SU540174A1

SU540174A1 - Cargo piston manovacuummeter

Info

Publication number: SU540174A1
Application number: SU2182346A
Authority: SU
Inventors: Александр Вячеславович Васильев; Юрий Дмитриевич Иванов; Эдуард Иванович Спиридонов; Валерий Алексеевич Туровский
Original assignee: Ленинградский Ордена Красного Знамени Механический Институт
Priority date: 1975-10-17
Filing date: 1975-10-17
Publication date: 1976-12-25

Description

(54) ПУЗОПОРШНЕВОЙ МАНОВАКУУММЕТР(54) PUSE PURPOSE MANOVACUUMMETER

Изобретение относнтс к области измерительной техники, а именно к грузопоршневым приборам дл автоматического воспроизведени абсолютного (и избыточного) давлени , и может быть применено при ностроешга автоматических образцовых грузопоршневых приборов, используемьк в метролг- и дл поверки рабочих мановакуумметров .The invention relates to the field of measurement technology, namely, to cargo-piston devices for automatic reproduction of absolute (and excess) pressure, and can be applied for the development of automatic model-based cargo-piston devices, used in metrolling and for checking working vacuum gauges.

Известны грузопоршневые приборы, содержащие цилиндр с неуплотненным поршнем и набор грузов. Known cargo piston devices containing a cylinder with an unconsolidated piston and a set of goods.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству вл етс грузопоршневой мановакуумметр , содержащий цилиндр с неуплотненным порпшем с рабочей камерой опорного давлени , с входами избыточного давлени и вакуумным входом, систему создарш давлени (разрежени ) воздуха и механизм уравновеишва1ш .The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed device is a piston-type man-vacuum meter containing a cylinder with an unconsolidated pressure chamber with a working pressure chamber, with overpressure inputs and a vacuum inlet, an air pressure (rarefaction) system and an equilibrium mechanism.

Недостатком известного устройства вл етс проседание поршн , т.е. изменение равновесного положени поршн при воспроизведении различных значений давлени , причем проседание порига тем больше, чем больше значение воспроизводимого давлени . Это вление может быть объ снено .тем, что и реальном приборе существуют микроутечки воздуха через кольцевые микронные зазоры между поршнем и цилиндром, которые пр мо Пропорциональны перепаду давлений питани и воспроизводимого давлени . Колшенсаци утечек воздуха в приборе происходит автоматически за счет посто нного пополнени количества воздуха в замкнутом объеме через приоткрытьш канал поршн , т.е. работой прибора в установившемс режиме на расходе, причем, чем больше перепад давлени на переменном дросселе, тем ниже опускаетс поршень, т.е. тем больше приоткрываетс регулирующий канал.A disadvantage of the known device is the piston subsidence, i.e. the change in the equilibrium position of the piston during the reproduction of various pressure values, and the porig subsidence is greater, the greater the value of the reproducible pressure. This phenomenon can be explained by the fact that there are also micro leakages of air through the annular micron gaps between the piston and the cylinder, which are directly proportional to the differential pressure of the feed and reproducible pressure. The air leakage in the device is automatically caused by a constant replenishment of the amount of air in a closed volume through the half-open piston channel, i.e. operation of the device in steady state at the flow rate, and, the greater the pressure drop across the variable throttle, the lower the piston, i.e. the more the control channel is opened.

Это приводит к тому, что в приборе по вл етс статическа ошибка, котора пропорциональна положению пориш или значению воспроизводимого давлени . Кроме того, при больших перепадах давлени на переменном дросселе наблюдаетс излишн колебательность переходного процесса.This leads to the fact that a static error appears in the device, which is proportional to the Porish position or the value of the reproduced pressure. In addition, at high pressure drops on a variable choke, an excessively oscillatory transient process is observed.

Целью изобретени вл етс повыше{ше точности и улучшение динамических характеристик автоматических грузопоршневых приборов дл воспроизведени абсолютного давлени .The aim of the invention is to improve the accuracy and improvement of the dynamic characteristics of automatic deadweight devices for the reproduction of absolute pressure.

Поставленна цель достигаетс тем, что в грузопоршневом мановакуумметре, содержашем цилиндр с неуплотненным 11оршь1ем, рабочую камеруThe goal is achieved by the fact that in the cargo piston man-vacuum meter, which contains a cylinder with an unconsolidated 11, a working chamber

и камеру опорного давлени , выходной канал избыточиого давлени и вакуумный канал, систему создани давлени (разрежени ) воздуха и механизм уравновешивани введен регул тор давлени и регул тор разрежени , каждьш из которых выполнен в виде цилиндра, размещенного в нем поршн и двух камер, рабочей камеры и камеры обратной св зи. При этом камеры обратной св зи обоих регул торов пневматически соединены между собой и с рабочей камерой грузопоршневого мановакуумметра.and a pressure support chamber, an overpressure outlet channel and a vacuum channel, an air pressure (dilution) system and a balance mechanism, a pressure regulator and a vacuum regulator were inserted, each of which is made in the form of a cylinder, a piston located in it and two chambers, a working chamber and feedback cameras. In this case, the feedback chambers of both controllers are pneumatically connected to each other and to the working chamber of the piston-type man-vacuum meter.

Рабочие камеры регул торов давлени и разрежени пневматически сЪединены соответственно с каналом избь уочного давлени и вакуумным . каналом грузопоршневого мановакуумметра.The working chambers of the pressure and vacuum regulators are pneumatically connected, respectively, to the beating pressure and vacuum channels. channel cargo-piston manovacuummeter.

Таким образом, при задании различных значений давлений сохран етс одно и то же положение пориш , и оишбка положени во всем диапазоне значений восгроизводимых давлений будет посто нной . Значение ошибки воспроизведени давлени определ етс значением перепада и по сравнению с действуюшими приборами может быть уменьшена примерно на пор док. Улучшение динамических характеристик прибора в переходном режиме происходит за счет уменьшени колебательности подвижных частей прибора при скачкообразном изменении давлени на входе также за счет уменьшени перепада давлений между входом и выходом прибора.Thus, when specifying different values of pressure, the same position is kept porish, and the position of the error in the whole range of values of reproduced pressure will be constant. The value of the pressure reproduction error is determined by the value of the differential and can be reduced by approximately an order of magnitude compared with the actual instruments. The improvement of the dynamic characteristics of the device in the transient mode occurs due to a decrease in the oscillation of the moving parts of the device with an abrupt change in pressure at the inlet also due to a decrease in the pressure difference between the input and output of the device.

На чертеже приведена принципиальна схема грузопоршневого мановакуумметра с устройством компенсации утечек воздуха.The drawing shows a schematic diagram of a cargo piston man-vacuum meter with an air leakage compensation device.

Грузопоршневой мановакуумметр состоит из цилиндра 1; в котором расположен поршень 2, св занный с платформой нагружени 3. Между поршнем 2 и шшиндром 1 имеютс две камеры камера опорного давлени 4 и рабоча камера (камера обратной св зи) 5. На поршне имеетс Канал в виде кольцевой канавки 6; в цилиндре - каналы в виде радиальных отверстий а-е. К отверсти м а, б, е подведены давлени : давлени вакуума РВС, избыточное давление РПС, опорное давление РОП. соответственно. Отверсти в стенках цилиндра б и г св заны между собой и ресивером 7 трубопроводом 8. Урарчовешивание поршн 2 с платформой 3 осушествлено с помошью рычажной механической св зи, состо щей из коромысла 9, лежащего на призме Ю, на один конец которого опираетс основание поршн 2, а т. установлен противовес И.Cargo piston manovacuummeter consists of cylinder 1; in which piston 2 is located associated with loading platform 3. Between piston 2 and shinsky 1 there are two chambers of pressure support 4 and a working chamber (feedback chamber) 5. On the piston there is a channel in the form of an annular groove 6; in the cylinder - channels in the form of radial holes ae. Pressure (a), vacuum pump pressure, overpressure of the pressurized diaphragm, reference pressure of the flow pressure sensor are applied to the openings a, b, and e. respectively. The holes in the walls of the cylinder b and d are connected to each other and the receiver 7 by a pipe 8. The adjustment of the piston 2 with the platform 3 is carried out by means of a lever mechanical connection consisting of a rocker arm 9 lying on the prism of Yu, the piston 2 base resting on one end and so on. installed counterweight I.

Устройство компенсации утечек воздуха выполнено в-виде двух оданаковьк регул торов - регул тора разрежени (РР) и регул тора давлени (РД), каждый из которых состоит из цилиндра 12 и размещенного в нем поршн 13. На нем имеетс каналв виде кольцевой канав ки., а в цилиндре 12 - каналы в виде радиаль)1ых отвйрстий з-м (РР) и н-с (РД). В регул /орах имеютс замкнутью ка . меры 14 и 15 в РР, 16 и 17 в РД. Отверсти з и о. и и н соединены между собой трубоароводами 18 и 19The air leakage compensation device is made in the form of two single regulator regulators — a vacuum regulator (PP) and a pressure regulator (RD), each of which consists of a cylinder 12 and a piston 13 placed in it. It has a channel in the form of an annular groove. and in cylinder 12 there are channels in the form of a radial) of the first breaks of sm (PP) and nc (RD). In regulators, they are closed ka. measures 14 and 15 in the RR, 16 and 17 in the RD. Hole s and oh. and and n are interconnected by pipe breeders 18 and 19

и к ним подведены давлени питани РП и РВ, соответственно.Отверсти ки л в цилиндре 12 (РР) соединены между собой и Отверстием а цилиндра 1 трубопроводом 20; отверсти р и с в цилиндре 12and the supply pressure of the switchgear and the switchgear is connected to them, respectively. The holes in the cylinder 12 (PP) are connected to each other and to the Hole a of the cylinder 1 by the pipeline 20; holes p and c in cylinder 12

5 (РД) соединены между собой и отверстием б цилиндра 1 трубопроводом 21. Отверсти ми и л в цилинд,ре 18 соединены между собой и с отверстием д цилиндра 1 трубопроводом 22.5 (RD) are connected to each other and to the opening 6 of the cylinder 1 by the pipeline 21. The openings and l into the cylinder, pe 18 are connected to each other and to the opening of the cylinder 1 by the pipe 22.

Перед началом работы прибора подвижные егоBefore you start the device moving it

O элементы - поршень 2 с платформой нагружени 3 привод тс в равновесие таким образом, чтобы отверсти а и б в стенке цилиндра 1, по которым поступают давлен-ш РВС и РПС, были перекрыты телом поршн 2. Затем к прибору подключают компресg сор дл создаш давлени РПС и ;-цва вакуумметрадл создани давлений РВС и РОП.O elements - piston 2 with loading platform 3 are balanced so that the holes a and b in the wall of cylinder 1, through which pressure is applied, are fixed by the body of piston 2. Then the device is connected to the device the pressure of the RPM and;

Дл заданий определенного значени давлени РХ на платформу нагружени накладьтают тарированный пропорционально эффективной, площадиFor assignments of a certain value of pressure PX, the loading platform will impose a calibrated proportionally effective area

0 цоршн 2 груз 23 и после окончани переходного процесса в ресивере 7 и рабочей камере 5 устанавливаетс давление РХ.0 second, the load 23 and after the completion of the transition process in the receiver 7 and the working chamber 5, the pressure PX is established.

Дл по снени работы регул торов разрежени и давлени рассмотрим простейшие }фавнени их 5 равновеси .To clarify the work of the dilution and pressure regulators, we consider the simplest} faults of their 5 equilibria.

Если обозначим Qp - вес поршн 13 регул тора; SP - эффективна площадь поршн 13 регул тора , то дл регул тора разрежеш может быть записано уравнение равновеси :If we denote Qp - the weight of the piston 13 of the regulator; If SP is the effective piston area 13 of the regulator, then the equilibrium equation for the regulator can be diluted:

Рвс-5р-Юр-Рх5р 0Рвс-5р-Юр-Рх5р 0

Откуда давление на его выходе РВС равноWhere does the pressure at its outlet RVS equal

PBC Px-fPBC Px-f

Дл регул тора давлени уравнени равновеси :For the pressure regulator of the equilibrium equation:

PxSp-t-Qp-Pn(fSp 0PxSp-t-Qp-Pn (fSp 0

Откуда давление на его выходе равноWhere the pressure at its outlet is

РПС РХ + -- ЬР Анализ выражений давлений РВС и РПС, поступающих с выходов РР и РД на соответствующие входы (отверсти д и 5 в цилиндре 1) показьюают,, что при задании на выходе прибора любого значени давлени РХ чсегда сохран етс посто н1Пз1м перепад давлений между входом а и выходом в и между входом б и выходом в и он равенRPS PX + - LB Analysis of pressure expressions of RVS and RPS coming from the RD and RD outputs to the corresponding inputs (bore and 5 in cylinder 1) show that when you specify any value of PX pressure at the device output, a constant H1Pz1m difference remains pressure between input a and output c and between input b and output c and it is equal to

(Эр(Er

бр br

. вс ч 5р . sun h 5p

6р 6p

P..LP..L

Р .R .

SP SP

Таким образом, перепад давлени па регулирующем дросселе не зависит от зпачепи воспроизводимого давле 1и и определ етс отноилением веса (массы) поршн 13 регул тора к его эффективной площади, т.е. сохран етс посто нным при воспроизведении любого значени давлет1и из всего диапазона работы прибора.Thus, the pressure drop on the regulating throttle does not depend on the pressure that is reproduced by pressure 1 and is determined by the ratio of the weight (mass) of the piston 13 of the regulator to its effective area, i.e. It remains constant when reproducing any value of pressure from the entire range of the instrument.

Применение в схеме автоматического грузрпоршневого прибора даух вспомогательных рсгуApplication in the scheme of an automatic load piston device doukh auxiliary rsgu