Устройство для определения давления насыщенных паров Советский патент 1982 года по МПК G01L7/14 

Изобретение относится к объектам (измерения малых давлений, в частности давления насыщенных паров моторных топлив, а также других технических жидкостей и смазочных материалов, широко используемых в технике.

Известно устройство для определения давления насыщенных паров, содержащее резервуар с тогшивом, помещенный в термостат и выполненный в виде и-образной трубки, одно из колен которой снабжено вакуумным краном, измерительную систему и згщатчиком давлений, подключенные к другому колену fl.

Недостатками известного устройства являются неудобство в эксплуатации и низкая точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения, давления насыщенных паров, включающее емкость для исследуемой жидкости, закрепленную на ней перевернутую днищем вверх емкость для пара и газа и измеритель давления со шкалой 2.

Имея хорошие эксплуатационные свойства, это устройство имеет низкую чувствительность и точность определения давления насыщенных паров, погрешности их составляют 10-20%, так как

для регистрации малых давлений в них используются наружные механические манометры, содержащие упругие чувстIвитальные элементы в виде трубок Бурдона, сильфонов и других.

Эти механические устройства могут быть усовершенствованы по чувствительности и точности измерений за счет изменения измерительной и исполнительной частей устройств, т.е. чувствительных элементов и исполнительных . органов.

Цель из9бретения - повышение чувствительности и точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем емкость для исследуемой жидкости, закрепленную не ней перевернутую днищем вверх емкость для пара и газа и измеритель давления со шкалой, измеритель давления установлен внутри емкости для жидкости с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно шкалы, закрепленной днища емкости для пара и газа и выполнен в виде состоящего из цилиндрической обечайки и ко« нического днища стакана, размещенной по оси и укрепленной в днище 30 емкости для пара и газа направляющей втулки, на свободном конце которой снаружи установлен направляющий поршень, находящийся внутри стакана и соприкасающийся с обечайкой, и проходящей внутри направляющей втулки и стакана индикаторной трубки, нижни конец которой закреплен в коническом днище, а верхний перемещается относи тельно шкапы. На чертеже показано предлагаемое устройство. Устройство состоит из двух емкостей 1 и 2, представляющих собой, нам пример, металлические стаканы, навин чивающиеся друг на Яруга. Для герметизации между стаканами ставится уплотнительная прокладка. Емкость 1 служит для заливки в нее исследуемого топлива или жидкости. Емкость 2 образует газовую полость устройства В центральное отверстие стакана 2 ввинчена и загерметизирована полая (дренажная) трубка 3 с закрепленным на ней направляющим поршнем 4. Чувствительным элементом устройства является плавающий стакан, состоящий из цилиндрической обечайки 5 и конуса 6. Конус б служит для понижения центра тяжести стакана и может быть сменным, рассчитанным для различных жидкостей. Плавающий стакан свободно (без трения) перемещается под действием перепада давления относительно направляга его поршня 4. Исполнительным элементом устройства является указатель 7 давления, жестко связанный с конусом 6. Устройство имеет подставку 8 и шкалу 9. Устройство работает следующим образом.. При погружении в жидкость стакан будет находиться в равновесии под деЯ1ствием силы тяжести и выталкиваю щей силы {нулевая отметка на шкале прибора), При подогреве исследуемой жидкос ти до стандартной температуры в тер мостате в газовой емкости давление повышается, а под поршнем давление остается атмосферным (за счет дретлажа через трубку 3), Под дейстйием возникшего перепад давления плавающий стакан перемещается вверх, причем его ход пропорционален измеряемому давлению насыщенных паров. Указатель 7 давления, перемещаясь вверх по шкале устройства, проградуированной в Паскалях, показыва ет давление насыщенных паров топлив при данной температуре. . Равновесие стакана (без учета сил трения) наступает в том случае, если где т, m суммарная масса чувствительного элемента (стакана) и указателя (исполнительного органа) ; цд„ - масса стакана, hioe масса обечайки, масса конуса, F - площадь поперечного сечения обечайки , h - высота погружения обечайки; .кон объем конуса, р - плотность жидкости, ли Ofe--« KOH-«- VK (кон -гМ)-Р , При возникновении разности давления р - Ра (Pfe POI) равновесие сил, риложенных к ст.акану, нарушится. ри этом появится подъемная сила от ерепада давления, направленная ;. верх, которая будет перемещать стакан в том же направлении. Это в свой очередь вызовет уменьшение выталкивающей (гидростатической) силы на веичину подъемной силы вследствие уменьшения объема вытесненной жидкости. Когда гидростатическая сила уменьшится ровно на величину подъемной силы, возникшей от перепада давления ((„ Ро,) стакан, переместившись на высоту h, займет новое равновесное положение. Уравнение, определяющее новое равновесное положение стакана, а вместе с тем и устанавливающее зависимость между измеряемой разностью - р и значением h, имедавления р ет вид: 9 - (Рс -РЬ«)РИ (Р-Н ка Р -Р/ЧЛ, - F h g, . (р - Допустив (виду тонкостенной обечайки) Fy получим . h - у. g -JEi-I- gf. 9 PS р 9. где pg - давление насыщенных паров, р - атмосферное давление. Имеет прямо пропорциональную зависимость Pg от h. Эффективность предлагаемого уст-, ройства состоит в высокой чувствительности и точности измерений. Чувствительность составляет порядка 5-10 Па (нижний предел), точность ±5 Па, т.е. 0,01%. Предлагаёкмй прибор обладает возможностью замера давления насыщенных паров любых жидкостей.

Формула изобретения

.Устройство для определения давления насыщенных паров, включающее емкость для исследуемой жидкости, закрепленную /la ней перевернутую дни щем вверх емкость для пара и газа и измеритель давления со шкалой, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, измеритель давления установлен внутри емкости для жидкости с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно шкалы закрепленной снаружи днища емкости для пара и газа и выпсшнен в в виде состоящего из цилиндрической обечайки и конического днища стакана

размещенной по оси и укрепленной в днище ёмкости для пара и газа направляющей-; втулки, на свободном конце которой снаружи установлен направляющий поршень, находящийся внутри стакана и соприкасающийся с обечайкой, и проходящей внутри направляющей втулки и стакана индикаторной трубки,еижний конец которой закреплен в коническом днище, а верхний перемещЗГется относительно босалы.

ИсточниЬи информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 178150, кл. G 01 N 7/18, 1965.

2.ГОСТ 1756-52.