Гидравлический поршневой манометр Советский патент 1949 года по МПК G01L7/16 

Предметом изобретения является гидравлический поршневой манометр, основанный на уравновешивании сил, создаваемых измеряемым давлением и противодействующими грузами.

Отличительной особенностью предлагаемого манометра является применение гидравлического устройства, обеспечивающего автоматическое уравновещивание измеряе7 1ого давления, воспринимаемого поршнем манометра, путем добавления или снятия грузов с грузоприемной тарелки поршня.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема манометра; на фиг. 2-его конструктивная схема.

Измеряемое давление Р передается в рабочий цилиндр А (фиг. Г) и через рабочую жидкость воздействует на поверхность f нижнего конпа диференциального поршня. Силы, действующие на поршень снизу вверх, уравновешиваются частично весом поршня и грузов G, навешиваемым на тарелку поршня, и частично силами, вызываемыми давлением PI рабочей жидкости вспомогательной циркуляционной системы на его верхний конец F.

Вес грузов уравновешивает силы, создаваемые определенными величинами измеряемого давления. Например, весь диапазон измерений делится на десять равных участков и вес каждого груза выбирается равным 1/10 от усилия, вызываемого максимальным измеряемым давлением.

Если силы, создаваемые измеряемым давлением, не уравновешиваются полностью весом грузов, то под действием избыточных сил поршень перемещается вверх. При этом верхний конец поршня, служащий клапаном, начинает дросселировать истечение рабочей жидкости из полости В, через которую она непрерывно циркулирует при помощи вспомогательного насоса Н.

Перемещение поршня вверх будет происходить до тех пор, пока давление в полости F не возрастает настолько, что уравновесит раз№ 79202- - 2 -

ность сил, действующих на поршень от измеряемого давления и веса грузов. Измеряя давление в полости Е при помощи манометрического устройства М (например, U-образным манометром), зная эффективные площади обоих концов порщия, а также вес грузов, подвегиенных к поршню, можно легко определить величину измеряемого давления.

В предлагаемом приборе в зависимости от величины измеряемого давления автоматически навешивается или же снимается с таре.чки поршня необходимое количество грузов.

Отсчет показаний прибора производится по двум шкалам; механический счетчик 16 (фиг. 2) указывает количество навешенных на чашку поршня грузов (шкала единиц), а манометрическое устройство 17 является указате.чем единиц.

Вспомогательная циркуляционная система, включающая насос, регулирующие устройства и емкость для рабочей жидкости размещаются в корпусе манометра.

Измеряемое давление через разделительный резервуар 19, заполненный рабочей лсидкостью, передается через канал в полость 2 рабочего цилиндра поршневого манометра. Дифференциальный поршень клапан 1 может перемещаться во втулке цилиндра, а также в канале корпуса 15, соосном с цилиндром.

Верхний конец дифференциального норшня-клапана 1 может дросселировать истечение рабочей жидкости из полости 3 и тем самым .менять в ней давление, создаваемое насосом 7. Эффективная площадь грибка поршня-клапана I в несколько раз больше эффективной площади конца поршня-клапана 1, находящегося в рабочем цилиндре. К поршню-клапану 1 посредством шарикоподшипника прикреплена грузоприемная тарелка 12.

С целью расширения диапазона измерений собственный вес поршня с прикрепленными к нему устройствами почти уравновешен силой пловучести поплавка 13, связанного с грузоприемной тарелкой и находяшегося в среде рабочей жидкости, заполняющей большую часть внутренней полости прибора.

Однако пловучесть поплавка 13 выбирается несколько меньщей, чем это требуется для полного зфавновешивания веса системы поршня, т. е. такой, чтобы при отсзтствии давления в рабочем цилиндре порщень, преодолевая трение, опускался бы в нижнее положение.

Дли уменьшения погрешностей, вызываемых трением, поршень получает вращательное движение при помощи укрепленной на нем специальной турбинки 4, работающей от вспомогательной циркуляционной системы.

Турбинка выполняется таким образом, что при ее вращении не появляется осевых усилий; кроме того, она вместе с поршнем может перемещаться вдоль вертикальной оси, меняя свое положение по отношению к сопловому аппарату.

Грузоприемная тарелка 12 предохраняется от проворачивания роликами 14, которые укреплены на корпусе 15 и которые вместе с тем позволяют ей перемещаться по вертикальной оси.

Подбором скорости вращения турбинки 4 силы трения, препятствующие вертикальному перемещению поршня, сводятся к величине, меньшей величины допускаемой погрешности.

Грузы М .навешиваются на грузоприемную тарелку 12 поршняклапана I, гидравлически управляемым грузодержателем 10. Грузодержатель Шустроен таким образом, что при Перемещенииего внил

грузы и могут последовательно навешиваться на тарелку 12, а при движении его вверх снимаются с тарелки.

Перемещение грузодержателя в том или ином направлении обес 1ечивается подачей рабочей жидкости в соответствующую полость силового цилиндра 9, связанного с грузодержателем 10, а также в пространство над неподвижным порщнем 20 или под иим.

Рабочая жидкость насосом 7 циркуляционной системы непрерывно подается по каналу 23 к трубнике 4 и распределительным устройством порщня 1 к золотнику 5.

Пройдя турбиику 4, рабочая жидкость по каналу 24 попадает в полость 3, откуда через щель, образуемую грибком поршня-к,1апана 1 и цилиндрическим отверстием полости 3, по каналу 25 сливается обратно в емкость прибора, заполненную рабочей жидкостью.

Каналы 23 и 24 связаны с дифференциальным редукционным клапаном 8, который постоянно поддерживает между каналами нерепад давления, необходимый для работы турбинки 4 вне зависимости от величины давления, развивающегося в разные моменты работы прибора в полости 3.

Регулируя натяжение пружины редукционного клапана 8, можно менять величину неренада давления до и после турбипки 4 и тем самым регулировать скорость ее вращения.

В верхней части гидравлического порщневого манометра расположено промежуточное распределительное устройство 6, состоящее из золотника 5 и пружины 22. Это устройство автоматически управляет навещиванием грузов на тарелку 12 путем соответствующего переключения каналов, нодаюихих рабочую жидкость над или под норщень 20. Одновременно оно вынолняет функцию реле времени благодаря наличию узких н;елевых каналов 26, играющих роль катарактов, обеспечивающих выбег силового цилиндра 9 вместе с грузодержателем 10, необходимый для надежного навещивания грузов 11 на грузоириемную тарелку 12 и создания требуемого зазора между грузами и грузодержателем.

С целью предохранения манометрического устройства 17 от повреждений, величина максимального давления, которое может развиваться в полости 3 в момент процесса павешивания грузов, ограничивается, для чего предусмотрен ограничитель 21 грузоириемной тарелки 12, упирающийся в крайнем верхнем положении в неподвижный корнхс 15.

Чтобы скорость перемещения силового Цилиндра 9 при разных направлениях движения и при разном количестве грузов, находящихся на грузодержателе 10, оставалась постоянной и тем самым обеспечивалась необходимая стабильность в работе прибора (главным образом с целью обеспечения определенной величины выбега грузодержателя при навещиванни и снятии грузов), нредусмотрен специальный регулятор скорости 18.

Регулятор скорости 18 при увеличеиии скорости перемещения силового цилипдра 9 автоматически дросселирует канал для истечения жидкости из его полости в полость 3.

С целью дистаиционной передачи показаний прибора механический счетчик 16 снабжается контактным устройством (коллектором), а манометрическое устройство 17 соответствующей системой дистанционной передачи.

Предмет изобретения

1. Гидравлический порщневой манометр, отличающийся тем, -ЧТО,.с целью автоматического уравновещивания измеряемого давления.

№ 79202- 4 -

воспринимаемого поршнем манометра, последний снабжен автоматически действующим гидравлическим устройством для навешивания и, снимания грузов с грузоприемной тарелки поршня, а также вспомогательной циркуляционной системой для осуш;ествления дополнительного гидравлического противодавления.

2.Форма выполнения манометра по п. 1, отличаюш,аяся тем, что вспомогательная циркуляционная система манометра, снабженная насосом, регулирующим устройством и емкостью для рабочей жидкости, смонтирована в корпусе манометра.

3.Форма выполнения манометра по п. 1, от л и ч а ю щ а я с я применением гидравлически управляемого грузодержателя, приводимого, в действие при нарушении равновесия поршпя-клапана.

4.В манометре по пп. 1 и 2 применение силового цилиндра, снабженного распределительным устройством, выполняющим одновременно функцию реле времени и регулятора для сохранения одинаковой скорости выбега грузодержателя при разных направлениях движения, силового цилиндра.

5.В манометре по п. 1 применение турбиики, приводимой в действие вспомогательной циркуляциопной системой и предназначенной для вращения поршня-клапана, с целью уменьшения погрешностей прибора за счет сил трения.

6.В манометре по п. I применение дифференциального перепускного клапана вспомогательпой циркуляционной системе, с цельюсохранения постоянной скорости вращения турбинки.

7.В манометре но н. 1 применение погруженного в рабочую жидкость поплавка с пловучестью несколько меньшей, чем это требуется для уравновешивания системы поршня-клапана.

8.В манометре по п. 1 применение для отсчета показаний механического счетчика, указывающего количество навешенных на поршень, грузов, и манометрического устройства.

, //х

Измеряемое Заблениз Р