УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ РАСХОДОМЕРОВ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ Российский патент 1995 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам точной градуировки и поверки преобразователей расхода криогенных жидкостей.

Известно устройство для градуировки и поверки расходомеров (авт.св.N 553473, 1975), содержащее цилиндр и расположенный в нем поршень, разделяющий цилиндр на две полости, измерительный трубопровод, соединяющий полости цилиндра, расположенные по разные стороны поршня, а также привод, связанный с поршнем через шток. По скорости поршня определяют установившийся в измерительном трубопроводе расход жидкости и путем сравнения с ним производят градуировку расходомера.

Недостатком этого устройства является невозможность использования его в криогенной технике без потери точности воспроизведения расхода, так как при работе с криогенными жидкостями для предотвращения их вскипания приходится создавать в устройстве значительное давление, что увеличивает утечку жидкости из рабочего объема.

Наиболее близкой к предлагаемой является трубопоршневая установка (Оводов Г.И., Расковалкина Е.А. и др. Трубопоршневая установка для исследования динамических характеристик расходомеров. - Измерительная техника, 1985, N 7, c.32-33), которая включает в себя цилиндр и расположенный в нем поршень, разделяющий цилиндр на две полости, измерительный трубопровод с исследуемым расходомером, соединяющий полости цилиндра, расположенные по разные стороны поршня, а также привод поршня, представляющий собой шток, соединенный с винтовым механизмом, связанным через шкив и ременную передачу с электродвигателем. Установка имеет более высокую, в сравнении с известным устройством, точность воспроизведения расхода криогенных жидкостей.

Однако в ней предусмотрено консольное соединение ходового винта и штока поршня, что увеличивает габариты устройства, так как винт в процессе работы устройства должен быть всегда расположен выше сосуда с криогенной жидкостью.

Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства.

Для достижения цели в устройстве для градуировки и поверки расходомеров криогенных жидкостей, содержащем калиброванный трубопровод и уплотненный в нем поршень, разделяющий калиброванный трубопровод на две полости, соединенные испытательным участком, привод, подключенный к вытеснителю через передачу винт-гайка, и шток, последний выполнен в виде двух, установленных соосно один в другом, цилиндров, образующих герметичную камеру, ограниченную боковыми поверхностями цилиндров, основанием внутреннего цилиндра, кольцевой перегородкой, соединяющей оба цилиндра, и торцевой поверхностью поршня, причем камера отвакуумирована.

На чертеже приведена схема предложенного устройства.

Устройство содержит калиброванный трубопровод 1, в котором уплотнен поршень 2, разделяющий трубопровод 1 на две полости, соединенные испытательным участком 3 с установленным в нем исследуемым расходомером 4. Поршень 2 соединен передней винт-гайка, винт 5 которой размещен во внутреннем цилиндре 7 штока 8, с двигателем электропривода 9, содержащего задатчик 10 расхода. Устройство содержит средство 11 сравнения сигналов задатчика расхода 10 и исследуемого расходомеpа 4. Для уменьшения теплопритока через стенки трубопровода 1 испытательный участок 3 с расходомером 4 помещен в сосуд Дьюара 12, заполненный той же криогенной жидкостью.

Устройство работает следующим образом.

Задатчиком 10 расхода устанавливают соответствующую требуемому расходу скорость вращения электропривода 9. Вращательное движение привода 9 преобразуется в поступательное перемещение гайки 6 по винту 5. Одновременно происходит перемещение поршня 2, соединенного с гайкой 6 через шток 8, в калиброванном трубопроводе 1 и вытеснение рабочей жидкости через испытательный участок 3 с установленным в нем исследуемым расходомером 4. Сигналы от расходомера 4 и задатчика 10 расхода сравниваются при помощи средства 11 сравнения, и по их разности определяют погрешность исследуемого расходомера 4.

В предложенном устройстве шток выполнен в виде двух, установленных соосно один в другом, цилиндров, образующих герметичную камеру, вакуумированную для уменьшения теплопроводности и предотвращения воздействия низких температур на винт, постоянство шага которого, необходимое для обеспечения постоянного расхода рабочей жидкости через исследуемый расходомер, обеспечивается при нормальной температуре. Это позволяет размещать винт внутри штока, опускать его при работе устройства ниже уровня криогенной жидкости и, таким образом, уменьшать суммарную длину винта и штока до длины винта, т.е. уменьшать габариты (высоту) устройства в целом.

В устройстве, выбранном за прототип, ходовой винт и шток поршня соединены консольно, что увеличивает габариты устройства, так как винт обязательно должен быть вынесен за пределы сосуда с криогенной жидкостью. Кроме того, при консольном соединении винта и штока поршня наблюдается закручивание и перекосы штока и поршня, вызывающие неравномерный и быстрый износ уплотнений поршня, что приводит к увеличению протечек жидкости через уплотнения и уменьшению точности градуировки и поверки расходомеров. Соосное соединение винта и штока, выполненного (как принято) в виде металлического цилиндра, также приводит к увеличению габаритов устройства, так как для защиты винта от воздействия низких температур и обеспечения его нормальной работоспособности длина штока должна значительно превышать длину винта, чтобы при работе устройства винт не опускался в штоке ниже уровня криогенной жидкости.

Использование: при метрологическом обслуживании. Сущность изобретения: в термостате установлен калиброванный трубопровод с полым уплотненным поршнем, цилиндрический стакан установлен коаксиально стенкам полого поршня, образуя с ним вакуумируемую полость, кинематическая передача винт-гайка сопряжена с крышкой цилиндрического стакана. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ РАСХОДОМЕРОВ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ, содержащее термостат, калиброванный трубопровод, сообщенный магистралями с поверяемым расходомером, уплотненный поршень с уплотненным штоком, связанным кинематической передачей винт - гайка с приводом вращательного движения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства, в него введены цилиндрический стакан с герметичным днищем и кольцевая крышка, а уплотненный шток выполнен полым, при этом цилиндрический стакан коаксиально установлен внутри полого штока с зазором, гайка закреплена на цилиндрическом стакане, кольцевая крышка жестко и герметично соединена со штоком и цилиндрическим стаканом, а полость штока вакууммирована.