SU53909A1 - Устройство дл сравнени грузовых манометров между собой - Google Patents

Description

Поршневые манометры, примен емые дл  проверки пружинных мано метров и служащие дл  измерени  давлений с наибольшей точностью, градуируютс  сами по эталонному ртутному манометру. Градуировка заключаетс  в определении величины площади давлени  и подгонки веса действующего на эту площадь груза. Так как величина рабочей площади зависит не только от величины нормального сечени  поршн , но также и от величины кольцевого сечени  сло  жидкости, прилипающей к боковой поверхности поршн , то производить определение рабочей площади путем линейных измерений не представл етс  возможным. Поэтому у поршневых манометров сравнивают сначала величину воспроизводимого ими давлени  с высотой ртутного столба эталонного манометра и на основании полученных данных вычисл ют уже рабочую площадь, но так как ртутными манометрами можно измер ть давление в пределах всего нескольких KZJCM-, то градуировать непосредственным сличением с эталоном можно только поршневые манометры с пределом измерени  не более нескольких

дес тков кг см-. В виду этого градуировка манометров высоких давлений осуществл етс  косвенно, путем последовательных сравнений р да поршневых манометров друг с другом, начина  с наименьшего, проверенного по ртутному эталону, с постепенным переходом к приборам большей мощности . В результате такой проверки происходит накопление погрешностей в определении величины рабочих площадей и потому точность манометров высоких давлений значительно снижаетс .

Предлагаемое устройство дл  сравнени  грузовых манометров имеет целью дать возможность подн ть точность образцовых манометров до уровн  точности ртутных приборов.

Дл  этого устройство снабжено камерой , св занной со сравниваемыми манометрами посредством трубопроводов с трехходовыми кранами, соответствующее управление которыми дает возможность одновременной работы одного из сравниваемых манометров на газообразной, а другого на жидкой среде, или обоих, как на жидкой, так и на газообразной.

На чертеже фиг. 1 изображает схему

устройства дл  сравнени  грузовых манометров между собою, фиг. 2-ход лучей в плане.

Два поршневых манометра А и Б с диференциальными поршн ми 3 и 4, вращающимис  в колонках / и 2, имеют рабочие площади поршней различной величины, выраженные в дес тых дол х см . Поэтому небольшими грузами 55 и 54 можно производить высокое давление в 500 и 1000 кг .слг. Манометр А соединен со специальной камерой 9 трубопроводом 5, 6 и 7, имеющим в середине трехходовой кран Ю, позвол ющий соедин ть манометр Л то с верхней частью камеры, то с нижней ее частью. Манометр Б точно так же соединен с камерой 9 трубопроводом //, 12 и 13, имеющим кран 73. Сама  камера 9 соединена с прессом 16 трубопроводом 18 с вентилем 19 и трубопроводом баллоном 21 со сжатым газом. Манометры А и Б кроме того имеют трубопроводы 23 и 24, непосредственно соедин ющие их с прессом 16. Дл  отключени  предусмотрены вентили 25 и 26, Пресс снабжен сливной трубкой 27 с вентилем 28, соединительной трубкой 29 с краном 30, идущей к насосу 31, и трубкой 36 с вентилем 57 дл  присоединени  другого провер емого поршневого манометра. На головках поршней 5 и поставлены центрально диоптры 38 vi 39 в виде цилиндрических стержней из прозрачного материала, на которых нанесены по одному кольцевому непрозрачному штриху. Диоптры освещаютс  с боков пучками параллельных лучей из прожекторов 40 и 4L Кольцевые штрихи проектируютс  в виде отрезков пр мых линий и отражаютс  трехгранными призмами 42 v( 43 в направлении дво ковыпуклой чечевицы 47, в которой , преломл  сь, образуют действительное изображение 48 за ее фокусом (фиг. 2). Это изображение рассматриваетс  в микроскоп (на схеме не показанный) с желаемым увеличением . К нижним концам поршней 5 и 4 прикреплены шарнирно т ги 49 и 50 с грузоприемными тарелками 5/ и 52 дл  накладывани  грузов 55 и 54.

Так как размеры поршней и каналов колонок, к которым они хорошо пришлифованы и могут вращатьс , избраны так, чтобы площади кольцевых сечений зазоров каждого поршн  в верхней и в нижней части колонок были равновелики, то вли ние сло  жидкости, прилипающей к боковым поверхност м поршней, на величину рабочих площадей не должно иметь места. Таким образом, если рабоча  площадь манометра А, представл юща  кольцевой выступ поршн , равный разности геометрических площадей нормальных сечений большего и меньшего цилиндров, образующих поршень, будет сделана в 0,1 сж- а рабоча  площадь поршн  Б-в 0,2 см-, то при нагрузке первого поршн  в 50 кг, а второго в 100 кг они должны производить одинаковое давление на жидкость, наход щуюс  под поршн ми. Сжима  жидкость в прессе 16 и подвод  ее по трубопроводам 23 и 24 под поршни, создают под ними такое давление, чтобы поршни подн лись и, враща сь, плавали на слое жидкости. Если величины рабочих площадей и сечений каналов сделаны точно по заданию, а вес грузов подогнан точно в соответствии с величиной площадей, то должно наблюдатьс  равновесие давлений в обоих манометрах, что будет замечатьс  по неизменности положени  поршней, определ емого неизменностью взаимоположени  отрезков 48- проекций кольцевых штрихов диоптров 38, 39 (фиг. 2), но так как технически невозможно вполне точно выполнить размеры поршней и каналов , то такого равновеси  наблюдатьс  не будет, а потому, чтобы определить величину погрешности изготовлени  и измерени , необходимо исключить сначала вли ние прилипающего к поршн м сло  жидкости, дл  чего давление передают через газообразную среду, выключа  запорными .-вентил ми 19, 25 и 26 трубопроводы 25, 24 vi 18 и пуска  в камеру 9 сжатый газ из баллона 21 по трубопроводу 20. Краны 10 и 15 должны быть открыты. Регулиру  редуктором баллона давление газа в камере 9, добиваютс  подн ти  поршней 3 и 4, фиксиру  в микроскоп их взаимонахождение по перемещению штрихов диоптров.

В виду того, что вли ние жидкости на величину рабочей площади будет устранено, так как газ не образует малоподвижного сло  у стенок поршней , как жидкость, то рабочие площади манометров должны в точности соответствовать по величине площад м кольцевых выступов. Так как определение этих площадей может быть произведено с очень большой точностью линейными измерени ми диаметров цилиндрических частей поршней , то при передаче одного и того же давлени  через газообразную среду обоим манометрам, должно наблюдатьс  равновесие давлений. Если этого не получаетс , что может быть объ снено неточностью измерений, то прибавлением добавочного грузика на один из поршней добиваютс  равновеси  давлений и уже по величине грузика устанавливают ошибку в определении рабочих площадей. Измен   величину давлени  и производ  снова уравновешивание, можно с большой точностью установить истинное значение величины рабочих площадей того и другого манометра, но устройство должно работать на жидкости , чтобы получать высокие давлени , так как газова  среда ограничивает невысокий предел давлений, которые можно передавать через ее посредство и, кроме того, при значительных давлени х представл ет большую опасность дл  экспериментаторов . Поэтому необходимо установить величину приращени  рабочей площади при работе прибора на жидкости. Дл  этого выключают трубопроводы 23 и 24, открывают кран 19 и нагнетают в камеру 9 насосом 31 столько жидкости , чтобы уровень ее лежал на одном горизонте с площад ми давлений поршней обоих манометров. Высота положени  горизонта заранее определ етс  и поддерживаетс  в течение всего эксперимента наблюдением за положением штрихов диоптров, отражение которых должно совпадать с нитью микроскопа. В верхнюю часть камеры 9 даетс  из баллона газ под давлением, причем кран 10 должен быть повернут так, чтобы манометр А был соединен трубопроводом 5, 7 с верхней частью камеры, а кран 75 повернут так, чтобы манометр Б был соединен трубопроводом //, 75 с нижней частью камеры. Тогда в манометр А будет поступать газ, а в манометр Б жидкость. Действу  прессом 77 и редуктором баллона 27, можно создать такое давление в камере, при котором будут работать оба манометра, один-на жидкости и другой-на газе, а уровень жидкости в камере будет в неизменном положении , что фиксируетс  по водомерной трубке . камеры, на схеме не показанной .

Уравновешивание давлений в обоих манометрах производитс  добавкой грузика, который и будет определ ть величину вли ни  жидкости на рабочую площадь поршн  манометра К.

Переключа  краны 10 и 75, можно заставить работать манометр А на жидкости и манометр Б на газе и определить величину изменени  работы манометра А при работе его на жидкости. После соответствующей подгонки грузов, в зависимости от новых размеров площадей давлени , производитс  контрольное сличение работы обоих манометров на жидкости.

В случае неполучени  полного равновеси  давлений производитс  уравновешивание его добавкой грузика , определ ющего ошибку предыдущих экспериментов. Эта ошибка должна быть разложена на тот и другой манометры. Теоретический подсчет возможных ошибок показывает, что веро тна  точность эталонного манометра может быть достигнута в пределах 0,001-0,002%, т. е. в 10-15 раз больше, чем у существующих поршневых манометров, точность которых 0,02-0,03%. Предел измерени  эталонного манометра проектируетс  в 100 кг/см, но бесспорно может быть спроектирован и дл  больших пределов измерени .

Дл  исключени  вли ни  на прибор температуры манометры, пресс, резервуар с жидкостью, камера и трубопроводы заключены в термс стат с автоматическим регулированием температуры . Накладывание и сн тие грузов производ тс  автоматически

помощью рамки, приводимой в движение черв чной передачей от мотора. Дл  достижени  посто нства скорости вращени  порщней предусмотрен механизм , состо щий из хвостовика штанги грузодержател  с храповой нарезкой, собачки, сцепл ющей грузодержатель с вилкой, приводимой в движение мотором, и регул тора скорости вращени .

Дл  уравновешивани  грузов предусмотрен механизм дл  накладывани  и снимани  разновесов извне термостата , состо щий из рычажной системы с эксцентриковой передачей.

Таким образом, при описанном устройстве не потребуетс  градуировки поршневого манометра высокого давлени  по ртутному эталону, вследствие чего будут устранены ошибки, неизбежные при методе последовательного сличени . Изменени  в величине рабочих площадей, если таковые произойдут с течением времени, могут быть замечены и величина их может быть определена. Манометр будет обладать наивысшей степенью точности при воспроизведении высоких давлений пор дка 0,001-0,002%.

Устройство может служить дл 

исследовани  вли ни  жидкости на величину рабочей площади порщн  и вли ни  температуры на точность показани , вли ни  в зкости жидкостей , примен емых дл  передачи, давлений, и т. д. и дл  градуировки поршневых манометров высоких давлений пор дка нескольких тыс ч кгсм-.

Предмет изобретени .

Устройство дл  сравнени  грузовых манометров между собой, отличающеес  тем, что, с целью создани , возможности одновременной работы сравниваемых между собой манометров А и Б, одного на газообразной , а другого на жидкой среде или же их обоих, как на жидкой, так и на газообразной среде, применена камера 9, св занна  посредством трехходовых кранов 0 и /5 со сравниваемыми манометрами так, чтобы, в случае подачи в один из манометров газообразной среды через трубопровод 20, соответствующий кран закрывал доступ в него жидкости, подаваемой под давлением по трубопроводу /8 из распределительной камеры пресса /б.

C4J