Гидростатическое весы

 

О П И С А Н И Е пщ 56I872

ИЗОЬРЯтЯНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.76 (21) 2308998/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.77. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 18.07.77 (51) М. Кл. G OIG 5/04

Государственный комитет

Совета екинистоое СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.26(088.8) (72) Авторы изобретения

А. П. Данилин и Ю. М. Кулагин

Ивановский энергетический институт им, В. И. ЛеЦина (71) Заявитель (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ

Изобретение относится к пронзводсгву средств измерения массы.

Известны гидростатические весы с погруженным в жидкость поплавком, содержащие грузовую площадку, укрепленную на поплавке, и устройство, ооеспе кивающее поступательное вертикальное прямолинеиное,перемещение поплавка iB жидкости в функции v1Bcсы,взвешиваемого груза. Для отсчета показаний используются устройства для измерения погружения поплавка в рабочей жидкости.

Известные весы tHB ооеопечивают достаточной точности взвешивания вследствии повышения трения от перекоса, возникающего при погружении поплавка.

Известны также гидростатические весы, содержащие погруженный в жидкость поплавок с установленной вверху грузовой платформой.

При этом центр тяжести подвижной системы, как правило, находится выше метацентра, что обуславливает наличие крутящего момента, который можно компенсировать только реакциями со стороны направляющей. Направляю.цая выполнена в виде струн, натянутых по отвесной линии и проходящих через подшипники скольжения, укрепленные на поплавке.

l1pr работе весов трение в подшипниках скольжения определяет фактор нечувствительности весов IH снижает точность взвешивания.

Для повышения точности взвешивания в предлагаемых .весах корпус снабжен открытыми на внешних концах нижним и верхним патруоками, в которых помещены два цилинд5 ра дифференциального стержня, причем на верхнем цилиндре нанесена отсчетная шкала, a,íèæíèé цилиндр соединен с грузовой площадкой и снабжен стаканом гидрозатвора, охватывающим нижний патрубок H заполнен10 ным жидкостью более тяжелой, чем рабочая.

11ротивостоящие поверхности нижнего патрубка, нижнего цилиндра и стакана гидрозатвора могут быть покрыты составами, имеющими различные значения пли знаки

15 угла смачивания по отношению к жидкости гпдрозагвора, в них могут быть введены дополнительные сосуды, полости которых сообщены с атмосферой, соединенные через краны с корпусом.

20 На чертеже показаны описываемые весы состоят из корпуса 1, имеющего два соосных цилиндрических открытых с внешних сторон патрубка 2 и 3. Внутри корпуса 1 в рабочей жидкости помещен поплавок 4, снабженный

25 дифференциальный, стержнем, состоящим из верхнего 5 и нижнего б цилиндров различных диаметров. Цилиндры 5 и 6 расположены аксиально соответственно в патрубках 2 и 3.

Верхний цилиндр 5 снабжен шкалой 7 для инИ дпкации его погружения в рабочей жидко.

561872

3 сти, заполняющей объем корпуса 1 и патрубков 2 и 3. Нижний цилиндр б соединен со стаканом гид розатвора 8 и системой подвеса, несущей грузовую площадку 9 и площадку дополнительных разновесов 10. Внутри стакана гидрозатвора 8 находится замыкающая гидрозатвор жидкость 11 с более высокой, чем у рабочей жидкости, плотностью. Объем корпуса 1 сообщается через краны 12 с открытыми сверху цилиндрическими сосудами 13 с фиксированными относительно корпуса 1 осями, а также через шарнирное уалотнение 14— с открытым цилиндрическим сосудом 15, угол наклона, которого к вертикали может изменяться.

В качестве рабочей жидкости можно использовать доступную и неагресси вную жидкость, например воду, а в качестве замыкающей жидкости — либо жидкие металлы (ртуть, смесь галлия и туллия и др.), либо тяжелые органические соединения. Для предотвращения испарения замыкающая жидкость покрыта защитным слоем рабочей жидкости.

Обе жидкости должны обладать малым трением .покоя и не должны быть аномальными.

Геометрические размеры патрубков 2 и 3 и цилиндры 5 и 6 дифференциального стержня выбираются из требований к точности заме ра погружения в зависимости от величины взвешиваемого груза.

При описанной выше геометрии элементов весов автоматически обеспечивается линейная зависимость величины перемещения подвижной системы от,массы взвешиваемого груза.

Поверхности цилиндipa б, гидрозатвора 8 и патрубка б снабжаются такими различными покрытиями, чтобы по отношению к жидкости гидрозатвора они имели с одной стороны положительный угол смачивания (например, золото или цинк для ртути), а с другой стороны — отрицательный угол смачивания (стекло для ртути).

В исходном положении все гидростатические силы выталкивания поплавка 4 и цилиндров 5 и б дифференциального стержня компенсируются силами веса подвижной системы и силой выталкивания патрубка 3 на

З0

4 замыкающей гидрозатвор 8 жидкости. При этом уровень жидкости в патрубке 2 юстируется иа «0» изменением угла наклона сосуда

15 при соответствующем открытом кране 12.

При взвешивании навески груза, размещаемой на грузовой платформе 9, подвижная система придет в движение до .нового состояния полного равновесия, причем степень погружения ее является однозначной функцией взвешиваемой массы. Для изменения диапазона величин взвешиваемого груза (масштабирования шкалы) подключаются в любом сочетании сосуды 13, позволяющие изменить константы масштаба погружения.

Наличие проходящего вниз стержня б позволяет разместить центр тяжести подвижной системы ниже ее метацентра, что сводит к нулю возможные вращающие моменты и освобождает от необходимости использования ме. ханических средств центровки.

Формул а из о бр етения

1. Гидростатические весы, содержащие корпус и расположенный в нем поплавок, погруженный в рабочую жидкость и грузовую площадку,,прикрепленную к поплавку, о тл ич а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности взвешивания, корпус снабжен открытыми на внешних концах нижним и верхним патрубками, в которых помещены два цилиндра дифференциального стержня, причем на верхнем цилиндре нанесена отсчетная шкала, а нижний цилиндр соединен с грузовой площадкой и снабжен стаканом гидрозатвора, охватывающим нижний патрубок и заполненным жидкостью более тяжелой, чем рабочий.

2. Весы по п. 1, отличающиеся тем, что противостоящие поверхности нижнего патрубка,,нижнего цилиндра и стакана гидрозатвора покрыты составами, имеющими различные значения или знаки угла смачивания по отношению к жидкости гидрозатвора.

3. Весы по п, 1, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что

tB них введены дополнительные сосуды, полости которых снабжены с атмосферой, соединенные через краны с корпусом.

561872

Составитель В. Вайншенкер

Техред И. Карандашова

Редактор И. Шейкин

Корректор Е. Хмелева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1609/10 Изд. ¹ 532 Тираж 881 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5