книги из ГПНТБ / Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы

стной площадью . Д а в л е н и е

почти

всегда

з а д а ю т вручную путем

не­

посредственного

наложения

грузов

на

грузоприемное

устройство.

Некоторым исключением является

манометр

МП-2500

класса

0,05

(с механическим

нагрузчиком),

у

которого

нагружеиие поршня

механизировано.

практическое применение

автоматические задатчики

давления

АЗД - 2,5 и АЗД-0,4 [28].

Автоматический задатчик

давления АЗД - 2,5 (рис. 18)

предназ­

бор подключается к пневмосети, от которой

через

электромагнит­

ные клапаны воздух подается в верхнюю

часть

сосуда. Работой

гружения поршня,

захватывается с помощью

осветителя, фото­

диода и прозрачной

трубки с непрозрачными кольцами, закреплен­

ной на ступенчатой

втулке.

З а д а т ч и к

АЗД - 2,5 имеет три верхних

предела

измерения: 1,0; 1,6

и 2,5 кгс/см2 .

Класс точности задатчика

0,05.

ного

давления .

В

результате комплекса работ, выполненных во

В Н И И Г К

в 1965—1970 гг. под руководством автора, разработана

группа по­

мерения

давления, разности давлений и некоторых других

величин.

Эти приборы можно

разделить на две основные группы: с неав­

томатизированным

отсчетным

устройством

и с автоматизирован­

ным (следящим) отсчетным устройством.

Впервые схема манометра избыточного давления с неавтомати­

зированным отсчетным

устройством была

предложена

в 1956 г.

К- И. Хансуваровым

( В Н И И Г К ) . В дальнейшем

она была

несколь­

ко изменена и в настоящее время применяется

в виде, показанном

на

рис. 19. Прибор, построенный по этой схеме,

состоит из поршне­

вой

пары с дифференциальным

поршнем. К внутренней камере ци­

линдра

присоединены

масляный

(сильфонный)

пресс и

вспомога­

тельный

(пружинный)

манометр.

И з м е р я е м о е

давление

Р подво­

P= Go + Q - f i f K ^

( 1 V 1 9 )

•Fi

где G0 — вес

(в воздухе)

поршня

и грузоприемного

устройства;

G — вес

(в воздухе)

грузов; Р\

— давление, измеряемое вспомога­

тельным

манометром;

FK—

площадь

поршня,

воспринимаю­

щ а я давление

Р\.

FK

F2—F{

В данной

схеме

величина

определяется

разностью

приведенных площадей широкой и узкой частей поршня.

Схема, показанная на

рис. 19,

может

быть

представлена

в не­

сколько

ином

виде (рис.

20).

р = О о + 0 + Я Л

( І Ѵ 2 0 )

Fi

Выбор той или

иной схемы зависит

от назначения

прибора

и конструктивных

соображений.

Если манометр

построить по схеме, показанной на

рис. 19,

а верхний предел

измерения пружинного

манометра Р'тах

принять

Точность

манометра,

построенного по схеме,

показанной

на

рис. 19 или

20, зависит

не только от точности определения его па­

раметров (приведенной

площади поршня и массы

грузов), но и

от

го устройства.

П р и н и м а я

во внимание, что масса грузов и приведенная

пло­

щ а д ь поршня

при существующей методике

поверки

грузопоршне­

вых приборов

могут быть определены с достаточно

высокой точ­

ностью, можно

считать, что погрешность

показывающего

грузо-

ных по схемам, показанным на рис. 19 и

20, по сравнению

с мано­

метрами без

отсчетного устройства, они все ж е обладают одним

су­

щественным

недостатком — давление Рх

регулируется

вручную.

Более совершенной, хотя и несколько

сложной, следует

считать

схему с автоматизированным (следящим)

отсчетным устройством,

которая обеспечивает непрерывное регулирование давления Рх

без

вмешательства оператора.

малым радиальным зазором (2—3

м к м ) .

М е ж д у

верхней

частью

поршня и каналом цилиндра радиальный

зазор значительно боль­

ше

(он составляет 0,1—0,2 м м ) . К средней части цилиндра

подклю­

чена

циркуляционная система,

состоящая из

насоса,

воронки

манометр. Соединительная

трубка

на

участке от насоса до ци­

линдра имеет ответвление

с перепускным

вентилем,

позволяющим

в случае надобности стравливать

часть

рабочей

жидкости в во­

ронку.

стоянии около 50 мм друг от друга,

что обеспечивает необходимую

«устойчивость» поршня,

а насос помещен в бачок, заполненный ра­

бочей жидкостью,

что

исключает

возможность

подсоса

воздуха

в циркуляционную

систему. В процессе

работы

насоса

рабочая

жидкость перетекает по

кольцевому

зазору

из

средней части ци-

ДС =

Р 1 Р К ,

(IV.21)

где площадь, воспринимающая давление Р\,

FK = F*-Fi

+ *r2hl,

(IV.22)

Д а в л е н и е

Pt

связано

с

расходом

Q,

создаваемым

насосом,

уравнением

вида

Q =

aP1-\-Q0,

(IV.24)

где Qo — максимальный

расход,

создаваемый насосом

при

отсутст­

вии сопротивления в циркуляционной системе

( Л = 0);

а — коэф ­

фициент, зависящий от конструктивных параметров насоса

( а < 0 ) .

Из формул

(IV.23)

и

(IV.24)

имеем

_

(IV.25)

Из выражения (IV.25)

видно,

что при

вертикальном

перемеще­

нии поршня, т. е. при изменении длины I кольцевого зазора, изме­

няется давление Рі и соответственно сила AG, действующая на пор­

шень, которая

определяется

формулой

(IV.21).

Н а

этом

свойстве

прибора,

построенного

по

схеме рис. 21, основано

действие грузо-

. поршневого

манометра

с

автоматизированным

отсчетным

устрой­

ством.

Если при измерении давления на грузоприемное устройство

ма­

нометра наложено

недостаточное

количество

грузов, то

поршень

' поднимется, а длина / кольцевого

з а з о р а

соответственно

умень­

шится. Это вызовет уменьшение силы AG, действующей

на

поршень

снизу вверх. Подъем поршня прекратится

в

тот

момент, когда

уменьшение силы AG скомпенсирует недостаток нагрузки на пор­

шень, осуществляемой

грузами.

Поскольку согласно формуле (IV.21) сила AG

пропорциональна

давлению

Р ь

изменение

показаний пружинного манометра, отсчи­

танное от

нулевой

отметки

(в середине

ш к а л ы ) ,

пропорционально

массе грузов, наложение

(или снятие) которых

заменено

действием

силы AG

на площадь

F1;.

В качестве

отсчетного

устройства

в

манометрах

МП-2,5

(п)

применяются

манометры,

по конструкции

совершенно

аналогичные

образцовым

пружинным

манометрам типа

М О .

рая при работе заполняется

рабочей

жидкостью

(под вакуумом

на

специальной установке) .

Ш к а л а манометра,

расположенная

в нижней

части

циферблата,,

имеет 200 делений и

нулевую

отметку

в середине.

Н а

левой

части ш к а л ы нанесен

знак

«минус»,

на

правой — « п л ю с » .

С м ы с л

этих знаков заключается в том, что при расположении

стрелки

в-

левой части ш к а л ы давление

Д Р Ь

соответствующее показаниям

Ь ь

соответствующего массе

наложенных грузов, а

в противном слу­

чае — прибавляться .

При разработке грузопоршневых приборов с

автоматизирован ­

ным отсчетным устройством большое значение имеет

выбор насо­

са, подающего рабочую

жидкость в циркуляционную

систему.

•Р'шах=1 К Г С / С М 2 ) .

Схема, показанная на

рис. 21, применена

в группе образцовых

грузопоршневых приборов, разработанных

во

В Н И И Г К

под

руко­

водством автора.

Н а рис. 22 показана

схема манометра МП-2,5 (п).

В

основу

конструкции этого прибора положена

конструкция

манометра

гатель и соединительные

трубки.

П о р ш н е в а я колонка

представляет

собой

дифференциальный

двухступенчатый поршень

с грузоприемным диском. Д и а м е т р

верх­

ней части поршня больше, чем нижней

(F2>Fl).

При работе

при­

P =

^ ( I _ J > J L \ ± A P ^

(ІѴ.26)

г д е Л Я Х =

Рх-——

P'mBïi

•— давление, отсчитанное по шкале отсчет­

ного устройства от средней

(нулевой) отметки шкалы .

Таким образом, если масса m грузов точно соответствует изме­

ряемому давлению, т. е.

P =

' M

f 1 _ M )

(IV.27)

Fi \

Рм/

то стрелка

отсчетного

устройства

установится на нулевой

отметке

PFi

шкалы, если ж е эта

масса

будет больше или меньше

Л _ _ _ Р в _ \ , то

8

\

?» і

стрелка переместится в новое положение, соответствующее

измене­

нию давления на ±АР\.

Н а практике, чтобы избежать

вычислений,

к прибору

прилагается

таблица

зависимости

àP[

=

/ ( ô ) ,

(IV.28)

г д е à P t

= ДЯ, — b

— число

делений отсчетного

устройства, от-

Fi

считанное от нулевой

отметки

шкалы .

При

этом измеряемое давление определяется

по формуле

Р' =

Р±ЬР'и

(IV.29)