Датчик грузопоршневого манометра

 

Союз Советски к

Социал истииесии к

Реслублии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и>(838461 (61) glîèîëíèòåëüíîå к авт. сеид-ву (22) Заявлено 23.02.79 (21) 2727391/18-10

33 (51)М. Кл.

6 014 7/16 с присоединением заявки М 2730607/18-10, 2 740961/18-10 (23) Приоритет рееудерстеееные кемнтет

СССР ае лелем нзееретеннй и етерытнй

Опубликоваио1 5.06.81. Бюллетень М22

Дата опубликования описания 20.06,81 (53) УДК531. .7 87 (088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Приятельчук

Винницкий политехнический институт (7l) Заявитель (54) ДАТ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для точных измерений сил, давлений, масс, тарировки и поверки весов, манометров, силомеров и т.п., и может быть приме5 нено в йзмерительных приборах, где требуется высокая точность в соотношении поршня и цилиндра.

Известен микробарометр, состоящий из вращающегося поршня с подвешенными к нему калиброванными грузами, и двух взаимодействующих с поршнем пружин компенсирующих часть измеряемого давления и влияние температурыГ11.

Известно устройство, состоящее из грузовой платформы с грузами, поршневой пары r. камерами рабочего и опорного давления, связанными системой каналов и ЭЕ поясков на поршне и выточекна внутренней поверхности цилиндра, распределителя, выполненного в виде неподвижно установленной на средней части поршня втулки, .на внутренней поверхности которой размещены проточки, расположенные соответственно каналам и пояскам на поршне t2).

Недостатком известного устройства являются большие погрешности при измерениях, вызванные ненадежным центрированием поршня и цилиндра, поршня и втулки распределителя.

Цель изобретения — повышение точности и надежности показаний.

Ввиду того, что все элементы устройства .находятся под действием силы тяжести, а в назначении каналов и поясков имеется различие, целесообразно поя сок, предназначенный для подачи газа в зазор между поршнем и цилиндром, назвать питающей канавкой пояски, предназначенные для отвода отработанного газа, находящиеся в верхней и нижней части поршня, назвать соответственно верхняя дренажная канавка и нижняя дре кажная канавка, канал для подвода га- за — питающий канал, который служит

838461 4 поступает из питающей канавки 12 посредством питающего канала 10, а выходит в окружающую атмосферу из зазора 18 через нижнюю дренажную канавку 13, дренажный канал 1 1 и верхнюю пренажную канавку 14 и из зазора 15 посредством верхней дренажной канавки 14. При переходе газа из зазора 15 в воизмеримый зазор

16 происходит дросселирование потока, l0 вследствие чего в тонких слоях появляются радиальная и угловая жесткость. Тонкие газовые слои, находящиеся в зазорах

17-20, работают зналогичным образом. а Во время работы датчика радиальные

15 ж угловые жесткости тонких газовых слоев в зазорах 15-20 суммируются, и соответственно свойство самоцентрирования где С вЂ” величина минимального за ора между цилиндром и поршнем, Р— максимальный радиус поршня, d — диаметр питающего и дренажного каналов, 40

"и — глубина питающей и дренажной канавок, Н1 — ширина питающей канавки и дренажной канавки, выполненной в нижней части поршня, Ф

45 6 — ширине дрвнвнной квнвеки, выполненной в верхней части поршня, — длина ступени, — длина участка с большим диа50 метром, ь ;- — разность диаметров участков ступеней поршня.

На фиг. 2 и 5 изображен вариант выполнения датчика грузопоршневого манометра, в ступенях которого имеются продольные глухие выточки 22, открытые в двух ступенях навстречу питающей канавке, а в нижней ступене открытые

I, ,о стороны нижнего торца поршня. Про3 для отвода с тработанного газа — дренажный канале

Бель достигается тем, что в датчике грузопоршневого манометра поршень выполнен трехступенчатым, а каждая ступень образует с внутренней поверхностью цилиндра дросселирующий канал, причем питающая канавка расположена между дренажной канавкой, выполненой в верхней части поршня и дренажной канавкой, выполненной в нижней части, поршня, которые соединены между собой дренажным каналом, а также тем, что каждая ступень поршня имеет два участк разного диаметра, причем участки с меньшими диаметрами двух верхних ступеней образуют питающую канавку, а участки с большими диаметрами двух нижних ступеней образуют дренажную канавку. Кроме того, каждая ступень поршня 20 имеет продольные глухие выточки, в двух верхних ступенях открытые навстречу питающей канавке, а в нижней ступени открытые со стороны нижнего торца поршня. При этом питающая канавка выпол- 25 пена в виде полости в теле поршня, снабженной радиальной дросселирующей щелью.

На фиг. 1 изображен датчик грузопоршневого манометра," на фиг. 2-4 — 30 то же, варианты", на фиг. 5 — разрез

А-А на фиг. 2.

Датчик грузопоршневого манометра содержит цилиндр 1 и поршень 2 с грузовой платформой 3. Поршень состоит из трех ступеней, каждая из которых имеет два участка разного диаметра: участки с меньшим диаметром 4-6 и участки с большим диаметром 7-9. В поршне выполнен питающий канал 10, дренажный канал 11, питающая канавка

12, нижняя дренажная канавка 13 и верхняя дренажная канавка 14. Каждая из ступеней, поршня образует с внутренней поверхностью цилиндра зазоры: нижняя ступень — зазоры. 15 и 16, средняя ступень — зазоры 17 и 18, верхняя ступень зазоры 19 и 20. Под поршень в полость

21 подается измеряемое давление Н, а в верхней и нижней дренажных канавках

14 и 13 устанавливается давление окружающей атмосферы Р, Га давление которого измеряют, посту пает в зазоры 15 и 16 из области 21, а затем выходит в окружающую атмосферу через нижнюю дренажную канавку

13, дренажный канал 11 и верхнюю дренажную канавку 14. В зазоры 17-20 газ(поршня усиливается.

Наличие оптимальной геометрии поршня создает возможность возникновения в зазорах достаточных радиальной и угловой жесткостей, необходимых для поддержания соосности поршня и цилиндра.

В предлагаемом датчике грузопоршневого манометра геометрические размеры поршня, цилиндра, канавок и каналов выбраны по следующим зависимостям: = и g>4< (5<>c(<2,5Å>, 6=о,ввс, 5 838461 6 дольные выточки способствуют уменьшению Свойство самоцентрирования поршня окружных перетечек газа, что препятству- еще более усилится, если верхнюю и средет выравниванию давления в потоке вдоль нюю ступени выполнить так же с продольокружающего направления при нарушении ными и глухими выточками (фиг. 4). соосности и улучшает эксплуатационные . 5 ПРедлагаемый датчик гРУзопоРшневого характеристики датчика.. Число продольных манометра (и его варианты) обеспечивает выточек может меняться в пределах от снижение . погрешнос ти измерений до

16 до 24,. а их геометрические разме- величины менее 0,005%. ры выбираются по следующим зависимостям: формула изобретении

3 Оi70; Д=(1 1,5)С О =025Ь"

2cÚÌèÈ) QO д, 45 где заданный параметр дросселирующей щели (отношение пневматических сопротивлений зазоров и дросселирующей щели) . зазор между цилиндром и порш- 50 нем, радиус поршня, внутренний радиус дросселируюшей щели, длина ступени, 55 ширина дросселируюшей щели.

Р..

R0 гдето, - длина продольной выточки, — глубина продольной выточки, 4Р - ширина продольной выточки.

На фиг. 3 изображен третий вариант выполнения устройства, в котором верхняя ступень поршня 23 соединена с двумя 0 нижними ступенями 24 посредством соединения 25, которое может быть выполнено различными способами: склеиванием, пайкой, горячей посадкой, резьбой и т.д.

Оно должно обеспечивать надежную 25 прочность, соосность верхней и нижней ступеней поршня, пневматическую изоляцию дренажного канала от питающего канала. Нижняя ступень выполнена с продольными глухими выточками, а верхняя и З0 средняя выполнены с гладкими боковыми поверхностями. Питающий канал 26 связан с питающей канавкой 27, которая представ,ляет собой полость в теле поршня и сообщена с зазорами 28 и 29 между цилиндром и ступенями поршня через дросселируюшую щель 30. Геометрические . размеры поршня,.цилиндра и дросселирующей щели выбраны по следующей геометрической зависимости: 40

1. Датчик грузопоршневого манометра, содержащий грузовую платформу и цилиндр с поршнем, имеющем питакмций канал, питающую канавку, преиажиый канали дренажные канавки, отличающийся тем, что, с целью повышения точностй и надежности показаний, в нем поршень выполнен трехступенчатым, а каждая ступень образует с внутренней поверхностью цилиндра цросселируюший канал, причем питающая кайавка расположена между дренажной канавкой, выполненной в верхней части поршня и дренажной канавкой, выполненной в нижней части поршня, которые соединены между собой дренажным каналом.

2. Датчик по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что каждая ступень поршня имеет два участка разного диаметра, причем участки с меньшими диаметрами двух верхних ступеней образуют питающую канавку, а участки с большими диаметрами двух нижних ступеней образуют дренажную канавку.

3. Датчик по и. l, о т л и ч а юшийся тем, что каждая ступень поршня имеет продольные глухие выточки, в двух верхних ступенях открытые навстречу питающей канавке, а в нижней ступене открытые со стороны, нижнего торца поршня.

4. Датчик по и. l, о т л и ч а юшийся тем, что в нем питающая канавка выполнена в виде полости в теле поршня, снабженной радиальной дросселирующей щелью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 114788, кл. (j 01 t 7/16, 18. 1 1. 57.

2. Авторское свидетельство СССР № 566154, кл. g 01 7/16, 11.11.75 (прототип).

Составитель 3. Крысанова

Техред Ж.Касгелевич " Корректор С. Щомак

Редактор. Л. Повхан

Филиал HUH "Патент",. r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4412/61 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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