PL56189B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano 5.X.1968 56189 KI 42 k, 10/01 MKP G011 UToUOTbKA Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Mieczyslaw Buczek, mgr inz. Robert Rowinski, mgr inz. Eustachiusz Sniatowski, Jerzy Grzegorzewski Wlasciciel patentu: Instytut Lotnictwa, Warszawa (Polska) Pneumatyczny manometr tlokowy i Przedmiotem wynalazku jest pneumatyczny ma¬ nometr tlokowy, przeznaczony do dokladnych po¬ miarów cisnien w osrodkach gazowych oraz do dokladnego wzorcowania cisnieniowych przyrzadów pomiarowych.Zasada dzialania manometrów tlokowych polega - na zrównowazeniu znana sila pancia sily wywola¬ nej cisnieniem mierzonym, dzialajacym na tlok w kierunku jego osi wzdluznej. Cisnienie panu¬ jace pod tlokiem powoduje przeplyw gazu na zew¬ natrz wzdluz tloka pirzez szczeline obwodowa po¬ miedzy tuleja, a tlokiem.W znanych rozwiazaniach konstrukcyjnych wy¬ tworzenie lozyska powietrznego pomiedzy tuleja i tlokiem, a wiec wyeliminowanie tarcia poimie- dzy nimi, uzyskuje sie przez wprawienie tloka w ruch obrotowy. Stalosc wymiarów szczeliny nie pozwala na wyeliminowanie ruchów poosiowych tloka w czasie trwania pomiarów. Aiby dokonac pomiaru z zadana dokladnoscia, piredikosc poosio¬ wa przemieszczania tloka wzdluz tulei muisi byc* odpowiednio mala.W zwiazku z tym zawór dozujacy winien za¬ pewnic bardzo dokladne dozowanie wydatku. Wia¬ ze sie z tym bardzo klopotliwa obsluga i dlugi czas dokonania pomiaru. Koniecznosc wytworze¬ nia ruchu obrotowego wymaga klopotliwych urza¬ dzen napedowych, bardzo dokladnego zachowania pionowego ustawienia osi tulei oraz symetryczne¬ go ustawienia obciazników wzgledem osi tloka. 90 2 Wszelkie odchylenia od podanych warunków po¬ woduja powstanie sil odsrodkowych na tloku, niszczac w efekcie lozysko powietrzne.Talki sam stain powstaje przy nieprawidlowym wykonaniu tulei i tloka, a zwlaszcza prostolinij¬ nosci ich osi oraz przy zlym wywazeniu dyna¬ micznym tloka. Ponadto ruch obrotowy tloka wy¬ woluje pod nim ruch wirowy gazu, co w efekcie pociaga za soba zmienne cisnienie wzdluz pro¬ mienia na dnie tloka. Taki rozklad cisnienia stwa¬ rza dodatkowo bledy metodyczne przyrzadu.Celem wynalazku bylo opracowanie mainlometru tlokowego wysokiej klasy, pozbawionego wad zna¬ nych mamometrów tego typu, a w szczególnosci wyeliminowanie ruchu obrotowego i poosiowego tloka.Zgodnie z wytyczonym zadaniem opracowano manometr tlokowy, którego tlok lub tuleja, wzglednie tlok i tuleja posiadaja zmienny przekrój tak uksztaltowany, iz pomiedzy nimi powstaja co najmniej dwie szczeliny obwodowe, w których przeplywajace równolegle do osi tloka strumienie gazu tworza poduszki pneumatyczne, nie dopusz¬ czajac do kontaktu mechanicznego pomiedzy tlo¬ kiem i tuleja. , Manometr tlokowy pneumatyczny wedluig wy¬ nalazku nie wymaga ruchu obrotowego tloka w czasie dokonywania pomiaru, gdyz zlikwidowanie kontaktu mechanicznego tloka i tulei zapewniaja poduszki pneumatyczne. Szylbkosc ruchu poosiowe- 56 18956189 go tloka jest uzalezniona od pojemnosci zbiornikóiw i moze byc praktycznie wyeliminowana. Dziej: zmiennej srednicy tloka, manometr nie wymaga zaworu dozujacego tak precyzyjnego jak w rozwia¬ zaniach znanych. W zwiazku z tym, czas potrzeb¬ ny na dokonanie pomiaru jest znacznie krótszy.Równiez dzieki zmiennej srednicy tloka, mozli¬ wym jest dokonywanie jomiaru w zakresie od¬ chylen kilku procent od nominalnej wartosci, przez dolozenie lub zdjecie ze stolu tloka obciazników ,lfez^Vrzesfta,w,iaInia zaworu dozujacego. Wykona¬ nie stosunkowo krótkich wycinków tulei w miej¬ scach, w których tworza sie poduszki pneuma¬ tyczne, mimo wymaganej znacznej dokladnosci, nie nastrecza problemów technologicznych. Nie- obracajacy sie tlok znacznie upraszcza ewentualne podwieszenie go na ramieniu wagi i w zwiazku z tym umozliwia automatyzacje pomiaru oraz za¬ stosowanie manometru do pomiaru malych cis¬ nien lulb podcisnien.W przypadku pomiaru bardzo malych cisnien, celem wytworzenia odpowiednio nosnych poduszek pneumatycznych, stosuje sie odsysanie gazu przez polaczenie otworów wylotowych z urzadzeniem wytwarzajacym podcisnienie.Istota wynalazku jest blizej wyjasniona w przy¬ kladowym rozwiazaniu na Tysumku, który przed¬ stawia manometr tlokowy w przekroju podluznym.Jak pokazano na rysunku, tlok 1 umieszczony jest w tulei 2 osadzonej na ipodstawie 3 za pomoca tulei zewnetrznej 4, na której znajduje sie uszczel¬ niajaca nakretka 5. Na tloku 1 znajduje sie stól 6, pod którym umieszczony jest ogranicznik 7 zwiazany z tuleja 2. Z uwagi na zmienna geome¬ trie tloka 1 i tulei 2 powstaly pomiedzy nimi szczeliny 8, 9, 10, 11, 12 oraz komory wejsciowe 13 i 14 i wyjsciowe 15 i 16. Komora wejsciowa 13 oddziela szczeliny 8 i 9, natomiast komora wejscio¬ wa 14 oddziela szozeliny 10 i 11.Komora wyjsciowa 15 oddziela szczeliny 9 i 10 a komora wyjsciowa 16 oddziela iszczelimy 11 i 12.Powierzchnie przekroju szczelin 9, 10, i 11 sa sobie równe, natomiast (powierzchnie pirzetoroju szczelin 8 i 12 sa wieksze od powierzchni przekroju szcze¬ lin 9, 10 i 11. Komory wyjsciowe 15 i 16 polaczo¬ ne sa szeregiem otworów 17 i 18 z otoczeniem, a komory wejsciowe 13 i 14 — szeregiem otworów promieniowych 19 i 20 z komora stabilizacyjna 21, istniejaca pomiedzy tuleja 2 i tuleja zewne¬ trzna 4..Komora stabilizacyjna 21 polaczona jest ze zródlem zasilania niepokazanym na rysunku po¬ przez przewód zasilajacy 22 i zawór dozujacy 23.W podstawie 3 wykonany jest otwór 24, laczacy obszar pod tlokiem z przyrzadem, na przyklad wzorcowanym (nie pokazanym na rysunku).Gaz ze zbiornika zasilajacego (nie 'pokazanego na jrysumku) (przez zawór dozujacy 23 i przewód za¬ silajacy 22 przedostaje sie do iRomory stabilizacyj¬ nej 21, w której zachodzi wyhamowanie strumie¬ nia i ustalenie cisnienia.. Z komory stabilizacyjnej 21 gaz pnzeplytwa otworami 19 i 20 równomiernie (rozlozonymi na obwodzie tulei 2 do komór wej¬ sciowych 13 i 14.W komorach wejsciowych 13 i 14 nastepuje spietrzenie gazu i powstanie równomiernego cis¬ nienia wokól tloka 1 oraz pod tlokiem 1 i w przy¬ rzadzie wzorcowanym (nie pokazanym na rysunku). 5 Z komory wejsciowej 13 gaz przeplywa szczelina 9 do komory wyjsciowej 15, z której otworami 17 przedostaje sie do otoczenia. Z komory wejsciowej 14 gaz przeplywa przez szczeline 10 do komory wyjsciowej 15, z której otworami 17 przedostaje 10 sie do otoczenia oraz przeplywa szczelina 11 do komory wyjsciowej 16.Z uwagi na duze dlawienie przeplywu w szcze¬ linie 12, gaz z komory wyjsciowej 16 wyplylwa do otoczenia Otworami 18. Przeplywajacy gaz przez 15 wyraznie wyodrebnione szczeliny 9, 10 i 11 wy¬ twarza w nich poduszki pneumatyczne pomiedzy tlokiem 1 i tuleja 2. Poduszki te ustawiaja tlok 1 w osi tulei 2, co powoduje zanik tarcia pomie¬ dzy tlokiem 1 i tuleja 2. W chwili, gdy cisnienie 20 gazu w komorze wejsciowej 13, a tym saniym i pod tlokiem 1 osiagnie odpowiednia wartosc, na¬ stepuje zrównowazenie sily ciezkosci tloka 1 wiraz z ewentualnym obciazeniem umieszczonym na sto¬ le 6 tloka 1 przez parcie pod tlokiem 1 i sily tar- 25 cia gazu o tlok 1 w szczelinach 9, 10 i 11. Wówczas tlok 1 przesunie sie w góre, zajmujac okreslone polozenie równowagi.Przy wzroscie cisnienia zasilania w komorze wejsciowej 13 regulowanego zaworem dozujacym so 23, jednoczesnie wzrosnie cisnienie pod tlokiem 1, co powoduje daliszy ruch tloka 1 w góre. Ruch tloka 1 powoduje zmniejszenie dlugosci szczeliny 10, a tym samym zmniejszenie dlawienia w niej.Ta izmiana dlawienia pociaga za soba zwiekszenie 35 wydatku przeplywajacego gazu, co w konsekwen¬ cji powoduje zmniejiszenie cisnienia w komorze wejsciowej 13 i pod tlokiem 1.Proces ten bedzie tak dlugo trwal, az ustali sie " nowe polozenie równowagi tloka 1, przy czym 40 cisnienie pod tlokiem osiagnie wartosc jaka po¬ siadalo przed zmiana cisnienia zasilajacego. Przy zmniejszeniu cisnienia w komorze wejsciowej 13, ruch tloka 1 i zwiazane z tym ruchem konsek¬ wencje w szczelinie 10 maja charakter przeciwny. 45 W Obu przypadkach zmiany cisnienia zasila¬ nia poiwoduija zmiany polozenia tloka 1 okreslone jednoznacznie, przy czym cisnienie pod tlokiem ma te sama wartosc. Pomiar cisnienia pod tlokiem, a tym samym w przyrzadzie wzorcowanym odbywa 50 sie wtedy, gdy tlok jest w bezruchu w dowolnym polozeniu, bez kontaktu mechanicznego stolu 6 z ogranicznikiem 7., Wartosc cisnienia pod tlokiem 1 otrzymuje sie przez podzielenie wartosci sily ciezkosci tloka 1 55 i stolu 6 wraz z obciaznilkami przez powierzchnie skuteczna tloka 1. Zmiana ciezaru obciazników przy stalym polozeniu zaworu dozujacego 23 po¬ woduje ruch tloka 1 i zwiazane z tym ruchem zmiany dlawienia w szczelinie 10, pociagajac za 60 soba przyrost (dodatni lub ujemny) cisnienia pod tlokiem 1, az do ustalenia nowego polozenia rów¬ nowagi.Z uwagi na ograniczony skok tloka 1 w zakresie pomiarowym zmiany cisnienia na skutek zmiany 65 polozenia zaworu dozujacego 23 przy stalym cieza-56 189 rze obciazników oraz izmiany ciezaru obciazników przy stalym .polozeniu zaworu dozujacego 23 moga odfbywac sie w malych granicach, rzedu kilku procent wartosci nominalnych. Realizacja nowego zakresu pomiarowego zachodzi ma drodze zmiany cisnienia w komorze wejsciowej 13 przez ustawie¬ nie w inne 'polozenie zaworu dozujacego 23. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Pneumatyczny manometr tlokowy z tlokiem ob- 6 ciazanym pionowo, 'usytuowanym w tulei, zna¬ mienny tym, ze tlok (1) luJb tuleja (2), wzglednie tlok (1) z tuleja (2) posiadaja zmienny przekrój tak uksztaltowany, iz pomiedzy minii powistaja 5 co najmniej dwie szczeliny obwodowe (9 i 10), oddzielone komora wyjsciowa (15), odprowadza¬ jaca gaz do otoczenia, w których przeplywajace strumienie gazu tworza poldaiszlki pneumatyczne, nie dopuszczajace do ikontalkitu mechanicznego niie- io dzy tlokiem (1) i tuleja (2).KI. 42 k, 10/01 56 189 MKPG011 ZG „Ruch" W-wa. zam. 933-68 nakl. 380 egz. PL