Грузопоршневой манометр абсолютного давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) (И) а 0 01 1. 7 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 669236, кл. 0 01 1. 7/16, 1.979.2. Авторское свидетельство СССР М 540174, кл. 0 017/16, 1976(54)(57) ГРУЗОПОРЩНЕВОИ МАНОМЕТР АБ- . СОЛОТНОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащий неуплотненный поршень, расположенный в цилиндре, механизмы нагружения и уравновешивания поршня, систему регулирования давления в виде регулируФцего дросселя, образованного проточками питания и вакуума и выходным отверстием, выполненными в цилиндре, и канавкой на поршне, связанного каналами с камерой обратнойсвязи, выполненной в цилиндре, иресивером, о т л и ч а ю щ и й с ятем,что, с целью повышения точностиподдержания и измерения давления засчет компенсации силы неуравновешенности на поршне, цилиндр снабжен дополнительной проточкой, идентичнойпроточке вакуума, сообщенной с ней ирасположенной с противоположной стороны относительно проточки питаниятак, что расстояние между смежнымикромками дополнительной проточки ипроточки питания больше или равноразности расстояний между смежнымикромками проточек питания и вакуумаи ширины канавки на поршне.1 1.0767Изобретение .относится к измерительной технике, а именно к грузопоршневымприборам для воспроизведения и измерения абсолютного давления,Известны автоматические грузопорш"невые манометры, содержащие неуплотненный поршень, расположенный в цилиндре, механизмы нагружения и уравновешивания, систему регулированиядавления в составе регулирующего дрос.10селя, соединенного с камерой обратной связи, образованной торцомпоршня и полостью цилиндра, и реси"вером, Регулирующий дроссель выполненв виде отверстий питания, сброса и 15выхода в стенке цилиндра и канавкина поршне, располагаемой между отверстиями питания и сброса И .Опыт эксплуатации приГоров с подоб.ной схемой соединения элементов системы регулирования давления показал,что в установившемся процессе стабилизации заданного значения давлениянаблюдается появление случайной ошибки регулирования за счет возникновения силы неуравновешенности поршня,вызываемой протеканием воздуха через зазоры между поршнем и цилиндром от отверстия питания к отверстиюсброса. При этом максимальное Значе- З 0ние силы неуравновешенности пропорционально значению перепада давленияна регулирующем дросселе.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достига 35емому результату является грузопоршневой манометр, в который введенрегулятор перепада давления на регулирующем дросселе в схему приборов.Манометр содержит грузопоршневуюколонку диФФеренциальный поршеньв цилиндре) с системой регулирования давления, механизмы нагруженияи уравновешивания. Для повышенияточности схема прибора усложненавведением на входах питания и сбросадвух регуляторов - регулятора давления и регулятора разрежения. Применение этих регуляторов в схеме прибора позволяет получить на регулирующем дросселе меньший, по сравнению50с максимально возможным без регуляторов, перепад давленйя, цто ведетк уменьшению силы неуравновешенности,приложенной к поршню, и некоторомуповышению точности прибора 2 . Однако введение регулятора перепада давления на регулирующем дрос 84 гселе усложняет схему прибора и увеличивает его стоимость.Цель изобретения - повышение точности поддержания и измерения давления за счет компенсации силы неуравновешенности на поршне.Укаэанная цель достигается тем, что в грузопоршневом манометре абсолютного давления, содержащем неуплотненный поршень, расположенный в цилиндре, механизмы нагружения и уравновешивания поршня, систему регулирования давления в виде регулирующего дросселя, образованного проточками питания и вакуума и выходным отверстием, выполненными в цилиндре, и канавкой на поршне, связанного каналами с камерой обратной связи, выполненной в цилиндре, и ресивером; цилиндр снабжен дополнительной проточкой, идентичной проточке вакуума, сообщенной с ней и расположенной с противоположной стороны относительно проточки питания так, что расстояние между смежными кромками дополнительной проточки и проточки питания больше или равно расстояний между смежными кромками проточек питания и вакуума и ширины канавки на поршне.Введение дополнительной проточки, расположенной ниже проточки давления питания, создает дополни-. тельный путь потоку сжатого воздуха от магиотрали давления через зазор между поршнем и цилиндром вниз, т,е. дополнительную силу, приложенную к поршню сверху вниз, которая компенсирует силу неуравновешенности, действующую на поршень снизу вверх при отсутствии этой проточки, тем самым повышается точность воспроизведения давления за счет существенного уменьшения данной составляющей ошибки измерения.На чертеже приведена принципиальная схема грузопоршневого манометра абсолютного давления.Грузопоршневой манометр состоит из груэопоршневой колонки, в состав которой входит двойной дифференциальный неуплотненный поршень 1, размещенный в цилиндре 2. С поршнем 1 жестко связана платформа 3 нагружения с грузами 4. Поршень 1 и платФорма 3 нагружения уравновешены рычажным механизмом 5. В полости цилиндра 2 уступами поршня 1 образованы измерительная камера А, которая1076784 3является камерой обратной связи, и камера Б опорного давления. В состав системы регулирования давления входят регулирующий дроссель, образованный отверстиями 6 и 7 питания и проточками 8 и 9 в стенке цилиндра 2, проточкой 10 на поране 1, выходным отверстием 11 в стенке цилиндра 2, камера А обратной связи и ресивер 12, причем выходное отверстие 11 регули 1 О рующего дросселя соединено каналом с камерой А, а последняя - с ресивером 12. Ниже проточки 9, связанной с отверстием 7 давления питания Р 11, размещена дополнительная проточкз 13, идентичная проточка вакуума с отверстием 14, соединенным трубопроводом 15 с магистралью вакуума Р . Дополнительная проточка 13 расположена с противоположной стороны от проточ- рО ки 9 давления питания так, что расстояние между ними больше или равно разности расстояний между смежными кромками проточек давления питания и вакуума и ширины канавки на поршне.25 Такое расположение дополнительной проточки 13 относительно проточки 9 давления обеспечивает идентичность потоков воздуха, направленных встреч но в установившемся режиме через щелевые дроссели кольцевые зазорч между поршнем и цилиндром) на участках: проточка 9 - проточка 10, проточка 10 - проточка 8 и проточка 9- проточка 13. Противоположные потоки воздуха через указанные дроссели вызывают вертикальные составляющие сил трения, направленные встречно и примерно равные друг другу.Идентичность потоков воздуха через кольцевые цилиндрические зазоры обеспечивается лишь в том случае, когда расстояние между проточками 13 и 9 больше или равно разности расстояний между смежными кромками проточек давления питания 9 и вакуума 8 и ширины канавки 10 на поршне. Для смазки шлифов поршневой пары служит масло, поступающее в смазочные канавки из масленок 16 и 17, причем масленка 16 соединена с атмосФерой, а в масленке 17 создается подпор с давлением Р . 4Перед началом работы прибора в камере Б создается. опорное давление Ро - 0,13 Па. Такое же значение давления устанавливается в камере А и ресивере 12 с помощью вакуум-насосов, При установке на платформу 3 груза 4, пропорционального воспроизводимому значению давления, поршень 1 опускается и соединяет канал 7 питания через проточку на поране 8 и отверс" тие 11 с камерой А обратной связи и ресивером 12. По мере возрастания давления в камере А обратной связи и ресивере 12 и приближении его значения к равновесному порщень 1 начинает подниматься, перекрывая своим телом проточку 9 с отверстием 7 в стенке цилиндра 2, По окончании переходного процесса регулирующий дроссель полностью закрывается, т.е. отсекаются источник давления питания, и вакуума от камеры А и ресивера 12; в которых сохраняется требуемое значение давления;В установившемся режиме стабилизации давления сохраняется поток воздуха через зазоры между поршнем и цилиндром от источника давления по каналу 7 и связанной с ним проточке 9 вверх к проточке 8 и от проточки 10 к проточке 8 и вниз - от проточки 9 к проточке 13, связанной с отверстием 14, соединенным с магистралью вакуума. Равнодействующая сил трения, приложенных к поршню со стороны этих идентичных потоков, практически равна нулю, что позволяет говорить о компенсации силы неуравновешенности, приложенной к поршню, при отсутствии дополнительной проточки, соединенной с магистралью вакуума.Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении точности путем компенсации силы неуравновешенности на поране в установившемся режиме примерно на 10-15, а также в улучшении условий смазки нижнего поршня за счет равномерного ее распределения в зазоре между поршнем и цилиндром под действием перепада давления между атмосферным и давлением вакуума , что способствует повышению точности работы.1076784 17 ставитель А.СоколовскийхредМ,Гергель Корректор И,Эр Редактор Н.Руднев Заказ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,. ул. П ная, 4 37/40 Тираж 8 й 3 ПодписноВНИИПИГосударственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Рауаская наб , д. 4/