Способ градуировки ёмкости для определения объёмов, соответствующих положению контрольных точек по их высоте

Изобретение может быть использовано для изготовления емкостей, подвергаемых градуировке для определения объемов в контрольных точках, расположенных на заданной высоте. В способе осуществляют раздельное определение объемов в днищах и цилиндрических оболочках, причем оболочку разделяют на элементарные объемы, в полярной системе координат осуществляют измерение внутренней поверхности элементарных объемов, по результатам которых определяют отклонение внутренней поверхности от теоретического контура и последующим интегрированием определяют форму и действительную площадь поперечного сечения, и определяют значение элементарного объема. Суммированием элементарных объемов вычисляют полный объем каждой цилиндрической оболочки. На технологической карте воспроизводят схему размещения цилиндрических оболочек и заранее отградуированных днищ, и воспроизводят схему расположения контрольных точек срабатывания датчика расходования жидкости (ДРЖ). На карту наносят схему размещения конструктивных элементов. Составляют математическую модель расчета внутренних объемов емкости, соответствующих каждой контрольной точке срабатывания ДРЖ и выполняют расчеты. Техническим результатом является повышение точности градуировки. 5 ил.

 

Изобретение относится к технологии изготовления цилиндрических емкостей, подвергаемых градуировке для определения объемов в контрольных точках, расположенных на заданной высоте и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных емкостей.

При изготовлении емкостей осуществляется их градуировка (тарировка) с целью обеспечить строго регламентированное количество жидкости содержимого емкости при заливке, а также установить зависимость объема жидкости в емкости от ее уровня, (см. Технология сборки и испытаний космических аппаратов. Под редакцией проф. И.Т. Белякова, проф. И.А. Зернова. М.: Машиностроение, 1990, с. 78-80).

Градуировку емкостей цилиндрической формы осуществляют в вертикальном положении на специальных стендах с применением технологической жидкости. Количество жидкости, заливаемой в емкость при градуировке, определяют весовым способом, к объему переходят через величину плотности жидкости.

Однако с увеличением габаритов цилиндрических емкостей существенно увеличиваются затраты на изготовление и монтаж крупногабаритных градуировочных стендов, строительство высотных производственным зданий и сооружений, приобретение оборудования и емкостей для подготовки, хранения, слива и утилизации технологической жидкости.

После градуировки емкостей технологическая жидкость сливается. При этом возникают трудности по удалению остатков жидкости из тупиковых и труднодоступных зон.

В качестве прототипа к заявленному способу градуировки емкости для определения объемов, соответствующих положению контрольных точек срабатывания датчика расходования жидкости (ДРЖ) по ее высоте принят способ, при котором определение части объема емкости, соответствующей плоскости зеркала жидкости в точке срабатывания сигнализатора, осуществляется путем суммирования элементарных объемов, измеренных по внешнему контуру сечений перпендикулярных оси емкости (см. патент RU 2498233).

Однако, технология измерения элементарных объемов в крупногабаритных емкостях на внешней поверхности которых путем фрезерования выполнен вафельный фон, содержащий продольные и кольцевые ребра, существенно усложняется и приводит к увеличению трудоемкости измерений, а также к усложнению технологического оборудования. Кроме того, вследствие производственных погрешностей изготовления и разнотолщинности стенок емкости, действительный контур внутреннего поперечного сечения ее будет отличаться от вычисленного по результатам измерений наружной поверхности и точность вычисления элементарных объемов емкости снизится.

Технической задачей изобретения является создание способа градуировки цилиндрической емкости для определения объемов, соответствующих положению контрольных точек ДРЖ по высоте, обеспечивающего повышение точности градуировки и без применения технологической жидкости, а также крупногабаритных специальных технологических стендов.

Поставленная техническая задача решается тем, что согласно изобретению первоначально осуществляют раздельное определение объемов в днищах и цилиндрических оболочках, причем цилиндрическую оболочку путем дискретного нанесения реперных знаков на наружную поверхность по ее высоте разделяют на элементарные цилиндрические объемы, в поперечном сечении, проходящем между реперными знаками каждого элементарного объема, в полярной системе координат осуществляют непрерывное измерение в окружном направлении внутренней поверхности элементарных объемов, по результатам измерений определяют отклонение внутренней поверхности от теоретического контура и последующим интегрированием определяют форму и действительную площадь поперечного сечения, а после умножения ее на расстояние между реперными знаками определяют значение элементарного объема, суммированием элементарных объемов вычисляют полный объем каждой цилиндрической оболочки, предназначенной для изготовления цельной емкости, в базовой системе координат, на технологической карте, воспроизводят схему размещения цилиндрических оболочек и заранее отградуированных днищ с расположением реперных знаков в одной плоскости, проходящей через образующую емкости, в этой же плоскости воспроизводят схему расположения контрольных точек срабатывания ДРЖ, на эту же карту наносят схему размещения конструктивных элементов устанавливаемых внутрь емкости, которые приводят к уменьшению внутреннего объема, определяют значения их объемов до соответствующих контрольных точек, измеряют фактические размеры между крайними реперными знаками смежных оболочек и днищ, соединенных кольцевыми сварными швами, наносят их на технологическую карту, вычисляют изменение линейных размеров между реперными знаками смежных оболочек и днищ, по результатам измерений уточняют изменение внутренних объемов цилиндрических оболочек и днищ, вызванных подрезкой торцов при сборке емкости и поперечной усадкой сварных швов, составляют математическую модель расчета полного объема емкости и внутренних объемов емкости, соответствующих каждой контрольной точке срабатывания ДРЖ и выполняют расчеты.

Конкретный вариант реализации способа градуировки.

Цилиндрическую оболочку 1 (см. фиг. 1) путем дискретного нанесения реперных знаков 2 на наружную поверхность по высоте разделяют на элементарные цилиндрические объемы 3 и устанавливают вертикально на измерительный стенд 4 (см. фиг. 2), оснащенный поворотным столом 5, измерительной системой 6 с щупом 7 и обеспечивающей непрерывное измерение внутренней поверхности в поперечных сечениях, заданных по высоте. По результатам измерений определяют отклонение внутренней поверхности от теоретического контура и последующим интегрированием определяют форму и действительную площадь поперечного сечения, и путем ее умножения на расстояние между реперными знаками определяют значение элементарного объема. Суммированием элементарных объемов вычисляют полный объем каждой цилиндрической оболочки, предназначенной для изготовления цельной емкости.

В базовой системе координат емкости на технологической карте (см. фиг. 3) воспроизводят схему размещения цилиндрических оболочек 1 и отградуированных днищ 8 с расположением реперных знаков 2 в одной плоскости 9, проходящей через образующую емкости. В этой же плоскости воспроизводят схему расположения контрольных точек 10 срабатывания ДРЖ. На эту же карту наносят схему размещения конструктивных элементов 11, устанавливаемых внутрь емкостей уменьшающих внутренней объем, определяют значения их объемов до соответствующих контрольных точек. Измеряют фактические размеры между реперными знаками смежных оболочек и днищ, соединенных кольцевыми сварными швами 12.

Вычисляют изменение линейных размеров между реперными знаками смежных оболочек и днищ по формуле

где L1 - расчетный размер между реперными знаками до сборки и сварки баков (см. фиг. 4);

L2 - размер между реперными знаками после сборки и сварки баков (см. фиг. 5).

По результатам измерений уточняют изменение внутренних объемов цилиндрических оболочек и днищ, вызванных подрезкой торцов при сборке емкости и поперечной усадки сварных швов.

Составляют математическую модель расчетов полного объема емкости и внутренних объемов емкости, соответствующих каждой контрольной точке срабатывания ДРЖ и выполняют расчеты.

Полный объем емкости VП вычисляют по формуле

где - суммарный объем цилиндрических оболочек;

- суммарный объем днищ;

- суммарный незаполненный объем, вызванный размещением конструктивных элементов, устанавливаемых внутрь бака;

- суммарный утерянный объем, вызванный подрезкой торцев и поперечной усадкой сварных швов.

Расчет объема соответствующего первой точке срабатывания ДРЖ вычисляют по формуле:

,

где VП - полный объем емкости, определяется расчетом;

VС - заполняемый объем верхнего днища;

VЦ1 - объем цилиндрической части емкости до первой точке срабатывания ДРЖ;

VН1 - не заполняемые объемы конструктивных элементов, размещенных в цилиндрической части емкости до первой контрольной точки срабатывания ДРЖ;.

VY1 - утерянные объемы, вызванные подрезкой торцев при сборке емкости и поперечной усадки кольцевых швов расположенных до первой контрольной точки срабатывания ДРЖ.

Расчет объемов, соответствующих следующим точкам срабатывания ДРЖ вычисляют по формуле:

,

где Vi-1 - объем емкости, соответствующий предыдущей контрольной точке срабатывания ДРЖ;

VЦi - объем цилиндрической части емкости между i-той и предыдущей точками срабатывания ДРЖ;

VНi - не заполняемые объемы конструктивных элементов, размещенных между i-той и предыдущей точками срабатывания ДРЖ;

VYi - утерянные объемы, вызванные подрезкой торцев размещенных между i-той и предыдущей точками срабатывания ДРЖ.

При расчете объемов, соответствующих последней точке срабатывания ДРЖ из формы вычитают дополнительный объем, размещенный в днище.

Предложенный способ градуировки цилиндрических емкостей для определения объемов, соответствующих положению контрольных точек срабатывания ДРЖ по высоте позволяет решить поставленную в заявке техническую задачу, так как обеспечивает градуировку емкостей путем выполнения заявленной последовательности операций по градуировке крупногабаритных цилиндрических емкостей.

Данное техническое решение позволяет исключить применение технологической жидкости и крупногабаритных градуировочных стендов и относится к области прорывных технологий в производстве крупногабаритных цилиндрических емкостей.

Предложенный способ может быть применен в отраслях машиностроения, изготавливающих цилиндрические емкости.

Способ градуировки цилиндрической емкости для определения объемов, соответствующих положению контрольных точек датчика расходования жидкости по их высоте, заключающийся в суммировании элементарных объемов, измеренных в сечениях, перпендикулярных оси емкости, отличающийся тем, что согласно изобретению осуществляют раздельное определение объемов в днищах и цилиндрических оболочках, причем цилиндрическую оболочку путем дискретного нанесения реперных знаков на наружную поверхность по ее высоте разделяют на элементарные цилиндрические объемы в поперечном сечении, проходящем между реперными точками каждого элементарного объема, в полярной системе координат осуществляют непрерывное измерение в окружном направлении внутренней поверхности элементарных объемов, по результатам измерений определяют отклонение внутренней поверхности от теоретического контура и последующим интегрированием определяют форму и действительную площадь поперечного сечения, и путем умножения ее на расстояние между реперными знаками определяют значение элементарного объема, суммированием элементарных объемов вычисляют полный объем каждой цилиндрической оболочки, предназначенной для изготовления емкости, в базовой системе координат на технологической карте воспроизводят схему размещения цилиндрических оболочек и заранее отградуированных днищ с расположением реперных знаков в одной плоскости, проходящей через образующую емкости, в этой же плоскости воспроизводят схему расположения контрольных точек срабатывания датчика расходования жидкости, на эту же карту наносят схему размещения конструктивных элементов, устанавливаемых внутрь емкости, которые приводят к уменьшению внутреннего объема, определяют значения их объемов до соответствующих контрольных точек, измеряют фактические размеры между крайними реперными знаками смежных оболочек и днищ, соединенных кольцевыми сварными швами, вычисляют изменение линейных размеров между реперными знаками смежных оболочек и днищ, наносят их на технологическую карту, по результатам измерений уточняют изменения внутренних объемов цилиндрических оболочек и днищ, вызванных подрезкой торцов при сборке емкости и поперечной усадкой сварных швов, составляют математическую модель расчета внутренних объемов емкости, соответствующих каждой контрольной точке срабатывания датчика расходования жидкости, и выполняют расчеты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к методам градуировки объемов по уровням. Предложен способ, заключающийся в определении объема топливного бака под каждым i-м уровнем срабатывания контролирующего датчика Vi, который предварительно определен при испытании каждого из датчиков в вертикально установленной камере при заполнении и сливе ее жидкостью.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к технологическим методам градуировки датчиков системы управления расходом топлива жидкостных ракет (СУРТ), т.е.

Использование: определение объема крупногабаритных негерметичных емкостей в аэрокосмической, ядерной, нефтехимической, пищевой и горной промышленностях. Способ определения объема негерметичной емкости включает повышение давления в испытуемой емкости, отключение источника давления, регистрацию изменения давления во времени.

Изобретение относится к области авиации, в частности к топливным системам летательных аппаратов. Бортовая система контроля и измерения топлива содержит установленные в топливных баках средства контроля параметров топлива: датчики уровня, средства измерения температуры и сигнализации нижнего уровня топлива, а также бортовой вычислитель с модулями автоматического управления, пульт управления с задатчиком плотности топлива, модули топливомера и схемы запрета.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к технологическим методам измерения полных объемов топливных баков жидкостных ракет, а также к методам градуировки объемов по уровням.

Изобретение относится к области геодезического контроля резервуаров вертикальных цилиндрических стальных и может быть использовано при поверке стальных и железобетонных резервуаров вертикальных цилиндрических.

Изобретение относится к медицине, урологии, гинекологии, проктологии, хирургии. Оценка подвижности тазового дна у женщин включает построение трехмерной модели тазового дна в динамике - в состоянии покоя и напряжения.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения вместимости емкостей газом. Способ определения объема емкости большой вместимости путем измерения параметров газа в емкости до и после подачи в нее известного весового количества газа и вычисления объема емкости по соответствующей формуле.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения вместимости и градуировки резервуаров вертикальных цилиндрических. Способ заключается в том, что производят построение цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара при наполнении его поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами путем сканирования внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 2 до 5 мм не менее чем с четырех сканерных станций и в соответствии с эксплуатационной документацией на прибор.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения объема жидкости в емкости при ее расходе. Предложен способ градуировки сигнализаторов уровня, заключающийся в определении части объема емкости, соответствующей плоскости зеркала жидкости, при котором срабатывает сигнализатор, путем суммирования элементарных объемов, измеренных по внешнему контуру сечений, перпендикулярных оси емкости.

Изобретение предназначено для автоматизации контроля диаметров и отклонения формы при размерной сортировке миниатюрных несимметричных деталей цилиндрической формы, например штырей радиотехнических разъемов.

Способ относится к области технических измерений и может быть использован при измерении формы поперечных сечений сложного профиля, а также отклонений от круглости номинально круглых сечений.

Группа изобретений относится к ядерной технике. Способ измерения искривления технологического канала ядерного реактора типа РБМК, заключающийся в том, что гибкий стержневой элемент, оснащенный оптоволоконными датчиками деформации, помещают в центральный канал тепловыделяющей сборки, пропускают через оптоволоконный датчик световой сигнал, а регистрацию изгиба стержневого элемента осуществляют за счет анализа отраженных световых сигналов.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения геометрических параметров длинномерных деталей. Способ заключается в том, что длинномерную деталь устанавливают горизонтально на двух опорах с концов детали или консольно, обеспечивают ее неподвижность в процессе измерения, производят измерение в единой системе координат круглограмм сечений поверхности детали в поперечных плоскостях, расположенных вдоль продольной координатной оси и перпендикулярных ей.

Изобретение относится к измерительной технике в области диагностики цилиндрических и сферических резервуаров и может быть использовано для оценки остаточного ресурса стенки резервуара по малоцикловой усталости.

Изобретение относится к измерительной технике в машиностроении и может быть использовано для контроля формы цилиндрических поверхностей тонкостенных цилиндрических оболочек в научных исследованиях и производственной практике.

Предложенная группа изобретений относится к средствам для измерения размеров деталей в турбомашинах. Заявленный способ измерения деформации детали в турбомашине заключается в том, что проверяют профиль стержня в трех измерениях при помощи трехмерной модели профиля части эталонной детали; вставляют стержень в эндоскопическое отверстие корпуса турбомашины; позиционируют и закрепляют профилированную часть стержня на части контролируемой детали, соответствующей части эталонной детали; вводят эндоскоп внутрь корпуса турбомашины; измеряют деформацию части контролируемой детали при помощи эндоскопа, затем извлекают стержень из турбомашины и осуществляют новую проверку профиля стержня в трех измерениях, чтобы убедиться, что она не подверглась деформации в корпусе турбомашины.

Изобретение относится к области управления качеством продукции, в частности, крупногабаритных топливных баков ракет. Способ заключается в выборе информативных параметров качества (ИПК) изготовления тонкостенной оболочки бака.

Использование: изобретение относится к способам измерения, а именно к способам измерения профиля сечений, и может быть использовано для контроля профиля и положения рабочих лопаток моноколеса.

Изобретение относится к области красильно-отделочного производства текстильной промышленности, а также может быть использовано в целлюлозно-бумажной, полиграфической, химической и других отраслях, где применяется валковое оборудование.

Изобретение относится к системе для удаленного отображения уровня зерна, загружаемого в прицеп для перевозки зерна или в зернохранилище. Система содержит сенсорные полосы, прикрепленные к боковой стенке воронкообразных бункеров прицепа на расстоянии друг от друга.

Изобретение может быть использовано для изготовления емкостей, подвергаемых градуировке для определения объемов в контрольных точках, расположенных на заданной высоте. В способе осуществляют раздельное определение объемов в днищах и цилиндрических оболочках, причем оболочку разделяют на элементарные объемы, в полярной системе координат осуществляют измерение внутренней поверхности элементарных объемов, по результатам которых определяют отклонение внутренней поверхности от теоретического контура и последующим интегрированием определяют форму и действительную площадь поперечного сечения, и определяют значение элементарного объема. Суммированием элементарных объемов вычисляют полный объем каждой цилиндрической оболочки. На технологической карте воспроизводят схему размещения цилиндрических оболочек и заранее отградуированных днищ, и воспроизводят схему расположения контрольных точек срабатывания датчика расходования жидкости. На карту наносят схему размещения конструктивных элементов. Составляют математическую модель расчета внутренних объемов емкости, соответствующих каждой контрольной точке срабатывания ДРЖ и выполняют расчеты. Техническим результатом является повышение точности градуировки. 5 ил.

Наверх