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

тах по методике, изложенной в технических условиях

завода-изго­

товителя.

З а последние

годы во В Н И И Г К разработан ряд

конструкций

грузопоршневых

манометров абсолютного давления,

построенных

приведенной

площади поршня.

В зависимости от назначения манометры

МА П имеют

пределы

измерения

I —1000, 1—2500 и 1—3000

мм рт. ст., предел

допускае­

мой погрешности (в основном диапазоне)

± 0

, 0 0 5 , ±0,0 1 и ± 0 , 0 2 % ,

а приведенные площади поршня различных

моделей равны 2,5 и

три

способа уравновешивания поршня: при помощи

противовеса,

как

в барометре БП-1у, при помощи двух спиральных

пружин, как

в вакуумметре ВП, и при помощи квадратных

весов типа ВЛТК -

Манометры

М П А поверяются по методике,

аналогичной

мето­

дике

поверки

манометров МАД-2500. Манометры

М П А

класса

Прибор

(он назван в авторском

свидетельстве

«Грузопоршневой

барометр»)

состоит из двух соосных поршневых

групп, к а ж д а я из

которых содержит попарно притертые друг

к другу

поршни

(рис. 31), промежуточные

втулки

и цилиндры.

Поршни

связаны

между собой при помощи

гибкой

проволочной растяжки . Д л я сня­

тия сухого трения между поршнями и промежуточными

втулками

последние

приводятся во вращение во взаимно

противоположных

тяжка; 8 — пружина жесткости;

9 — стержень; 13 — камера

измеряемого давления; 14 — грузы;

15 — грузопрнемная тарел­

ка

манометр абсолютного

давления,

предназначенный для примене­

ния в качестве рабочего

эталона

абсолютного давления .

Q—80-1

81

Рис. 32.

Схема дифманометра ДМП-2,5-4 клас­

са 0,1:

/ — пресс

жидкостный;

2 — вентили;

3 — соединитель­

ные

трубки; 4 — цилиндры; 5 — разделительные

со­

суды

В основу

прибора

положена

схема

грузопоршневого

прибора

с двумя взаимно

уравновешенными дифференциальными

поршня­

ми, я в л я ю щ а я с я

модификацией

схемы манометра

абсолютного дав­

ления М А Д

[37].

метрах ДМП-2,5-4 (рис. 32) широкая

часть

дифференциальных

поршней расположена ниже узкой.

Д и ф м а н о м е т р

ДМП-2,5-4

состоит

из

двух

поршневых

пар,

сое­

диненных

трубкой. К а ж д а я

поршневая

пара

состоит из

цилиндра

и дифференциального

поршня

с грузоприемным. диском.

Д а в л е ­

ния Рі и Р% разность которых измеряется, подводятся к раздели­

тельным

сосудам

и действуют

на кольцевые

поверхности

диффе ­

ренциальных поршней.

Если поршни были предварительно уравновешены при некото­

ром статическом давлении Р0 в обоих разделительных сосудах, то

после подачи в разделительные сосуды давлений Рх и Р2

равнове­

сие нарушится и на один из поршней потребуется наложить неко­

торый

груз. Если

Р\>Р2

подано

в левый

сосуд, то груз надо

нало­

жить на правый поршень. Уравновесим поршни. В первом

случае

сообщим

обе поршневые

пары

с пространством, в котором

создано

некоторое избыточное

давление

Р0.

Во

втором

случае

подадим

в левый цилиндр давление Р\,

а в правый Р2.

Запишем

для обоих

случаев уравнения равновесия и из них получим:

аР = Рг — Р, =

^

mg • (і —

+

F'2 (Fi — F i )

V

Рм /

+

F j F J

—

F2F\

( V I I I . l )

—

-(P*-Po).

F2 ( F 2

— F j )

где Fl

и

Fi' — приведенные

площади

узких

частей левого

и

пра­

вого поршней; F2

и F2

— приведенные площади широких частей ле­

вого и правого поршней; m — масса

грузов,

наложенных

на

пра­

вый поршень.

Из

формулы

( V I I I . l )

видно,

что

если

первое

уравновешивание

поршней

проводить, подавая

в

цилиндры

обоих

поршневых

пар

давление Р0, равное Р2, то формула

примет вид

Д Р = - Т — ^

mg(l—

ІІ-Ѵ

(VIII . 2)

F 2 (F,

— F

J

\

Рм /

А если удовлетворить

условие

Рг

F'2'

( V I I I . 3 )

то

Л Р =

— ( Ѵ П

І .

4

.

)

F 2

-

F ï

V

Рм

6*

83

( 2 Л — g - A p j ,

( V I I I . 5 )

где

Ii2 — ширина

зазора в указанных сечениях; ц — динамическая

вязкость жидкости; 12 — ширина

кольцевого выступа

и г2

— радиус

поршня в этих сечениях.

И з уравнения

( V I I I . 5 ) видно,

что при увеличении

статического

давления в системе, а

следовательно, и при увеличении

давления

Р\,

может значительно

возрасти скорость поднятия поршней ѵ. По ­

меним лишь при небольшом статическом

давлении.

Д и ф м а н о м е т р ДМП-2,5-4 имеет следующую

метрологическую

характеристику:

пределы измерения разности давлений

0—2,5 кгс/см 2

пределы допускаемой

погрешности:

в диапазоне 0—0,25 кгс/см 2

± 2 , 5 мм вод. ст.

в диапазоне 0,25—2,5 кгс/см 2

± 0 , 1 % от измеряемой

номинальные значения

приведенных

величины

площадей Fi и F2 поршневой

0,5 и 2 см 2 .

Д и ф м а н о м е т р ы

ДМП-2,5-4 проверяются в

метрологических ин­

ститутах по методике, изложенной

в технических

условиях

завода -

изготовителя. Основной параметр

— разность

приведенных

площа ­

дей — определяется

сличением с

образцовым

манометром МП-(?

класса 0,02 при различных

нагрузках на поршни.

ческие давления

(до 160 и 320 к г с / с м 2 ) , была

применена

с х е м а * ,

показанная на рис. 33. Эта схема

отличается

от схемы дифмано -

метра ДМП-2,5 - 4

тем, что в ней два дифференциальных

поршня

заменены одним

двухступенчатым

дифференциальным

поршнем,

дифференциальных

(см. рис. 32). Д л я уравновешивания

собствен­

ного

веса поршня

и создания необходимой жесткости применены

две

спиральные пружины .

Разность давлений, и з м е р я е м а я дифференциальными

маномет­

рами

ДМП-6,3-320

и ДМП-0,25-160, определяется по формуле

A P = T ^ 7 - ( 1 - - ) + - ^ L ( ^ - ^ >

( V I I L 6

где Fx и F\ — приведенные

площади соответственно верхней и

нижней частей поршня.

Формула

( V I I I . 6 )

является частным случаем формулы ( V I I I . 1 )

при

F2 =

F2.

Обеспечив

пренебрежимо ма­

лое значение второго члена фор­

мулы ( V I I I . 6 )

путем соответствую­

щего

выбора

допустимых

значе­

ний

F{—F'i

и Р2—Pq,

выражение

( V I I I . 6)

м о ж н о применять

в бо­

F,-Fl

( V I I I . 7 )

Рм

h32F2

Д Р .

( V I I I . 8 )

V —

33. Схема

дифманометров

б.и/гГз {Fi — Fi)

Рис.

ДМП-6,3-320 и ДМП-0,25-160.

Д и ф м а н о м е т р ы

ДМП-0,25-160

и ДМП-6,3-320 имеют

следующие метрологические

характеристики:

ДМП-6,3-320

ДМП-0,25-160

н о м и н а л ь н ые зна­

чения

приведенной

площади

F2

1,2 с м 2

2,2 см 2 .

ских дифманометров, то они включаются

в состав испытательной

установки У Д М П

(рис. 34),

состоящей из

следующих частей-

дифманометров

ДМП-6,3

-320 и ДМП-0,25-160;

ручного скальчатого насоса

для

создания статического давле ­

ния Р2;

компенсатора, предназначенного

для

поддер­

грузопоршневого

ж а н и я созданного давления

Р2;

Р\.

жидкостного пресса с насосом для создания давления

Компенсатор состоит из корпуса, цилиндра, поршня с диском,

грузодержателя, устройства

для вращения поршня

и

комплекта

грузов.

Номинальное

значение

площади

поршня

компенсатора

FK = 0,5 см 2 . О б щ а я

масса грузов 160

кг.

Установки

У Д М П

применяются

на

заводах — изготовителях

технических

дифманометров,

предназначенных для

работы при

больших статических

давлениях, а т а к ж е

при проведении

государ­

ПОКАЗЫВАЮЩИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ

МАНОМЕТР

С ПЕРЕМЕННЫМ УГЛОМ НАКЛОНА ПОРШНЯ

Грузопоршневой

дифференциальный манометр с переменным уг­

лом

наклона

поршня

был

р а з р а б о т а н

во В Н И И Г К [42] д л я

спе­

циальной

цели — использования

его

в

переносной

установке

для

определения

средней

плотности нефтепродуктов в резервуарах.

Д и ф м а и о м е т р

состоит из двух

цилиндров

(рис. 35), жестко

сое­

диненных

между

собой

при

по­

мощи скобы.

В

цилиндрах

вра­

щается поршень, несущий на себе

груз

постоянного

веса.

Д а в л е н и я

Р\ и Р2,

разность

которых

изме­

ряется,

подводятся

через

раз ­

делительные

сосуды

(на

схеме

не показаны)

к

цилиндрам

по

гибким

соединительным

трубкам .

П о р ш н е в а я пара

соединяется

с поворотным механизмом, позво­

л я ю щ и м регулировать положение

поршневой пары

и устанавливать

ее в

наклонном

положении

под

л ю б ы м углом к вертикали.

Вес поршня и груза

рассчиты­

вался так, чтобы при вертикаль­

ном

положении поршня

разность

давлений,

измеряемая

прибором,

соответствовала

верхнему

преде­

лу

измерения

дифманометра и

была равна давлению столба во­

ды ВЫСОТОЙ 1 M при

температуре

Р и

с - 3 5 - С

х

е м а Дифманометра с пе-

4° С

(0

1 кгс/см2 )

ременным

углом

наклона поршня:

у-У

'

'

'

„

/,-/ — цилиндры; 2.3

— подводящие

труб-

П р И

ОТКЛОІіеНПИ

П О р Ш Н е В О И

К Н ;

5 - поршень; 6— груз

Д и ф м а н о м е т р с переменным

углом

наклона поршня не получил

широкого распространения, так

как

д л я определения плотности

жидкости в резервуарах этот способ

оказался практически

мало

удобным. Однако описание схемы дифманометр а в отдельных

слу­

В результате комплекса работ,

выполненных во

В Н И И Г К в по­

слевоенные годы, на основе принципа гидравлического

мультипли­

катора была

р а з р а б о т а н а

группа

образцовых приборов

и устано­

вок высокой

точности, в

том числе образцовые

грузопоршневые

весы, образцовые (стационарные)

грузопоршневые

динамометры

чия и

транспортировки

(к

местам поверки весов)

больших коли­

честв

образцовых

гирь

(с

пределом

допускаемой

погрешности

± 0 , 0 1 % ) , а кроме

того, большой з а т р

а т ы физических сил обслужи­

Д а л ь н е й ш и е работы

М Г И М И П

/ — плита; 2—

основание; 3 — завод -

в этом

направлении

были

пре­

нон механизм;

4 — гильза; 5 — порш­

невой, манометр; 6 — разделительная

рваны

Великой

Отечественной

камера;

7—

стакан; 8 — вращаю ­

войной

и возобновлены лишь в

щийся цилиндр; 9 — масляный

пресс

1947—1948 гг., когда

под

руко­

водством М. К. Жоховского и при

участии

автора [44] был

р а з р а ­

ботан

переносной

грузопоршневой

прибор

д л я

безгирной

поверки

Схема измерительной части прибора показана на рис. 36.

П р и ­

бор

состоит из плиты, установленной

на трех регулировочных

вин­

тах,

и основания, к которому жестко

присоединена гильза. Гильза