Устройство для измерения высокого давления

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (it) 731327

Союз Советских

Социалистических

Республик ф I (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 22.02.78 (21) 2582219/18-10 с присоединением заявки М— (23) Приоритет .— (51)М. Кл.

G 01 1 7/16

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.04.80. Ьвллетень,%

Дата опубликования описания 05.05.80 (53) УДК

531.787.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Абрамов и А. П. Новиков

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики высоких давлений АН СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение при изготовлении приборов для измерения высоких давлений.

Известные устройства для измерения давлений методом свободного поршня содержат поршень, установленный в отверстии камеры высокого давления. Давление в камере действует непосредственно на поршень, величина

10 его оценивается контрольно-измерительными приборами, установленными вне камеры и соединенными с поршнем (11.

Наиболее близким к изобретению является устройство, которое состоит из измерительt5 ного поршня, выполненного в виде двух соосно расположенных цилиндров разного диаметра с конической переходной частью между ними, размещенного непосредственно. в канале рабочего инструмента, создающего давление.

Поршень кинематически связан с электроприводом и приборами, регистрирующими давление в камере и момент вращения на валу электродвигателя. Измерительное устройство и рабочий инструмент установлены на общем основании — нижней опорной плите пресса (2).

Недостатком этого устройства является то, что суммарные величины осевых деформаций рабочего инструмента (основания, камеры и набора опорных плит) и измерительного устройства (поршня, штока, динамометра и регулирующего устройства) различны, причем величина деформации рабочего инструмента больше величины деформации измерительного устройства. Ввиду того, что рабочий инструмент и измерительное устройство установлены на общем основании — нижней плите пресса, в процессе эксперимента камера рабочего инструмента смещается в сторону поршня, и поэтому поршень необходимо выводить иэ канала камеры. В результате этого происходит изменение натяга — зазора между коническими поверхностями поршня и камеры, поршень оказывается не поддержан контактным давлением или, наоборот, создается большое трение между камерой и поршнем. Обеспечение постоянного контактного давления на поршне в процессе эксперимента затруднено

731327

35

$0 иэ- га того. ч(о неличина деформации измсри гсльног(! )IcTpoHcl  (ш(с I ÎÿHH (и эянисит тольк(î(данления в камере. Эта зависимость нь(ражастся прямой линией с малым тангенсом угла наклона, а величина деформации рабочего инструмента зависит не только от давления в камере, но и от размеров камеры, причем величина тангенса угла наклона значительно больше тангенса угла наклона измерительного устройства. В результате при давлениях, превышающих некоторую допустимую величину, происходит поломка поршня, что ограничивает диапазон измеряемых величин.

Пель изобретения — расширение диапазона измеряемых величин.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено рамой, подвешенной к основанию, на котором установлен рабочий инструмент, причем поршень со штоком и приводом размещен на раме, а осевые пазы на штоке выполнены по спирали с углом наклона, тангенс которого выбран равным коэффициенту трения между штоком и приводом, а камера высокого давления сообщена с поршнем через канал в рабочем инструменте и основании.

На чертеже схематически изображено устройство, общий вид, Прибор устроен и действует следующим образом.

Рабочий инструмент размещается между плитами 1 и 2 гидравлического пресса 3 .(на чертеже показана часть станины пресса). Он включает в себя блок-матрицы 4 и 5, образующие камеру 6 высокого давления и основание 7, установленное на плите пресса. Измерительное устройство устанавливается на раме 8, подвешенной к основанию, и включает в себя поршень 9, закрепленный в штоке

10, воспринимающий вращательное движение от электродвигателя (на чертеже не показан) через шпоночный паз и шпонку 11, динамометр 12 и регулирующее устройство 13.

При работе с устройством блок-матрицы ! образующие камеру высокого давления, устанавливаются на основании. Поршень при помощи регулирующего устройства вводится н канал блок-матрицы и создает необходимое контактное давление Рк, поддерживающее поршень, вертикальная составляющая которого оценивается динамометром. Электродвигатель (на чертеже не показан) через червячную передачу 14, шпонку и шток вращает поршень.

Момент вра цения, возникающий от койтактного давления Рк, оценивается манометром устройства регистрации момента вращения (на чертеже не показан). Пол действием силы F пресса растет давление н камере.

Ввиду того, что измерительное устройство установлено на раме. подвешенной к основанию, деформация основ((ния практически не оказывает никакого влияния на величину контактного давления. Так как плошадь верхней части поршня, на которую действуеа давление в камере, постоянна для всех раэмерон камер, то величина деформации измерительного устройства есть функция только давления в камере.

Задавая вращение регулирующего устрой ства только в одну сторону -- в сторону создания максимально допустимого контактного давления Рк, легко поддерживается постоянный момент вращения во время всего эксперимента, а следовательно, и постоянные контактные давления Рк, предохраняющие поршень от поломки.

Установка устройства для измерения высокого давления на отдельной раме, подвешенной к основанию, обеспечивает оптимальные условия для создания эффективной поддержки поршня посредством постоянного контактного давления Рк между коническими поверхностями поршня и блок-матрицы, что, в свою очередь, увеличивает стойкость поршня при давлениях до 100 кбар и дает возможность использовать его для работы с камерами высокого давления любых размеров. Выполнение шпоночного паза на штоке по спирали уменьшает силу трения в соединении штокпривод и повышает точность измерения давления.

Формула изобретения

Устройство для измерения высокого давления, содержащее основание, камеру высокого давления, рабочий инструмент, создающий высокое давление, измерительный поршень, установленный в канале рабочего инструмента, и шток с осевыми пазами, кинематически связанный с приводом, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых величин, оно снабжено рамой, подвешенной к основанию, на котором установлен рабочий инструмент, причем поршень со штоком и приводом размещен на раме, а осевые пазы на штоке выполнены по спирали с углом наклона, тангенс которого выбран равным коэффициенту трения между штоком и приводом, а камера высокого давления сообщена с поршнем через канал в рабочем инструменте и основании.

Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе

1, Доклады АН СССР, Т. 169, 1966, Р 1, с. 74.

2. Авторское свидетельство СССР N" 236818, кл . G 01 1- 7/16 1967 (прототип).

Составитель Л, Кочураев

Техред Н.Ковалева Корректор Н. Сie«

Редактор С. Лыжова

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1496/2!

Филиал ППЛ "Патент", r, Ужтород, ул. Проектная, 4