JPH02504068A - 圧力標準化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 圧力標単化装置 本発明はクレーム１の分類部分に説明される圧力標準化装置に関する。

１９８０　年、　”ルリンにおいて、Ｊ、ヘングステンバーグ；Ｂ、スターン、 ｏ、ウィンクラ−氏の著書「化学工学における測定、制御及び調整」第３版、第 １巻。

１１２〜１１７頁には、円筒形ピストンが開口を介して閉鎖型油充填シリンダー 内に結合し、もうひとつの開口によって圧力Ｐがその、シリンダーに作用するよ うにしたピストンマノメータが開示されている。

垂直方向のピストンには、重９ががけられる。この配置では、一方では摩擦が生 ぜず、他方では、流体が逃げないので、開口部のピストンのシールに関して、種 々の問題が生じる。従ってこのピストンは普通、圧力がかかる前に回転し、それ が摩擦レベルを低下させる。このピストンとシリンダーとの間の摩擦はさらに、 空気、又は流体が加圧状態でクリアランス内へ迅速に導入されることによっても 減退する。

さらに、流体から気体へ変換する時、ガス圧を測定する場合にもうひとつの問題 が生じるので、この場合、そのガスが不活性ガスでなければ、特殊な予防手段を とらなけれ１げならない。又、流体から気体へ変換する場合でさえ、シリンダー 内のピストンの高さの位置が限定されないために問題が生じる。従って、ピスト ンの上下方向の過度の動きを止める必要がある。

ドイツ特許出願公開公報（ＤＥ−Ｏ３）第３５１．４９１１号は、気体状媒体に よシピストンに作用する圧力を測定するもうひとつの圧力測定装置を示しており 、この場合、ピストンは、軸受に加圧流体が供給されるという事実により軸受内 で実際に摩擦のない方法でシリンダー内を案内され、そのピストンは力測定手段 に作用する。ガスを含むシリンダー室へ流れた軸受流体は、その配置では調整し た方法で排除される。

もうひとつの実施例において、加圧ガスは軸受へ供給され、シリンダー室へ流れ る軸受ガスは、シリンダー室に接続した導管内の圧力を上昇させるために使用さ れる。力測定手段は行程移動を行うことなしに実際に作動するので、実際上、ピ ストンの動きも生ぜず、ピストンの位置も移動しない。

本発明は、補正又はテスト装置を提供するという目的に基づいておシ、その構造 は著しく簡単で、従来の装置に比べて高度の精度を維持する。

本発明の目的は、クレーム１の特徴部分の特徴を有する補正又はテスト装置によ シ達成することができる。

本発明に従った装置の好ましい開発事項は、従属クレームの特徴を構成する。

シリンダー内のピストンに対する静水力学的、又は気体静力学的軸受装置は実際 に、摩擦がないので、ピストンを回転移動させる必要がない。液体は調整状態で 排出されるので、液体を軸受流体として使用することができる。圧力を発生させ るために軸受流体を使用する時には、この配置は特に簡単なものとなる。本発明 に使用される高さ調整効果は、シリンダー内のピストンの高さを正確な位置に位 置づけるので、そのピストンはシリンダーの端部に当接することもなく、その軸 受から上方へ移動することもない。

本発明に従った補正又は、テスト装置の他の特徴及び効果は、図面に関連して説 明した実施例の次の説明から明らかとなるであろう。

第１図はガス圧標準化装置の原理を示す部分断面図でちり、 第２図は第１図に示す実施例に基づいたガス圧標準化装置の実際の実施例でちり 、 第３図はガス圧、又は液体圧標準化装置のもうひとつの実施例の特に簡単化した 構造である。

第１図は本発明の第１実施例に従ったガス圧標準化装置１０を示し、ベース表面 上に支持されたシリ７ダー１２を有し、そのシリンダー内で、ピストン１４が実 際に摩擦のない方法で案内される。ピストン１４には、補正重り４６がかけられ る。シリンダー１２の内部には、加圧室３０が形成され、その加圧室はガス、特 に空気で満され、それは導管４８により、例えば圧力測定セル（第２，３図）の ような、補正、又はテストされる装置部材に圧力Ｐをかける。

この圧力は基本的には、補正重り４６と、ピストン１４の下端面１６の面積とに よって決定される。

ピストン１４は、例えばドイツ特許出願公開公報（ＤＥ−Ｏ８）第３］４３９］ ９号又は３５１４９１３号から判るように、静水力学的軸受２０によって実際に は摩擦のない方法でシリンダー１２内を案内される。その目的のために、例えば 油のよりな軸受液が加圧状態で、ポンプ２４及び供給導管２６によって閉鎖タン ク２２から供給される。軸受液の一部はポケット４４にたまる。しかしながら、 軸受液は又、ピストン表百１６の下に位置する加圧室３０へ流れ、時間がたつに 従って、その加圧室は軸受液で満され、これは測定結果に悪影響を与えることに なる。従って、この配置は、加圧室３０から軸受液を制御状態で戻す。その目的 のために、導管３２は加圧室３０から閉鎖した捕集タンク３４へ通じ、この捕集 タンクはかくして、加圧室３０と同じ圧力となる。タンク３４内の軸受液の量は 、ここで所定レベルで一定に保持される。

その目的のために、タンクは液面検知装置３６を有し、この装置は例えば、浮子 の形に作られ、その位置は好ましくは、光学的に、又は電気的に検知される。所 与の液面をこえると、調整装置３Ｂが作動して、軸受液の液面が基準レベル＝９ 再び低くなるまで、好ましくはモータ４０によシ流出升４２を開く。

そこで、軸受液はタンク２２へ戻され、かくして、軸受液を補給する必要のない 閉鎖システムを提供する。

加圧室３０から軸受液が調整されながら排出されることによシ、加圧状態にある 量は変化しないので、この装置は高度の精度を提供する。導管４８はシリンダー １２の底端部を幾分こえて突出するので軸受液が導管４Ｂ内へ流入することはな い。

この装置の上に異なる種々の補正室シ４６をのせることによシ、正確に限定した 圧力が生じ、その圧力がテスト部材にかけられ、その表示値が通常の補正曲線、 又はテスト曲線をプロットする。

本発明に従った装置の原理について、これまで第１図に関連しながら説明してき たので、ここで、実際の構造に近い本発明に従った補正又はテスト装置の実施例 の概略図である第２図を参照してみる。第１図に関連してすでに説明した部材は 、ここでも同一符号で示し、ここではそれ以上詳述しないことにする。

第１図に示す実施例の他に、第２図に示す補正又はテスト装置は、一方では重量 補償手段５４を有し、他方では、位置調整手段７０を有する。

補償手段５４は特に、ピストン１４の重量を補償する。この目的のために、種々 の装置が考えられるけれども、その１つの例として選択された構造体は、固定位 置に装着された２本のアームレバー５６を有し、そのレバーの一端は、はぼＵ字 形部材５２によシピストン１４にピボット状に接続し、他端には、補償重シ５８ が配置され、これは補正室シ４６がない場合、平衡状態を正確に生じさせる。

第２図は又、補正又はテストされる圧力測定セル６０を示し、これは導管４８内 の圧力を受ける。基本的な設定を行うために、調整部材ε２により設定される圧 力に達するまで、ガス、特に空気が、例えばモーターＭによって駆動されるポン プ６４から供給される。補正室シ４６の大きさが増すと、ピストン１４は、それ が遂に、導管４８の接続供給部分に当接するまでシリンダー１２内を押圧される 。ハプニングを防止し、ピストン１４をシリンダー１２内で正確な位置に保持す るために、ピストン１４の上縁には、パッシブマーキング、即ち、光学的、磁気 的、或いは電気的センダー８０が備わっており、これはそのセンダー８０とは対 向関係で、シリンダー１２の上級にちる突起に装着されたセンサー７８によシ感 知される。このセンサー７８は調整装置を備えておυ、これは電線７６を介して 、ピストン１４が高すぎるか低すぎるかによって一方又は他方へモーター７４を 回転駆動させる。モーター７４は制御部材７２を移動させ、この制御部材は、ピ ストン１４がその正確な位置、即ちゼロ位置に違するまで、ガス、特に空気を加 圧導管６８によシ導管４８へ供給する。このようにして、補正室シ４６が変化す ると、ピストン１４は自動的に調整され、再び正確な位置へ戻る。

自動調整手段５０が図示の実施例に示されている。

しかしながら、制御部材７２の手動による駆動によってピストン１４の位置づけ を調整することもできる。

第３図は本発明のもうひとつの実施例であって、特に簡単な設計を示す。この実 施例は、シリンダー１２内でピスト／１４を静水力学的に、又は気体静力学的に 支持する軸受流体が、圧力が中程度と々るのと同時に使用されるという基本的概 念を使ったものである。この場合、軸受流体はガスであっても、液体であっても よいが、ガスは、それが圧力測定セル６０に対して化学的悪影響を有しないとい う効果を有する。

この実施例では、軸受液は調整状態で放出される必要はないので、その目的のた めに第１図と第２図にお込で使用した部材は省略でき、従って、著しく簡単な構 造となる。

補正又はテスト装置９０のこの実施例において、モーターで駆動されるポンプ２ ４により、所与のベース圧が支持位置に作用する。軸受流体が静水力学的、又は 気体静力学的軸受を介して漏れることによシ、加圧室３０は軸受流体で満たされ るので、最後にそれに対応する圧力が、導管４８によシ、テスト部材、特に圧力 測定セル６０に作用する。

ピストン１４は調整手段７０によシ再び正確に位置づけられる。

この実施例はまた、第２図に示すような重量補償手段５４をも使用することがで きる。

最後に、ピストンとシリンダー壁、又はその開口との間の接触を防ぐためには、 空気を加圧状態で滑らかな油支持体内へ注入するだけでは不十分であることを指 摘する。この装置の上に配置される補正重り４６を非鏡対称におくことによシ、 ピストンが７リンダー壁に対して支持される。

第１図乃至第３図に示すように、本発明に従った静水力学的、又は気体静力学的 軸受装置は、２個の間隔をおいて位置する軸受リング２０ａ　、　２０ｂを有し 、それらの間に、環状ポケット４４が形成され、このポケットは、例えば穴４５ （第３図）のために、圧力を有しない。

第１図に示すように、軸受リング２０ｍ　、　２０ｂへの導管２６の出口はそれ ぞれ、軸受流体の供給と戻シを遅らす絞９手段を備えている。それは、ピスト／ １４が傾斜位置を呈した場合、ピストンと支持チャンネルとの間の間隙が非対称 となることを意味し、その場合、狭い位置には高圧が生じ、広い位置には低圧が 生じ、かくして、ピストンは垂直位置へ戻る。

静水力学的軸受装置をさらに改善するために、各軸受チャンネル２０ｍ　、　２ ０ｂを再び、絞り手段に：りそれぞれ供給される３本の互いに平行な個々のチャ ンネルに分割することもできる。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）１．　　＠許出願の表 示 第ＰＣＴ／ＤＥ８８１００２７６号 ２、発明の名称 圧力標準化装置 ３．４！許出願人 住　所　　ドイツ連邦共和国ディー８９００・アウグスブルク・シュテツンリン ガーシュトラーセ・７０名称フフイスター・ゲーエムベーハー 秀和溜池ビル８階 山川国際特許事務所内 浄書（内容に変更なし） 補正明細書 説明文の３ａ　　ページ（ドイツオリジブル本文の３頁の９行目のあとに挿入す ること）。

ＧＢ−Ａ−２０５６０９８号は、７す／ダーとピストンとで成り、ピストンがシ リンダーに接触しないようにピストンの負荷が変化してもそのピストンの高さが 一定に保持されるようにした圧力標準化装置を開示している。シリンダーの下方 部分には、加圧スペースが形成され、この加圧スペースはダクトを介して加圧流 体に接続し、ピスト／に補正マスを加重することによシ、加圧スペースの圧力を 決定することができる。ピストンの一定の高さ、又はゼロ位置はそれぞれ、指示 装置によシ決定され、その位置は流体を加圧スペースへ供給することによって保 持される。

しかしながら、上下ダイアフラム間にピストンをしっかりとはさみこんでピスト ンを案内することは、好ましくない。この型の支持体では、ダイアフラムの変形 抵抗により、読みに狂いが生じ、力測定装置の測定精度を低下させる。ピストン を固定状態で締めつけるダイアフラムの場合、ピスト、ンの移動を最低限にする には、所定の高さ位置を保持する高さ調整を非常に正確に設計しなければならな い。さらに、これらのダイアフラムに対する支出も高価である。

（発明の目的に関するオリジナル文の３頁１０行に続く）。

補正請求の範囲 請求の範囲 １　シリンダーと、そのシリンダーの上部開口を通ってピストンが最低限の摩擦 量でもって案内される事と、ピストンの内端面とシリンダーの端部との間には、 加圧室が形成され、導管によシその加圧室から正確々圧力が伝達される事と、そ の圧力はピストンに正確に限定した力をかけることによって、特に、ピストンの 上に補正型シをのせることによって決定される事と、ピストン（１４）は、その ピストン（１４）にかかる負荷が変化しても、流体が導管（４８）へ供給された り、そこから排出されたりしても、調整装置（７０）によシ高さが正確に一定位 置に保持される事と、ピストン（１４）はシリンダー（１２）内に静水力学的に 、又は気体静力学的にそれぞれ支持され、静水力学的、又は気体静力学的軸受（ ２０）から加圧室（３０）へ流れる軸受流体は、導管（４８）内に圧力を生じさ せるために使用されることで成る圧力標準化装置。

２、　重量補償手段（５４）はピストン（１４）の重量を補償するために備わっ ていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の圧力標準化装置。

３、　加圧室（３０）へ流入する軸受流体は、制御された方法で排除されること を特徴とする請求の範囲第１又は２項に記載の圧力標準化装置。

４、　加圧室（３０）は導管（３２）により収集タンク（３４）に連絡し、加圧 室（３０）へ流れた液体はその収集タンク（３４）へ排出され、収集タンク（３ ４）内の液面は液体を調整された方法で排出することにより一定に保持されるこ とを特徴とする請求の範囲第３項に記載の圧力標準化装置。

５、　流出弁（４２）は液面表示手段（３６）によりその伝達能力が調整される ことを特徴とする請求の範囲第３、又は４項に記載の圧力標準化装置。

６、　軸受液のために閉鎖供給タンク（２２）が備わっており、その夕／りから 液体は軸受（２９）へ吐出され、加圧室（３０）から排除された軸受液は調整さ れた方法で供給タンクへ排出されることを特徴とする請求の範囲３〜５のいずれ か１項に記載の圧力標準化装置。

７、　導管（４８）はシリンダー（１２）の底部ニジ上方へ突出することを特徴 とする、前述の請求の範囲のいずれか１項に記載の圧力標準化装置。

８、　調整手段（７０）は調整装置付高さ位置センサー（７８、８０）を有し、 これはその外側に配置され、流体を導管（４８）へ供給したシそこから排出した りするため制御部材（７２、７４）を加勢することを特徴とする、前述の請求の 範囲のいずれかに記載の圧力標準化装置。

９、　調整された圧力供給装置（６２、６４）はベース圧を生じさせるために、 導管（４８）に接続することを特徴とする、前述の請求の範囲のいずれかに記載 の圧力標準化装置。

１０、静水力学的、又は気体静力学的軸受装置は、はぼ圧力を有しない環状ボケ ツ）　（４４）により互いに分離される２個の間隔をおいて位置する円形軸受列 （２０ａ　、　２０ｂ）で成ることを特徴とする、前述の請求の範囲のいずれか に記載の圧力標準化装置。

手続補正書Ｃ差式） 名称（氏名）フ゛ンイスター・ケ゛−工瓜べ−ｔ（−ら、補正の対象 手続補正書（ケ欠） 名称（氏名）フＯ／イア−９−・ケ゛ニエムベ′−八一国際調査報告 国際調査報告 ＤＥ８ε００２７６ ＳＡ　　２２００４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．シリンダーと、そのシリンダーの上部開口を通ってピストンが最低限の摩擦 量でもつて案内される事と、ピストンの内端面とシリンダーの端部との間には、 加圧室が形成され、その加圧室から導管により正確な圧力が伝達される事と、そ の圧力は、正確に決定された力をピストンにかけることによつて、特に、そのピ ストンの上に補正量りをのせることによつて決定される事とで成り、前記ピスト ン（１４）は、導管（４８）へ流体が供給されたり、排出されたりするてとによ りピストン（１４）上の負荷が変化する場合でさえ、調整装置（７０）により高 さが正確な接触位置に保持される事を特徴とする、圧力標準化装置。 ２．ピストン事の重量を補償するために、重量補償手段（５４）を備えているこ とを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の圧力標準化装置。 ３．ピストン（１４）はシリングー（１２）内に静水力学的に支持され、加圧室 （３０）へ送られる軸受液は調整した方法で排除されることを特徴とする、請求 の範囲第１又は第２項に記載の圧力標準化装置。 ４．加圧室（３０）は導管（３２）により収集タンク（３４）に連絡しており、 その加圧室（３０）へ漏れた液体は前記収集タンクヘ排出され、収集タンク（３ ４）の液面は調整した方法で液体を排出することにによつて一定に保持される事 を特徴とする、請求の範囲第３項に記載の圧力標準化装置。 ５．流出弁（４２）は液面表示手段（３６）によりその伝達能力が調整されるこ とを特徴とする、請求の範囲第３項、又は第４項に記載の圧力標準化装置。 ６．軸受液のために閉鎖供給タンク（２２）が備わつており、そてから液体が軸 受（２０）へ吐出され、加圧室（３０）から排除された軸受液は調整された方法 で加圧室へ排出されることを特徴とする、請求の範囲第３〜５項のいずれか１項 に記載の圧力標準化装置。 ７．導管（４８）はシリアグー（１２）の底部より上方へ突出するてとを特徴と する、前述の請求の範囲のいずれか１つに記載の圧力標準化装置。 ８．静水力学的、又は気体静力学的軸受（２０）から加圧室（３０）へ流れる軸 受流体は、導管（４８）内に圧力を発生させるために使用されることを特徴とす る、請求の範囲第１項又は２項に記載の圧力標準化装置。 ９．軸受流体はガスであるてとを特徴とする、請求の範囲第８項に記載の圧力標 準化装置。 １０．軸受流体は液体であるてとを特徴とする、請求の範囲第８項に記載の圧力 標準化装置。 １１．前記調整手段（７０）はその出力側に配置された調整装置付高位センサー （７８，８０）を有し、それは流体を導管（４８）へ供給したり、そこから排出 したりするため制御部材（７２，７４）を加勢することを特徴とする、前述の請 求の範囲のいずれか１項に記載の圧力標準化装置。 １２．調整式圧力供給装置（６２，６４）は、ペース圧を発生させるために導管 （４８）に接続することを特徴とする、前述の請求の範囲のいずれか１項に記載 の圧力標準化装置。 １３．静水力学的、又は気体静力学的軸受装置は、ほぼ圧力を有したい環状ポケ ット（４４）により互いから分離される２列の間隔をおいて位置する円形軸受列 で成ることを特徴とする、前述の請求の範囲のいずれか１項に記載の圧力標準化 装置。 １４．各軸受列は再度、複数の相互に平行な円形軸受チヤンネルに分割さコれる ことを特徴とする、請求の範囲第１３項に記載の圧力標準化装置。 １５．軸受流体は絞り手段（２１）により軸受列（２０８，２０ｂ）へ、又は軸 受チヤンネルへ供給されることを特徴とする、請求の範囲第１３、又は１４項に 記載の圧力標準化装置。