ГРУЗОПОРШНЕВОЙ МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР Советский патент 1969 года по МПК G01L7/16 

Изобретение относится IK контрольно-из-мерительпым, в -частности к трузопоршиевым, приборам и может найти применение как в поверочной практике (для поверки приборов с именованной шкалой, для .непосредственного определения погрешностей по веряемых приборов и т. д.), так и для измерения .непрерывных величи-н, требующих высокой точности.

Известны грузопоршневые манометрические приборы, содержащие уравновещенную поршневую пару и циркуляционную систему с дросселирующим устройством, предназначенным для изменения подпоршневого давления, и регистрирующее устройство, позволяющее непрерывно определять по шкале часть измеряемого давления.

В этих устройствах несоответствие измеряемого давления ъвсу трузов, .наложенных на порщень, компенсируется действием давления на верхний его торец, величина которого регулируется автоматически с помощью, например, кла-пана, перекрывающего при -нарушении рав.новесия отверстие, через которюе перетекает жидкость.

В Предлагаемом приборе для автоматизации про цесса измерения дросселирующее устройство выполнено в виде кольцевого канала переменной длины, образованного поверхностью порщня и внутренней поверхностью цилиндра порщневой пары. С целью уравновещиванпя собственного веса порщня последний снабжен кольцевой выточкой, размещенной в средней части поршня, а цилпндр - двумя диаметрально расположенными отверстиями, одно из которых находится в начале кольцевого канала, а второе--в конце. На чертеже показана принципиальная схема прибора.

Прибор содерл ит порщень /, грузодержатель 2 с грузами -3, цилиндр 4, снабженный двумя кольцевыми выступами 5 и двумя диаметрально расположенными отверстия.ми 6 и

7, циркуляционную систему, состоящую из воронки 8 для наливания рабочей жидкости (масла), насоса Я дросселирующего кольцевого канала 10, образованного поверхностью поршня / и внутренней поверхностью цилцндра 4. Кроме того, поршень 1 снабжен кольцевой выточкой, размещенной в его средней части и образующей камеру уравнительиого давления 11, сообщаемую через трубопровод 12 и отверстия 6 с иоказывающим

прибором 13 и насосом 9.

Поршень притирается к кольцевым выступам 5 с зазором порядка 0,002-0,003 мм, а зазор, определяющий размеры кольцевого канала 10, равен 0,2-0,3 Л1М.

При работе с описываемым прибором, как и при работе с любым другим грузопоршневы,м прибором, на грузодержатель 2 накладываются грузы 3. Однако в отличие от известных устройств вес этих грузов может лишь приближенно соответствовать силе, необходимой для уравновешивания давления, действующего на нижний торец поршня ,А

Наличие циркуляционной системы ,и дросселирующего устройства освобождает от необходимости при измерении непрерывных ,вел,ичин накладывать на грузодержатель 2 мелкие разновесы, так .как при соответствующей градуирОвке шкалы показываюи.1,его прибора 13, например пружинного манометра 13, его показания будут мерой величины силы гидродинамического трения, действующей на поршень / и компенсирующей избыток или недостаток силы, создаваемой весом грузов, наложенных на грузодержатель.

Принцип действия прибора заключается в следующем.

Циркуляционная система вызывает непрерывное течение рабочей жидкости (масла) через кольцевой зазор.

Если давление под поршнем равно Р, вес (в воздухе) поршня и грузов равен соответственно GO и G, то состояние равновесия поршневой 1пары определяется условием

„ Оо Ч- G -Ь rAPi ,

где F - эффективная площадь поршня;

PI - давление в начале кольцевот ГЪ

го зазора. Здесь Q - расход;

h -ширина кольцевого зазора;

/ - длина зазора;

р, - динамическая вязкость.

Если в качестве показывающего прибора использовать прул инный манометр с верх02Go

НИМ пределом измерения rmnx

И

брать параметры г, h Е Q таким.и, чтобы при / - /,пах (половина свободного хода поршня) давление в начале кольцевого зазора Р было равно - РШЛК то уравнение, определяющее принцип действия прибора, примет вид

р а + r.

где Af Pi- Ящах - показания пружинного

манометра (в единицах давления), отсчитанные от среднего деления шкалы, соответствующего давлению

И принятого

IIl;i

за нулевое деление шкалы отсчетного устройства. Шкала манометра может быть проградуирована (по разработанной автором методике) в единицах массы (Д/п) прузов, наложение которых заменяется отсчетом по шкале. Тогда уравнение, определяющее принцип действия прибора, примет вид более удобный для

применения

я

Р/;г

где g - ускорение свободного падения тел в (Местности, где эксплуатируется прибор;

Р ИР --соответственно плотность воздуха и материала грузов. Погрешность измерения давления равна 0,02-0,1% от измеряемой величины (в основном диапазоне измерений).

Предмет изобретения

1.Грузопоршневой манометрический прибор, содержаший уравновешенную поршневую

пару, циркуляционную систему с дросселирующим устройством для изменения подпорщневого давления и показывающий прибор, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса .измерения, в нем дросселирующее устройство выполнено в виде кольцевого канала переменной длины, образова.нного поверхностью шоршня .и внутренней поверхностью цилиндра поршневой пары.

2.Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уравновешивания собственного веса поршня, последний снабжен кольцевой выточкой, размещенной в средней части поршня, а цилиндр - двумя диаметрально расположенными отве.рстиями, одно из которых расположено в начале кольцевого канала, а второе - в конце.