УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ И ГРАДУИРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ РАСХОДА Российский патент 1995 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано в качестве исходного измерительного средства для поверки и градуировки преобразователей расхода.

Известен стенд для поверки и градуировки преобразователей расхода (авт. св. СССР N 761841, кл. G 01 F 25/00, 1978), содержащий турбопоршневое устройство и передачу винт-гайка, соединяющую поршень с приводом, управляемым от задатчика частоты, при этом оба конца винта размещены в опорах торцов калиброванной трубы, а в калиброванной трубе параллельно ее оси расположены направляющие, проходящие через отверстия, выполненные в поршне, калиброванная труба установлена на подшипниках в емкости с жидкостью и связана с дополнительным приводом, управляемым дополнительным блоком управления с задатчиком частоты.

Наличие двух двигателей с изменяющимся направлением вращения валов и изменяющимся соотношением частот вращения позволяет путем сложения и вычитания прилагаемых к винтовой паре моментов значительно расширить диапазон генерируемых расходов, однако наличие в конструкции направляющих, являющихся промежуточным кинематическим звеном, вызывает протечки градуировочной среды через поршень, что ограничивает точность воспроизведения расходов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для поверки и градуировки расходомеров, содержащее калиброванный трубопровод, вытеснитель, соединенный через размещенную в торце трубопровода винтовую передачу с электроприводом, испытательный участок с поверяемым преобразователем расхода, сообщающий полости по обе стороны вытеснителя, а также дополнительный электропривод и узел дифференциальной передачи, причем оба электропривода связаны с валом винтовой передачи через указанный узел дифференциальной передачи.

Варьируя изменением соотношения частот входящими в состав электроприводов задатчиками частоты и различными направлениями вращения валов электродвигателей относительно друг друга, осуществляют в широком диапазоне сложение и вычитание скоростей вращения валов электродвигателей и соответственно генерирование расхода.

Недостатком устройства является ограничение точности поверки и градуировки преобразователей расхода, особенно в нижней части диапазона, когда кинематическая погрешность в узле дифференциальной передачи становится соизмеримой с углом поворота выходного вала.

Целью изобретения является повышение точности поверки и градуировки преобразователей расхода.

Цель достигается тем, что устройство для поверки и градуировки преобразователей расхода, содержащее калиброванный трубопровод, вытеснитель, соединенный через размещенную в торце трубопровода винтовую передачу с электроприводом, испытательный участок с поверяемым преобразователем расхода, сообщающий полости по обе стороны вытеснителя, а также дополнительный электропривод, снабжено дополнительным вытеснителем, соединенным дополнительной винтовой передачей, размещенной в другом торце трубопровода с указанным дополнительным электроприводом, а преобразователь расхода сообщен с полостью калиброванного трубопровода, ограниченной вытеснителями.

Предлагаемое устройство для поверки и градуировки преобразователей расхода отличается от прототипа тем, что оно снабжено дополнительным вытеснителем, соединенным дополнительной винтовой передачей, размещенной в опоре другого торца трубопровода с дополнительным электроприводом, а преобразователь расхода сообщен с полостью калиброванного трубопровода, ограниченной вытеснителями. Следовательно, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Наличие указанных новых частей, их взаимосвязь и связь с другими (известными) частями устройства позволили ему проявить новые свойства, а именно повышение точности задания расходов за счет исключения узла дифференциальной передачи с сохранением его функции, которую взяла на себя указанная совокупность новых и известных частей устройства. Это позволяет считать, что предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "существенные отличия".

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит калиброванный трубопровод 1 с помещенными в нем поршнями 2 и 3, жестко соединенными с выведенными через торцы трубопровода 1 пустотелыми уплотнительными штоками 4 и 5, в которые жестко встроены гайки 6 и 7. Через последние в штоки 4 и 5 введены винты 8 и 9, соединенные с электроприводами 10 и 11, управляемыми задатчиками 12 и 13 расхода. Штоки 4 и 5 с гайками 6 и 7 являются не только промежуточными кинематическими звеньями (толкателями) поршней 2 и 3, но и опорноцентрирующими узлами для винтов 8 и 9. Испытательный участок 14 с поверяемым преобразователем 15 расхода сообщен с трубопроводом 1, с его полостью, примыкающей к одному из торцов, и с межпоршневой полостью. Приторцовые полости трубопровода 1 сообщены трубопроводом 16, при этом одна из них сообщена с емкостью 17.

Устройство содержит схему сравнения задаваемого и фактического расхода, в которой предусмотрены соединенные с электроприводами 10 и 11 тахогенераторы 18 и 19, подключенные к входам сравнивающего устройства 20, к другому входу которого подключен поверяемый преобразователь 15 расхода.

Работа устройства состоит в следующем. Задатчиками 12 и 13 расхода устанавливают соответствующие задаваемому расходу скорости вращения выходных валов электроприводов 10 и 11, которые вращают винты 8 и 9, перемещая по ним гайки 6 и 7, пустотелые штоки 4 и 5 и поршни 2 и 3 в калиброванном трубопроводе 1. Перемещаясь, например, навстречу один другому, поршни 2 и 3 вытесняют градуировочную среду, например жидкость, из калиброванного трубопровода 1 по трубопроводу 14, каналу преобразователя 15 расхода и вновь поступают в одну из запоршневых полостей калиброванного трубопровода 1, а через трубопровод 16 - в другую его запоршневую полость и емкость 17.

На вход сравнивающего устройства 20 схемы сравнения поступают сигналы с поверяемого преобразователя 15 расхода, а на другие его входы поступают сигналы с тахогенераторов 18 и 19. По результатам сравнения числа этих сигналов определяют погрешность испытуемого преобразователя 15 расхода.

При встречном движении поршней на испытательном участке 14 воспроизводится суммарный расход, при этом
Q₁₅ = 2 S_п ˙ V_п,
где Q₁₅ - величина установившегося расхода через преобразователь 15 расхода;
S_п - площадь каждого из поршней 2 и 3;
V_п - скорость перемещения поршней 2 и 3.

Таким образом, при встречном движении поршней 2 и 3 расход через поверяемый преобразователь 15 расхода равен произведению удвоенной площади одного из поршней на скорость их перемещения.

При смене направления движения поршней на противоположное направление потока в канале преобразователя 15 расхода меняется также на противоположное. Если преобразователи расхода применимы только для однонаправленного потока, в этом случае могут быть использованы байпасные линии или известные устройства преобразования двунаправленного потока в однонаправленный (на чертеже не показаны). Меняя скорость и направление вращения валов одного электропривода относительно другого, можно осуществлять в широком диапазоне сложение и вычитание их скоростей и тем самым изменять скорости перемещения поршней в калиброванном трубопроводе 1. Это позволяет достичь широкого диапазона задания нормированных расходов.

В предложенном устройстве исключены узел дифференциальной передачи и свойственная ему кинематическая погрешность. При этом сохранена выполнявшаяся узлом функция, которую в предлагаемом устройстве выполняет совокупность описанных двух вытеснительных систем, и обеспечивается повышение точности поверки и градуировки преобразователей расхода по расчетным данным на 30%.

Использование: изобретение относится к образцовым средствам измерений и предназначено для применения в средствах испытания преобразователей расхода жидкостей и газов. Сущность изобретения: в устройстве, содержащем калиброванный трубопровод, вытеснитель, соединенный через размещенную в торце трубопровода винтовую передачу с электроприводом, испытательный участок с поверяемым преобразователем расхода, сообщающий полости по обе стороны вытеснителя, а также дополнительный электропривод, оно снабжено дополнительным вытеснителем, соединенным дополнительной винтовой передачей, размещенной в другом торце трубопровода, с дополнительным электроприводом. Совокупность двух вытеснительных систем выполняет функцию дифференциальной передачи при отсутствии передачи как таковой, что позволяет исключить свойственную ей кинематическую погрешность, т.е. повышает точность поверки и градуировки преобразователей расхода. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ И ГРАДУИРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ РАСХОДА, содержащее калиброванный трубопровод, первый вытеснитель, соединенный через размещенную в торце трубопровода первую винтовую передачу с электроприводом, испытательный участок, соединяющий полости по обе стороны вытеснителя, и дополнительный электропривод, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены второй вытеснитель и вторая винтовая передача, соединяющая его с дополнительным электроприводом и размещенная в противоположном торце трубопровода по отношению к первой винтовой передаче, а приторцевые полости калиброванного трубопровода соединены между собой.