Грузопоршневой мановакуумметр

Грузопоршневой мановакуумметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 540174 а

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.10.75. (21) 2182346/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.12.76. Бюллетень № 47 (45) Дата опубликования описания27.07.77 (51) М. Кл.

901 L 7/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Васильев, Ю. Д. Иванов, Э, И. Спиридонов и В, А. Туровский (71) Заявитель

Ленинградский ордена Красного Знамени механический институт (54) Гi"ÓÇÎÏOÐØÍÅÂÎÉ МАНОВАКУУММЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к груэопоршневым приборам для автоматического воспроизведения абсолютного (и избыточного) давления, и может быть применено при построении автоматических образцовых грузопоршневых приборов, используемых в метролг- ч для поверки рабочих мановакуумметров.

Известны груэопоршневые приборы, содержащие цилиндр с неуплотненным поршнем и набор грузов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является грузопоршневой мановакуумметр, содержащий цилиндр с неуплотненным поршнем с рабочей камерой опорного давления, с 16 входами избыточного давления и вакуумным входом, систему создания давления (разрежения) воздуха и механизм уравновешивания.

Недостатком известного устройства является

"проседание" поршня, т.е. изменение равновесного положения поршня при воспроизведении различных значений давления, причем "лроседание" поршня тем больше, чем больше значение воспроизводимого давления. Это явление может быть объяснено тем, что в реальном приборе существуют микроутечки воздуха через кольцевые микронные зазоры между поршнем и цилиндром, которые прямо пропорциональны перепаду давлений питания и воспроизводимого давления. Компенсация утечек воздуха в приборе происходит автоматически за счет постоянного пополнения количества воздуха в замкнутом объеме через приоткрытый канал поршня, т,е. работой прибора в установившемся режиме "на расходе", причем, чем больше перепад давления на пере мснно м дросселе, тем ниже опускается поршень, т.е. тем больше приоткрывается регулирующий канал.

Это приводит к тому, что в приборе появляется статическая ошибка, которая пропорциональна положению порция или значению воспроизводимого давления. Кроме того, при больших перепадах давления на переменном дросселе наблюдается излишняя колебатсльность переходного процесса.

Целью изобретения является повышеш е точности и улучшение динамических характеристик автоматических грузолоршневых приборов для воспроизведения абсолютного давления.

Поставленная цель достигается тем, что в грузопоршневом мановакууммстре, содержащем цилиндр с неуплотненным поршнем, рабочую камеру

540174 и камеру опорного давления, выходной канал избыточного давления и вакуумный канал, систему создания давления (разрежения) воздуха и мехаl I низм уравновешивания введен регулятор давления и регулятор разрежения, каждый из которых выполнен в виде цилиндра, размещенного в нем пбршня и двух камер, рабочей камеры и камеры обратной связи. Нри этом камеры обратной связи обоих регуляторов пневматически соединены между собой и с рабочей камерой грузопоршневого мановакуумме тра.

Рабочие камеры регуляторов давления и разрежения пневматически сЬединены соответственно с каналом избщочного давления и вакуумным . каналом грузопоршневого мановакуумметра.

Таким образом, при задании различных значений давлений сохраняется одно и то же положение

3 поршня, и ошибка положения во всем диапазоне значений восгроизводимых давлений будет постоянной. Значение ошибки воспроизведения давления определяется значением перепада и по сравнению с действующими приборами может быть уменьшена примерно на порядок. Улучшение динамических характеристик прибора в переходном режиме происходит за счет уменьшения колебательности подвижных частей прибора при скачкообразном изменении давления на входе также за счет уменьшения перепада давлений между входом и выходом прибора.

На чертеже приведена принципиальная схема грузопоршневого мановакуумметра с устройством компенсации утечек воздуха.

Грузопоршневой мановакуумметр состоит из цилиндра 1; в котором расположен поршень 2, связанный с платформой нагружения 3. Между . поршнем 2 и цилиндром 1 имеются две камеры— камера опорного давления 4 и рабочая камера (камера обратной связи) 5. На поршне имеется канал в виде кольцевой канавки 6; в цилиндре— каналы в виде радиальных отверстий а-е. К отверстиям а, б, е подведены давления: давления вакуума

P вс, избыточное давление Рпс опорное давление

Роп соответственно. Отверстия в стенках цилиндра в и г,связаны между собой и ресивером 7 трубопроводом 8. Урарчовешивание поршня 2 с платформой 3 осуществлено с помощью рычажной механической связи, состоящей иэ коромысла 9, лежащего на призме 10, на один конец которого опирается основание поршня 2, а на другом установлен противовес 11.

Устройство компенсации утечек воздуха выполнено в.виде двух одинаковых регуляторов— регулятора разрежения (PP) и регулятора давления (РД), каждый из которых состоит из цилиндра 12 и размещенного в нем поршня 13, На нем имеется канала виде кольцевой канавкиж, а в цилиндре 12— каналы в виде радиальных отверстий з-м (РР) и

a-c (РД). В регуля орах имеются замкнутые ка . меры 14 и 15 в РР, 16 и 17 в РД. Отверстия з и о. и н н соединены между собой трубопроводами 18 и 19 и к ним подведены давления питания Рп и Рв, соответственно. Отверстия к и л в цилиндре 12 (PP) соединены между собой и отверстием а цилиндра 1 трубопроводом 20; отверстия р и с в цилиндре 12 (РД) соединены между собой и отверстием б цилиндра 1 трубопроводом 21. Отверстия м и л в цилиндре 18 соединены между собой и с отверстием д цилиндра 1 трубопроводом 22.

Неред началом работы прибора подвижные его

1р элементы — поршень 2 с платформой нагружения 3 приводятся в равновесие таким образом, чтобы отверстия а и б в стенке цилиндра 1, по которым поступают давленля Рвс и Рпс были перекрыты телом поршня 2. Затем к прибору подключают компрессор для создания давления Рпс и два вакуумметрадля создания давлений Рве и Роп.

Для задания определенного значения давления

Р„на платформу нагружения накладывают тарированный пропорционально эффективной, площади поршня 2 груз 23 и после окончания переходного процесса в ресивере 7 и рабочей камере 5 устанавливается давление Рх

Для пояснения работы регуляторов разрежения и давления рассмотрим простейшие уравнения их равновесия.

Если обозначим Ор — вес поршня 13 регулятора; Sp — эффективная площадь поршня 13 регулятора, то для регулятора разрежения может быть записано уравнение равновесия:

Рв с р+Ор — Рх р = 0

Откуда давление на его выходе Рвс равно

Рвс = Рх — -г

12 °

Для регулятора давления уравнения равновесия:

Рх р + Ор — Рпс Sp = o

Откуда давление на его выходе равно

Рпс = Рх +

5р

Анализ выражений давлений Рвс и Рпс, поступающих с выходов РР и РД на соответствующие входы (отверстия а и б в цилиндре 1) показывают„ что при задании на выходе прибора любого значения давления Рх ч сегда сохраняется постоянным перепад давлений между входом а и выходом в и между входом б и выходом в и он равен

QP QÐ

P-P =Р -Р х вс х х 5 5р р

P -P =P + — — Р= — Ир И.

СП К К Рр Х

Таким образом, перепад давления на регулирующем дросселе не зависит от значения воспроизводимого давления и определяется отнопюнием

55 веса (массы) поршня 13 регулятора к его эффективной площади, т.е. сохраняется постоянным при воспроизведении любого значения давления иэ всего диапазон работы прибора.

Чрименение в схеме автоматического грузо60 поршневого прибора двух вспомогательных рсгу540174

-5

Юставитсль О. Сафоло

Техрсд И. Асталовэ

Редактор . Хлебников

КоРРекзоР 11. Золоrовcкал

Тираж 1010 Подл((с: со „

1111ИИПИ Государственного комитета Совета Милистров СССР ло делам изобрстсиии ", сткрь.т.;й

113035, Москва, Ж- 35, Раушскзи:.габ., д. 4, 5

Филиал 11ПП "Патент", г. Умоород, ул. 11poe:ñ. нам,4

Заказ 6339/123 эя оров давления дает возможность увеличить точность воспроизведения давления на порядок за

;чет постоянства положения равновесия поршня и уменьшения собственной ошибки регулирования, а также улучшить динамические характеристики прибора за счет сохранения постоянного перепада давления между входом и выходом прибора.

Формула изобретения

Грузопоршневой мановакуумметр, содержащий цилиндр с неуплотненным поршнем рабочую камеру и камеру опорного давления, входной канал избыточного давления и вакуумный канал, систему создания давления (разрежения) воздуха и . механизм уравнове1пивания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и улучшения динамических хаоакте ристик, он снабжен регулятором разрежения и регулятором давления, каждый из которых выполнен в виде цилиндра, с размещенным в нем поршнем, и двух камер, рабочей камеры и камеры обратной связи, при этом камеры обратной связи обоих регуляторов пневматически соединены между собой и с рабочей камерой грузопоршневого мановакуумметра, а рабочие камеры регулятора давления и регулятора разрежения

19 пневмати .ески соединены, соответственно, с каналом избыточного давления и с вакуумным каналом груэспоршневого мановакуумметра.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе:

1. M. К. Жоховский."Теория и расчет приборов с неуплотненным порлн1ем", Стандартгиэ, 1966 год.

2. Авторское свидетельст с СССР ii 198738, кл. GOl 1 7/16; 1967 г.