Известные манометры и тягомеры типа «кольцевые весы с преде чьным грузом, прикрепленным к нижней части кольца, предназначены для измерений перепадов давлений или разрежений от нуля до какого-то предела, определяемого расчетными и конструктивными данными прибора.
Между тем в практике возникает необходимость измерения и регулирования давлений или разрежений в узком пределе, отличном от цуля, например, от 100 до 125 мм водяного столба.
Попытки использовать существующие конструкции манометров типа «кольцевые весы для такого рода измерений приводят к тому, что значительная часть шкалы прибора остается неиспользованной, а точность регулирования с использованием лишь небольшой части шкалы недостаточна.
В предлагаемом изобретении для расширения пределов измерения и регулирования давлений или разрежений при одновременном повыщении точности измерения за счет полного использования шкалы для любого заданного диапазона измеряемого давления или разрежения кроме предельного груза, прикрепленного в нижней части кольца, к вертикальной касательной кольца при.чожеи дополнительный груз G, действующий в сторону, противоположную кольца.
На фиг. 1 схематически показано нулевое положение манометра при нижнем пределе регулируемого давления; на фиг. 2 - положение манометра при верхнем пределе регулируемого давления.
Манометр «кольцевые весы представляет собою полое кольцо 1, частично заполнепное . жидкостью 2. Полость кольца разделена глухой перегородкой 5, по обеим сторонам которой расположены патрубки 4 и 5. В нижней части кольца укреплен грзз G.
Если патрубок 4 соединить с пространством, в котором имеется избыточное давление, то уровень жидкости в левой части кольца / понизится, а в правой повысится до уравновешивания давления столбом жидкости высотой Я. Переход части жидкости из левой части кольца в правую нарушает равновесие системы и кольцо поворачивается вокруг точки опоры О от упора 6 по часовой стрелке до тех пор, пока увеличивающейся противодействующий момент грузов G и G не уравновесит момент столба жидкости. Система придет в равновесие в новом положении.
Если обозначить: Я - высота столба жидкости, f - площадь поперечного сечения кольца, S - плотность жидкости, г - радиус кольца, Q -- вес движущейся системЫ; а - расстояние центра, тяжести системы от точки опоры,
л - угол поворота системы, R - плечо груза G, то при наличии дополнительного груза G, приложенного к вертикальной касательной кольца /, уравнение будет иметь вид, отличный от обычного.
Момент столба жидкости высотой Я, стремящийся вращать кольцо вокруг точки опоры, остается прежний
Ж„, Я/5г,
а момент, противодействующий вращению, бздет состоять из суммы двух моментов: прежнего переменного
Mg Qa sin tp и нового постоянного
М GR.
Система придет в равновесие, когда
М,„ М, + М , или я/г о Qasin to-|-G/,
отсюда
/LяЗ- :.
sm сг --: QaQa
Обозначая
K; - - /(; Я 8 Р, QaQa
будем иметь
51ПФ --Л:Р-/С0. Очевидно до тех пор, пока КР Л О , sin ср 0.
Следовательно, если требуется, чтобы при нижнем пределе давления стрелка занимала крайнее левое положение (sin ср 0), надо, чтобы соблюдалось равенство frm GR.
Из этого уравнения нетрудно определить значение величины груза G для каждого конкретного случая Q, /г я
RR
где Р Яо - нижний предел измеряемого и регулируемого избыточного давления.
Таким образом, применение дополнительного груза G, приложенного к вертикальной касательной кольца манометра типа «кольцевые весы и действующего в сторону, противоположную повороту кольца, при соответствующем расчете и подборе веса как дополнительного груза G, так и предельного груза G, позволяет использовать приборы этого типа для измерения, контроля и регулирования любого заранее заданного диапазона избыточного давления (или разрежения) с полным использованием шкалы прибора.
Предмет изобретения
Манометр типа «кольцевые весы с предельным грузом, прикрепленным к нижней части кольца на вертикальной линии, проходящей через ось его поворота, отличающийс я тем, что, с целью расширения пределов измерения с одновременным повышением точности измерения за счет полного использования длины шкалы, кроме предельного груза, к кольцу по вертикальной касательной к нему, направленной в сторону, противоположную его повороту, приложен дополнительный груз, вес ког- frP
где / площадь
торого и - ,
поперечного сечения кольца, г средний радиус кольца, JR плечо груза и Р нижний предел измеряемого и регулируемого избыточного давления.
Фиг. 2
/
