体突 出时防止有害气体中毒或缺氧窒息的一种随身携带的呼吸保护 器具。自救器是一种体积小、重量轻、便于携带的防护个人呼吸 器官的装备。其中压力表检测自救器中氧气含量。如若压力表 发生故障， 示数不准确， 矿难发生时， 有可能造成矿工因为缺氧、 中毒而亡。因而， 自救器中的氧压表需要定期校验 [1-4]。
压力表的种类非常多，压力表是最为主要的计量器具，压力 表是设备的眼睛， 能够全面反映设备的运行情况， 能够保护人们 的生命安全，对压力表的检测至关重要，只有全面保证精准度， 才能有效保护生产安全。压力表的计量检定工作需要使用统一 的压力计量器， 由于压力表自身有着较高的精度要求， 故在使用 前必须通过计量检定的方式来判断压力表的运行状态。氧压力 表是指用来测定氧气压力的一种特殊压力表。由于其在生产零 部件到组装校验中不能接触任何油脂类产品，为了方便快捷的 进行氧压表校验，本文设计一种用于氧压表检定的校准装置本 文设计一种采用水作为介质的压力表校准检测装置的预压泵， 实现校准过程中的快速增压， 方便操作。
2 氧压表校准装置总体方案设计
2.1 介质选取
本次设计的装置主要是校验矿山自救器的氧压表，由于其 在生产零部件到组装校验中不能接触任何油脂类产品，因而本 检测校验装置采用淡水作为工作介质。
2.2 控制方式选择
自动化控制的显著特点就是可在没有人的协助的情况下， 自动完成工作 ；工作的效率很高，整个工作流程对数值的控制 更加准确稳定， 减少人的工作量， 但是自动化仍然不能代替人工 测量，在很多复杂的环境下还是需要人脑来进行判断 ；装置的 技术性要求较高，一旦出现问题，维修较为复杂，而且系统对于 环境有较高要求， 环境不适合会干扰测试的结果。手动控制可以 根据所处的环境来自行判断调节范围，在使用时经常遇到各种 不一样的问题，对于自动化的控制就需要再度调整参数和测试 程序， 手动对这缺点有很好的应对能力。
通过分析比较，本文选用手动控制方式，使得设计装置的周期大大缩减， 操作检测校核装置的方法也简便， 对于环境的影响 有很好的抵抗能力。
2.3 控制原理
本文所设计的氧压表检测校验装置的工作原理如图 1所示。 氧压表检测校验通过增加泵和微调泵进行加压控制。加压时通 过抬起手柄把柱塞向上提起，使泵体内部形成真空，进水阀开 启，水流进泵内，向下按压手柄时进水阀关闭，出水阀被顶开， 水由于被压缩内部有一定压力， 被压入被测仪表， 反复的打压手 柄，达到额定的测试压力值， 与之构成液压总的回路的元件有预 压截止阀 (顺时针关闭开口逆时针打开开口）、回液截止阀 (顺时 针关闭开口逆时针打开开口）、过滤器、储液杯、增压微调泵 (顺 时针增加压力逆时针旋转减小压力）、快速接头。
3 增压泵设计
增压泵主要由手柄组件、活塞组件，泵体组件、密封圈、控 制阀组成。加压时通过抬起手柄把柱塞向上提起， 使泵体内部形 成真空， 进水阀开启， 水流进泵内， 向下按压手柄时进水阀关闭， 出水阀被顶开，水由于被压缩内部有一定压力，被压入被测仪 表，反复的打压手柄， 达到额定的测试压力值。
3.1 增压泵的工作容积
本次设计的装置为便携式的因此装置的整体体积不宜过大， 要考虑到移动的方便性，装置的体积为 460×365×200，预压泵 的工作容积设计为 50 ㎜ ×20 ㎜，即泵的内径为，泵的工作行程 为 [9-11]。
3.2 增压泵缸筒设计
缸筒在选择材料时要考虑其材料本身的抗疲劳的强度及抵 抗冲击的韧性，对于焊接缸筒的还要具备良好的焊接性能缸筒 的毛坯使用退火或者热扎无缝钢管，本次水压泵的缸筒材料选 择27
，水压泵的缸筒的最小厚度为 6.4mm，为了避免这些现象最终选取的壁厚 ：δ=7mm，缸底的厚度 9mm。
3.3 连接方式
预压泵与基座的连接方式采用螺栓连接，方便拆装。吸液排 液口采圆锥管螺纹， 因为圆锥管螺纹适用于高压管路， 变载荷的工作环境。
3.4 预压泵建模
本次建模应用的时 SOILDWORKS，如图2 所示为本次设计的增压泵模型。
4 其他元件的选型
4.1 截止阀
依据增压泵计算的管道内径mm， 在选择时要考虑到 阀口的直径要大于或者等 4mm，根据现有的截止阀尺寸，阀瓣 的直径选用 4mm 的，与管道之间的连接为螺纹连接，螺纹外径 为 9.7mm， 材料为 304不锈钢， 截止阀的与管道通过螺纹连接。
4.2 过滤器
在液压的工作系统中 75% 以上机械的故障都是由于液压油 的污染引起的， 受到污染的液压油使机器的磨损增加， 液压阀的 阀芯出现卡死，工作间隙和小孔被堵住，这时接入过滤器后，可以将工作介质中的污染物滤掉， 是机器的损坏减少。过滤器选用中要保证足够的过滤污染物的能力，依据工作要求选择合适的过滤精度， 过滤器材料的机械强度要足够， 防止因工作时的压力 导致元器件被破坏而失效， 滤芯要具有良好的耐蚀性， 可以在指 定的温度范围内正常的连续工作。
依据增压泵的流量为，选取安装在预压泵的吸油 回路的过滤器的流量选取约为，并联一个单向阀以 防止过滤器堵塞影响系统运行。
4.3 管路
选用的管路首要考虑的是降低流动造成的压力损失，管道 中的流体大多是层流，压力损失和管道中的液体介质的流速是 正比， 所以通常依据工作介质的流速选择。高压回路的流速一班为。吸油回路中，为了防止泵吸入及气穴要降低流速， 一般流速在 。
5 氧压表检测校验装置
如图 3 所示为本文的氧压表检测校验装置，主要由微调泵、 增压泵实现压力控制，两个截止阀，一个储液杯，过滤器和单向 阀构成。增压泵和微调泵配合控制系统压力， 增压泵实现预压压 力的加载， 微调泵实现微小压力的调节。截止阀控制截止的流入 与排出， 储液杯存储工作截止， 过滤器对进入系统的淡水进行过 滤。基座支撑整个装置，长度为 465mm，宽度为 350mm。为了工 作安全和便捷考虑， 在支撑杆底部增加防滑塑胶垫。
6 结论
为了进行自救器氧压表的校验，本文设计了一种用于氧压 表校准的氧压表检测校准装置。由于氧压表的特殊性， 该装置以 淡水作为介质，采用手动控制方式，主要由增压泵、微调泵、单 向阀、过滤器、储液杯等构成。该校准检测装置实现了氧压表检 测校准装置的精准检定。
参考文献
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