Датчик грузопоршневого манометра

Союз Советски кСоциалистииесникРеслублмн ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 838461еееудерстеевй кемнтет СССР ае лелем нзееретеннй н етерытнйОпубликоваио 15.06.81. Бюллетень Ме 22 Дата опубликования описания 20.06,81(72) Автор изобретения В. А. Приятельчук Винницкий политехнический институт(71) Заявитель к измерительриборам длялений, масс,манометров,т быть примеборах, где тре- соотношении е соотна по точных измер тарировки и и с иломер ов и нено в йзмер ии сил поя верки вес ойст т.п., и мож тельных пр я точность известного е цогрешно ляются боль и буется высока поршня и цили Известен микробарометр, состоящий из вращающегося поршня с подвешенными к нему калиброванными грузами, и двух взаимодействующих с поршнем пружин компенсирующих часть измеряемого давления и влияние температуры Г 13,15Известно устройство, состоящее из грузовой платформы с грузами, поршневой пары с камерами рабочего и опорного давления, связанными системой каналов и Э 1 поясков на поршне и выточекна внутренней поверхности цилиндра, распределителя, выполненного в виде неподвижно установленной на срепней части поршня втулки,Изобретение относитсяной технике, а именно к и а внутренней поверхнос ещены проточки распол етственно каналам и не 21.Недостатком измерениях, вызванные ненадежным центрированием поршня и цилиндра, поршня и втулки распределителя.Цель изобретения - повышение точности и надежности показаний.Ввиду того, что все элементы устройства .находятся под действием сиды тяжести, а в назначении каналов и поясков имеется различие, целесообразно поя сок, предназначенный для подачи газа в зазор между поршнем и цилиндром, назвать питающей канавкой пояски, предназначенные для отвода отработанного газа, находящиеся в верхней и нижней части поршня, назвать соответственно верхняя дренажная канавка и нижняя дрв кажная канавка, канал для подвода га за - питающий канал, который служит838461 4поступает из питающей канавки 12 посредством питаюшего канала 10, авыходит в окружающую атмосферу из зазора 18 через нижнюю дренажную канавку 13, дренажный канал 11 и верхнюю пренажную канавку 14 и из зазора 15 посредствомверхней дренажной канавки 14. При переходегаза из зазора 15 в воизмеримый зазор16 происходит дросселирование потока,10 вследствие чего в тонких слоях появляются радиальная и угловая жесткость. Тонкие газовые слои, находящиеся в зазорах17-20, работают зналогичным образом. а Во время работы датчика радиальные15 и угловые жесткости тонких газовыхслоев в зазорах 15-20 суммируются, исоответственно свойство самоцентрирования где С - величина минимального за орамежду цилиндром и поршнем,Р - максимальный радиус поршня,с 1 - диаметр питающего и дренажного каналов,40- глубина питающей и дренажнойканавок,11 н 1 - ширина питающей канавки и дренажной канавки, выполненнойв нижней части поршня,45 8 - ширине дрвнвнной квнвеки, выполненной в верхней части поршня,- длина ступени,- длина участка с большим диа 50 метром,- разность диаметров участковступеней поршня,На фиг. 2 и 5 изображен вариант выполнения датчика грузопоршневого маноМЕтРае В СТУПЕНЯХ КоторОГО ИМЕЮТСЯ ПРОдольные глухие выточки 22, открытые вдвух ступенях навстречу питающей канавке, а в нижней ступене открытые1,,о стороны нижнего торца поршня, Про 3для отвода с 1 тработанного газа - дренажный канале/Цель достигается тем, что в датчикегрузопоршневого манометра поршеньвыполнен трехступенчатым, а каждаяступень образует с внутренней поверхностью цилиндра дросселирующий канал,причем питающая канавка расположенамежду дренажной канавкой, выполненойв верхней части поршня и дренажнойканавкой, выполненной в нижней части,поршня, которые соединены между собойдренажным каналом, а также тем, чтокаждая ступень поршня имеет два участкразного диаметра, причем участки сменьшими диаметрами двух верхних ступеней образуют питающую канавку, аучастки с большими диаметрами двухнижних ступеней образуют дренажную канавку, Кроме того, каждая ступень поршня 2 Оимеет продольные глухие выточки, в двухверхних ступенях открытые навстречупитающей канавке, а в нижней ступениоткрытые со стороны нижнего торца поршня. При этом питающая канавка выполпена в виде полости в теле поршня,снабженной радиальной дросселирующейщелью.На фиг. 1 изображен датчик грузопоршневого манометра," на фиг. 2-4 - 30то же, варианты", на фиг. 5 - разрезА-А на фиг. 2.Датчик грузопоршневого манометрасодержит цилиндр 1 и поршень 2 сгрузовой платформой 3, Поршень состоитиз трех ступеней, каждая из которыхимеет два участка разного диаметра:участки с меньшим диаметром 4-6 иучастки с большим диаметром 7-9. Впоршне выполнен питающий канал 10,дренажный канал 11, питающая канавка12, нижняя дренажная канавка 13 и верхняя дренажная канавка 14. Каждая изступеней, поршня образует с внутреннейповерхностью цилиндра зазоры: нижняяступень - зазоры. 15 и 16, средняя ступень - зазоры 17 и 18, верхняя ступеньзазоры 19 и 20, Под поршень в полость21 подается измеряемое давление ф, ав верхней и нижней дренажных канавках14 и 13 устанавливается давление окружающей атмосферы Г,Гщ давление которого измеряют, поступает в зазоры 15 и 16 из области 21,а затем выходит в окружающую атмосферу через нижнюю дренажную канавку13, дренажный канал 11 и верхнюю дренажную канавку 14. В зазоры 17-20 газ) поршня усиливается.Наличие оптимальной геометрии поршня создает возможность возникновения в зазорах достаточных радиальной и угловой жесткостей, необходимых для поддержания соосности поршня и цилиндра.В предлагаемом датчике грузопоршневого манометра геометрические размеры поршня, цилиндра, канавок и каналов выбраны по следующим зависимостям; ЪвЕи,ц 1 рР,.ск 2,ьЕ 6:оввс,5 838461 6 дольные выточки способствуют уменьшению Свойство самоцентрирования поршня окружных перетечек газа, что препятству- еще более усилится, если верхнюю и средет выравниванию давления в потоке вдоль нюю ступени выполнить так же с продольокружающего направления при нарушении ными и глухими выточками (фиг. 4). соосности и улучшает эксплуатационные . 5 Предлагаемый датчик грузопоршневого характеристики датчика,. Число продольных манометра (и его варианты) обеспечивает выточек может меняться в пределах от снижение . погрешнос ти измерений до16 до 24,. а их геометрические разме- величины менее 0,005%. ры выбираются по следующим зависимостям:формула изобретениигдето, - длина продольной выточки,- глубина продольной выточки,д" - ширина продольной выточки.На фиг. 3 изображен третий вариантвыполнения устройства, в котором верхняя ступень поршня 23 соединена с двумя 20нижними ступенями 24 посредством соединения 25, которое может быть выполнено различными способами: склеиванием,пайкой, горячей посадкой, резьбой и т.д.Оно должно обеспечивать надежную 25прочность, соосность верхней и нижнейступеней поршня, пневматическую изоляцию дренажного канала от питающего канала. Нижняя ступень выполнена с продольными глухими выточками, а верхняя и З 0средняя выполнены с гладкими боковымиповерхностями, Питающий канал 26 связанс питающей канавкой 27, которая представ,ляет собой полость в теле поршня и сообщена с зазорами 28 и 29 между цилиндром и ступенями поршня через дросселирующую щель 30. Геометрические .размеры поршня,.цилиндра и дросселирующей щели выбраны по следующей геометри.ческой зависимости: 4045гдезаданный параметр дросселирующей щели (отношение пневматических сопротивлений зазорови дросселирующей щели).зазор между цилиндром и поршнем,радиус поршня,внутренний радиус дросселируюшей щели,длина ступени," 55ширина дросселируюшей щели, 838461Составитель 3. КрысаноПовхан Техред Ж, Касгелевиич орректор С. Щом эдак Заказ 4 Подписное СС., д. 4/5 л ГБП "Патен 2/61 ВНИИПИ по дел 113035, Тираж 907осударственного комите изобретений и откры осква, Ж, Раушск город, ул, Проектная,