Гидростатические весы Советский патент 1981 года по МПК G01G5/02 

(54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ

1

Изобретение относится к производству средств измерения массы.

Известны гидростатические весы, содержащие погруженный в жидкость поплавок, с установленной сверху грузовой платформой fl .

Однако эти весы имеют невысокую точность взвешивания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являются гидростатические весы, содержащие поплавковую камеру, погруженный в не поплавок с вытеснительным стержнем, подвеску с грузовой платформой и платформой для разновесов, и шкалу устройства 2 .

Недостаток весов заключается в том, что в гидрозатворе используется плотная жидкость, в качестве которой наиболее эффективны жидкие металлы (ртуть, смесь галлия и тгшлия и др.). Некоторые из этих веществ токсичны. Кроме того, взаимодействие жидких металлов с материалами, ими смачиваемыми, приводит к явлению растворения материала стенки в жидком металле. Это, в свою очередь, ведет кизменению концентрации материала стенки в жидком металле, изменению плотности жидкости гидрозатвора и внесению погрешности в измерения.

Следует отметить также,что сборка и эксплуатация указанной конструкции осложнена наличием гидрозатвора и верхнего патрубка. При работе устройство требуется устанавливать вертикгшьно с большой точностью, так как центровка гидрозатвора не

O гарантирует отсутствия механического касания верхней частью дифференциального стержня поверхности верхнего патрубка.

Кроме того, отсчет показаний в

5 упомянутом устройстве ведется по уровню жидкости относительно шкалы на верхнем патрубке, что требует выполнения этого патрубка из материала высокой прозрачности. Мениск х:идкости при движении поплавка в раз0ных направлениях (вверх и вниз) имеет несколько различные очертания это также вызывает ошибку при считывании показаний.

5

Цель изобретения - повыиение точности и удобства взвешивания при одновременном упрощении конструкции.

Эта цель достигается тем, что |ПОдвеска выполнена в виде , зак0 1репленной на вытеснитель ном стержне. на которой соосно поплавку закрепле сосуд с жидкостью и погруженным в н компенсационным стержнем, соединенным с корпусом камеры, причем шкала .закреплена на раме, а также тем, что 3 них введен открытый сосуд с размещенным в нем стержнем коррекци уровня, сообщенный с полостью На чертеже схематически изображены гидростатические весы. Весы имеют неподвижный корпус 1, заполненный жидкостью 2, в которой полностью погружен поплавок 3. На верхнем торце поплавка 3 вертикально укреплен вытеснительный стержень 4. Верхний конец стержня 4 жестко соединен с рамой 5, имеющей в нижне части Арузовую платформу 6 и платфо му разновесов 7. Кроме того, на верхнем конце вытеснительного стерж ня 4 укреплен соосно ему цилиндриче кий открытый сверху сосуд 8, наполненный жидкостью 2, в которой акси.ально сосуду помещен компенсацион ный стержень 9, укрепленный своим верхним концом неподвижно относител но корпуса 1 при помощи арретира 10 Поплавок 1, стержень 4, рама 5, площадки 6 и 7 и сосуд 8 с жидкость образуют единую жесткую систему, подвижную относительно корпуса 1 и компенсационного стержня 9 в вертикальном направлении. На подвижной системе в любой точке рамы 5 укреплена шкапа 11 отсчета перемещения, сопряженная с неподвижным визиром 1 Объем корпуса 1 сообщается с корректирующим сосудом 13 через кран 14 и уплотненный шарнир.Корректирующий сосуд может быть выполнен в виде сообщающегося с корпусом 1 сосуда 16, в котором аксиально размещен стержень коррекции 17, укрепленный в арретире 18. Груз 19 при взвешивании размещается на грузовой площадке б. В качестве жидкости используется доступная и неагрессивная, обладающая малым трением покоя жидкость; крюме того, она не .должна быть аномальной. Этим условиям хорошо удовлетворяет, например, вода. Противостоящие поверхности сосуда 8 и компенсационного стержня 9j выполняются такими различными (по материалу) покрытиями, чтобы по ртйошению к жидкости они имели различные значения или знаки угла смачивания по отношению к жидкости. Наилучшим вариантом является такой, когда у стенки угол смачивания поло жительный , а у стержня - отрицательный (или обратное сочетание), например по отношению к воде: сталь бронза, стекло и т.д ,- с одной стороны;фторопласт, полиэтилен,капрон, силиконовые лаки и т.д. - с другой стороны. Весы работают следующим образом. в исходном положении гидростатические силы выталкивания поплавка 3 и части объема вытеснительного стержня 4 компенсируются весом подвижной системы с грузом 19 и силой выталкивания части объема компенсационного стержня 9 из жидкости,находящейся в сосуде 8. При этом положение подвижной системы юстируется на О шкалы 11 путем перемещения стержней 9 и 17 (или поворотом сосуда 13 на некоторый угол от вертикали) . При взвешивании груза 19,размещаемого на платформе б, подвижная система придет в движение вниз до нового состояния полного равновесия, причем степень погружения ее является однозначной функцией взвешиваемой массы. Увеличение взвешиваемой массы приведет к движению рамы вниз , при этом вытеснительный стержень 4 вытесняет объем жидкости больший, чем освободится из-под компенсационного стержня 9 в сосуде 8. Так как вытесненный в корпусе 1 объем больше компенсацисэнного в сосуде 8, то рама остановится в некотором новом равновесном положении ниже начального. Таким образом, часть вытесненной массы жидкости в корпусе уравновешивается за счет вытеснения жидкости компенсационным стержнем 9. Для изменения диапазона величин взвешиваемого груза на площадку 7 кюгут быть установлены разновесы различной массы. Нижнее расположение площадок 6 и 7 обеспечивает расположение метацентра выле центра масс подвижной системы и устраняет причины возник- : новения неуравновешенных моментов пар сил, при этом исключено касание подвижной система элементов корпуса и стержня 9, контактное трение между ними отсутствует. Весы обеспечивают точное, в том числе прецизионное взвешивание объектов как в условиях производства, так и в лабораторных условиях. Формула изобретения 1. Гидростатические весы, содержащие поплавковую камеру, погруженный в нее поплавок с вытеснительным стержнем, подвеску с грузовой платформой и платформой для разновесов, и шкалу, отличаю щиее с я тем, что, с целью повышения точности и удобства взвешивания при одновременном упрощении конструкции, подвеска выполнена в виде Pcu, закрепленной на вытеснительном стержне, на которой соосно поплавку закреплен сосуд с жидкостью и погруженным в нее компенсационным стержнем, соединенным с корпусом

камеры, причем шкала закреплена на раме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

г-7