Устройство для измерения высокого давления

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпе делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. А. Абрамов и А,П, Новиков Ордена Трудового Красного Знамени институт физики высоких давлений АН СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к контрольно.измерительной технике и может найти применение при изготовлении приборов для измерения высоких давлений,Известные устройства для измерения давлений методом свободного поршня содержат поршень, установленный в отверстии камеры высокого давления, Давление в камере действует непосредственно на поршень, величинато его оценивается контрольно-измерительными приборами, установленными вне камеры и соединенными с поршнем 111.Наиболее близким к изобретению является устройство, которое состоит из измеритель 5 ного поршня, выполненного в виде двух со.осно расположенных цилиндров разного диамет. ра с конической переходной частью между ними, размещенного непосредственно. в канале рабочего инструмента, создающего давление.Ю Поршень кинематически связан с электроприводом и приборами, регистрирующими давление в камере и момент вращения на валу электродвигателя. Измерительное устройство и рабочий инструмент установлены на общем основа. нии - нижней опорной плите пресса 2.Недостатком этого устройства является то, что суммарные величины осевых деформаций рабочего инструмента (основания, камеры и набора опорных плит) и измерительного устройства (поршня, штока, динамометра и регулирующего устройства) различны, причем величина деформации рабочего инструмента больше величины деформации измерительного устройства. Ввиду того, что рабочий инстру. мент и измерительное устройство установлены на общем основании - нижней плите пресса, в процессе эксперимента камера рабочего инструмента смещается в сторону поршня, и поэтому поршень необходимо выводить иэ канала камеры, В результате этого происходит изменение натяга - зазора между коническими поверхностями поршня и камеры, поршень оказывается не поддержан контактным давлением или, наоборот, создается большое трение между камерой и поршнем. Обеспечение постоянного контактного давления на поршне в процессе эксперимента затруднено354045 50 Момент врмцения, возникающий от койтактного давления Рк, оценивается манометром устройства регистрации момента вращения (на чертеже не показан), Пол действием силы Е пресса растет давление н камере.;г. гд гого, что неличицд деформации измсри.тельного устройства постоянна и эянисит толь.ке от дднлеция в камере. Этд зависимостьньраждстся прямой линией с малым тднгенсом угла ндклона, а величина деформациирабочего инструмента зависит не только отдавления в камере, но и от размеров камеры,причем величина тангенса угла наклона значи.дельно больше тангенса угла наклона измерительного устройства, В результате при дав.лециях, превышающих некоторую допустимуювеличину, происходит поломка поршня, чтоограничивает диапазон измеряемых величин,Цель изобретения - расширение диапазонаизмеряемых величин.Этд цель достигается тем, что устройствоснабжено рамой, подвешенной к основанию,нд котором установленрабочий инструмент,причем поршень со штоком и приводом размещен на раме, д осевые пазы на штоке вы.полцены по спирали с углом наклона, тангенскоторого выбран равным коэффициенту греция между штоком и приводом, а камеравысокого давления сообщена с поршнем че.реэ канал в рабочем инструменте и основании.На чертеже схематически изображено устройство, общий вид,Прибор устроен и действует следующимобразом.Рабочий инструмент размещается междуплитами 1 и 2 гидравлического пресса 3 .(начертеже показана часть станины пресса). Онвключает в себя блок-матрицы 4 и 5, обра.зующие камеру б высокого давления и основание 7, установленное на плите пресса. Измерительное устройство устанавливается нараме 8, подвешенной к основанию, и включает в себя поршень 9, закрепленный в штоке10, воспринимающий вращательное движениеот электродвигателя (на чертеже не показан)через шпоночный паз и шпонку 11, динамометр 12 и регулирующее устройство 13.При работе с устройством блок-матрицыобразующие камеру высокого давления, уста.ндвливаются нд основании. Поршень при помощи регулирующего устройства вводится нкдндл блок-матрицы и создает необходимоеконтактное давление Рк, поддерживающеепоршень, вертикальная составляющая которого оценивается динамометром, Электродвигатель (на чертеже не показан) через червячную передачу 14, шпонку и шток вращаетпоршень.Ввиду того, что измерительное устройство установлено цд раме, подвешенной к осцовднию, деформация основания практически не оказывает никакого влияния нд величину контактного давления. Так кдк плогцадь верхней части поршня, нд которую действуед идв. ление в камере, постоянна для всех раэмерон камер, то величина деформации измерительного устройства есть функция только дав. ления в камере.Задавая вращение регулирующего устройства только в одну сторонув сторону создания максимально допустимого контакт. ного давления Рк, легко поддерживается постоянный момент вращения во время всего эксперимента, а следовательно, и постоянные контактные давления Рк, предохраняющие поршень от поломки.Установка устройства для измерения высокого давления на отдельной раме, подвешенной к основанию, обеспечивает оптимальные усло. вия для создания эффективной поддержки поршня посредством постоянного контактного давления Рк между коническими поверх. костями поршня и блок-матрицы, что, в свою очередь, увеличивает стойкость поршня при давлениях до 100 кбар и дает возможность использовать его для работы с камерами высокого давления любых размеров. Выполнение шпоночного паза на штоке по спирали уменьшает силу трения в соединении шток- привод и повышает точность измерения давления. 5 10 15 20 25 30 Формула изобретенияУстройство для измерения высокого давле.ния, содержащее основание, камеру высоко.го давления, рабочий инструмент, создающийвысокое давление, измерительный поршень,установленный в канале рабочего инструмен.та, и шток с осевыми пазами, кинематическисвязанный с приводом, о т л и ч а ю гц е.е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых величин, оно снабжено рамой,подвешенной к основанию, на котором установ.лен рабочий инструмент, причем поршень соштоком и приводом размещен на раме, а осевые пазы на штоке выполнены по спиралис углом наклона, тангенс которого выбранравным коэффициенту трения между штокоми приводом, а камера высокого давлениясообщена с поршнем через канал в рабочеминструменте и основании,. Источники информации,принятые.во внимание при экспертизе1, Доклады АН СССР, Т. 169, 1966, Н 1,с. 74,2. Авторское свидетельство СССР У 236818,кл, 6 011-716 1967 (прототип).1Составитель Л, КочураевТехред Н.Ковалева Корректор Н. С ец Редактор С. Лыжова Тираж 1019 Подписно ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5