Файл: Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.07.2024
Просмотров: 134
Скачиваний: 0
Рнс. 31. Схема манометра абсолютного давления двумя соосиыми поршневыми группами:
/ — противовес; 2— рычаг; 3 — манометр ВТ-2; 4, 10 — порш ни; 5, 12 — промежуточные втулки; 6, 11 — цилиндры; 7 — рас
тяжка; 8 — пружина жесткости; |
9 — стержень; 13 — камера |
измеряемого давления; 14 — грузы; |
15 — грузопрнемная тарел |
ка |
|
при помощи рычага и противовеса. Измеряемое абсолютное давле ние подается в камеру нижнего цилиндра.
РАБОЧИЙ ЭТАЛОН АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ
Одной из последних разработок В Н И И М является грузопоршневой
манометр абсолютного |
давления, |
предназначенный для примене |
ния в качестве рабочего |
эталона |
абсолютного давления . |
В основном принципиальная схема прибора аналогична схеме, показанной на рис. 31. В качестве уравновешивающего устройства использованы квадрантные весы типа ВЛТК-5000.
Приведенная площадь поршня, воспринимающего измеряемое давление, близка к 20 см2 . Пределы измерения 10—1000 мм рт. ст. Средняя квадратическая погрешность измерения, по данным, при веденным в работе [40], не превышает 0,015 мм рт. ст.
Q—80-1 |
81 |
Г л а в а V I I I . О Б Р А З Ц О В Ы Е Г Р У З О П О Р Ш Н Е В Ы Е
Д И Ф Ф Е Р Е Н Ц И А Л Ь Н Ы Е МАНОМЕТРЫ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МАНОМЕТР ДМП-2,5-4
Д и ф м а н о м е т р ДМП - 2,5-4 класса 0,1 предназначен д л я измерения разности давлений в диапазоне 0—2,5 кгс/см 2 при статических дав лениях до 4 кгс/см2 . Применяется в основном в расходомерных установках д л я измерения перепада давления в дроссельных при борах, а т а к ж е д л я определения потери напора в счетчиках жидко стей при их испытаниях и поверках. Д и ф м а н о м е т р разработан во В Н И И Г К .
|
Рис. 32. |
Схема дифманометра ДМП-2,5-4 клас |
|
||||
|
|
|
са 0,1: |
|
|
|
|
|
/ — пресс |
жидкостный; |
2 — вентили; |
3 — соединитель |
|
||
|
ные |
трубки; 4 — цилиндры; 5 — разделительные |
со |
|
|||
|
|
|
|
суды |
|
|
|
В основу |
прибора |
положена |
схема |
грузопоршневого |
прибора |
||
с двумя взаимно |
уравновешенными дифференциальными |
поршня |
|||||
ми, я в л я ю щ а я с я |
модификацией |
схемы манометра |
абсолютного дав |
||||
ления М А Д |
[37]. |
|
|
|
|
|
|
82
В отличие от схемы (см. рис. 28) манометра МАД , в дифмано -
метрах ДМП-2,5-4 (рис. 32) широкая |
|
часть |
дифференциальных |
|||||||||||||||
поршней расположена ниже узкой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Д и ф м а н о м е т р |
ДМП-2,5-4 |
состоит |
из |
двух |
поршневых |
пар, |
сое |
|||||||||||
диненных |
трубкой. К а ж д а я |
поршневая |
пара |
состоит из |
цилиндра |
|||||||||||||
и дифференциального |
поршня |
с грузоприемным. диском. |
Д а в л е |
|||||||||||||||
ния Рі и Р% разность которых измеряется, подводятся к раздели |
||||||||||||||||||
тельным |
сосудам |
и действуют |
на кольцевые |
поверхности |
диффе |
|||||||||||||
ренциальных поршней. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Если поршни были предварительно уравновешены при некото |
||||||||||||||||||
ром статическом давлении Р0 в обоих разделительных сосудах, то |
||||||||||||||||||
после подачи в разделительные сосуды давлений Рх и Р2 |
равнове |
|||||||||||||||||
сие нарушится и на один из поршней потребуется наложить неко |
||||||||||||||||||
торый |
груз. Если |
Р\>Р2 |
|
подано |
в левый |
сосуд, то груз надо |
нало |
|||||||||||
жить на правый поршень. Уравновесим поршни. В первом |
случае |
|||||||||||||||||
сообщим |
обе поршневые |
пары |
с пространством, в котором |
создано |
||||||||||||||
некоторое избыточное |
давление |
Р0. |
|
Во |
втором |
случае |
подадим |
|||||||||||
в левый цилиндр давление Р\, |
а в правый Р2. |
Запишем |
для обоих |
|||||||||||||||
случаев уравнения равновесия и из них получим: |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
аР = Рг — Р, = |
|
^ |
|
mg • (і — |
+ |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
F'2 (Fi — F i ) |
|
|
|
V |
|
Рм / |
|
|
|
||||
|
|
|
|
+ |
F j F J |
— |
F2F\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( V I I I . l ) |
|
|
|
|
|
— |
|
|
-(P*-Po). |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
F2 ( F 2 |
— F j ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Fl |
и |
Fi' — приведенные |
площади |
узких |
частей левого |
и |
пра |
|||||||||||
вого поршней; F2 |
и F2 |
— приведенные площади широких частей ле |
||||||||||||||||
вого и правого поршней; m — масса |
грузов, |
наложенных |
на |
пра |
||||||||||||||
вый поршень. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Из |
формулы |
( V I I I . l ) |
видно, |
что |
|
если |
первое |
уравновешивание |
||||||||||
поршней |
проводить, подавая |
в |
цилиндры |
обоих |
поршневых |
пар |
||||||||||||
давление Р0, равное Р2, то формула |
примет вид |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Д Р = - Т — ^ |
|
mg(l— |
|
ІІ-Ѵ |
|
|
|
(VIII . 2) |
|||||||
|
|
|
|
F 2 (F, |
— F |
J |
|
\ |
|
Рм / |
|
|
|
|
||||
А если удовлетворить |
условие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Рг |
|
F'2' |
|
|
|
|
|
|
|
( V I I I . 3 ) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л Р = |
— ( Ѵ П |
І . |
4 |
. |
) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
F 2 |
- |
F ï |
V |
|
Рм |
|
|
|
|
|
|
В работе [41] нами показано, что вытекание рабочей жидкости через зазоры прибора изменяет уровень раздела жидкостей в р а з делительных сосудах, а перетекание ее через нижние зазоры (в се-
6* |
83 |
чениях, соответствующих широкой части п о р ш н е й ) — п о д н и м а е т поршни. Скорость поднятия поршней можно определить по фор муле
|
|
|
( 2 Л — g - A p j , |
|
( V I I I . 5 ) |
|
где |
Ii2 — ширина |
зазора в указанных сечениях; ц — динамическая |
||||
вязкость жидкости; 12 — ширина |
кольцевого выступа |
и г2 |
— радиус |
|||
поршня в этих сечениях. |
|
|
|
|||
|
И з уравнения |
( V I I I . 5 ) видно, |
что при увеличении |
статического |
||
давления в системе, а |
следовательно, и при увеличении |
давления |
||||
Р\, |
может значительно |
возрасти скорость поднятия поршней ѵ. По |
этому прибор, построенный по схеме, приведенной на рис. 32, при
меним лишь при небольшом статическом |
давлении. |
|
|||||
Д и ф м а н о м е т р ДМП-2,5-4 имеет следующую |
метрологическую |
||||||
характеристику: |
|
|
|
|
|
|
|
пределы измерения разности давлений |
0—2,5 кгс/см 2 |
|
|||||
пределы допускаемой |
погрешности: |
|
|
|
|
||
в диапазоне 0—0,25 кгс/см 2 |
|
± 2 , 5 мм вод. ст. |
|
||||
в диапазоне 0,25—2,5 кгс/см 2 |
|
± 0 , 1 % от измеряемой |
|||||
номинальные значения |
приведенных |
величины |
|
||||
|
|
|
|
||||
площадей Fi и F2 поршневой |
|
0,5 и 2 см 2 . |
|
||||
Д и ф м а н о м е т р ы |
ДМП-2,5-4 проверяются в |
метрологических ин |
|||||
ститутах по методике, изложенной |
в технических |
условиях |
завода - |
||||
изготовителя. Основной параметр |
— разность |
приведенных |
площа |
||||
дей — определяется |
сличением с |
образцовым |
манометром МП-(? |
||||
класса 0,02 при различных |
нагрузках на поршни. |
|
|
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ МАНОМЕТРЫ ДМП-6,3-320
ИДМП-0,25-160
Дл я разработки дифманометров, рассчитанных на большие стати
ческие давления |
(до 160 и 320 к г с / с м 2 ) , была |
применена |
с х е м а * , |
|
показанная на рис. 33. Эта схема |
отличается |
от схемы дифмано - |
||
метра ДМП-2,5 - 4 |
тем, что в ней два дифференциальных |
поршня |
||
заменены одним |
двухступенчатым |
дифференциальным |
поршнем, |
который можно рассматривать ка к поршень, составленный из двух
дифференциальных |
(см. рис. 32). Д л я уравновешивания |
собствен |
|
ного |
веса поршня |
и создания необходимой жесткости применены |
|
две |
спиральные пружины . |
|
|
Разность давлений, и з м е р я е м а я дифференциальными |
маномет |
||
рами |
ДМП-6,3-320 |
и ДМП-0,25-160, определяется по формуле |
|
|
A P = T ^ 7 - ( 1 - - ) + - ^ L ( ^ - ^ > |
( V I I L 6 |
* Предложена Б. Г. Бирюковым, К. И. Перчихиным и К. И. Хансуваровым.
84
где Fx и F\ — приведенные |
площади соответственно верхней и |
||||
нижней частей поршня. |
|
||||
Формула |
( V I I I . 6 ) |
является частным случаем формулы ( V I I I . 1 ) |
|||
при |
F2 = |
F2. |
|
|
|
Обеспечив |
пренебрежимо ма |
||||
лое значение второго члена фор |
|||||
мулы ( V I I I . 6 ) |
путем соответствую |
||||
щего |
выбора |
допустимых |
значе |
||
ний |
F{—F'i |
и Р2—Pq, |
выражение |
||
( V I I I . 6) |
м о ж н о применять |
в бо |
лее простом виде:
F,-Fl |
( V I I I . 7 ) |
|
Рм |
||
|
У дифманометров, построен ных по схеме, изображенной на рис. 33, рабочая жидкость пере текает из нижней камеры в верх нюю только под действием разно сти давлений (независимо от ста тического давления в приборе), а скорость перемещения поршня, компенсирующего это перетека ние, определяется, ка к показано в работе [41], по формуле
h32F2 |
Д Р . |
( V I I I . 8 ) |
|
|
V — |
33. Схема |
дифманометров |
||
б.и/гГз {Fi — Fi) |
|
Рис. |
||
|
|
ДМП-6,3-320 и ДМП-0,25-160. |
||
Д и ф м а н о м е т р ы |
ДМП-0,25-160 |
|
|
|
и ДМП-6,3-320 имеют |
следующие метрологические |
характеристики: |
||
|
|
ДМП-6,3-320 |
ДМП-0,25-160 |
предельное стати ческое давление
пределы измере ния разности давле ний
предел допускае мой погрешности
номинальные зна чения приведенных площадей Fi и F\
320 кгс/см 2 |
|
160 кгс/см 2 |
|
0,04—6,3 кгс/см 2 |
|
0—0,25 кгс/см 2 |
|
± 0 , 1 % от измеряе |
± 2 мм вод. ст. |
во |
|
мой величины в диа |
всем диапазоне |
|
|
пазоне |
|
|
|
0,4—6,3 кгс/см 2 |
и |
|
|
+ 4 мм вод. ст. в диа |
|
|
|
пазоне |
|
|
|
0,04—0,4 кгс/см 2 |
|
|
|
|
|
0,2 см 2 |
|
0,2 см 2 |
|
|
85 |
н о м и н а л ь н ые зна |
|
|
|
чения |
приведенной |
|
|
площади |
F2 |
1,2 с м 2 |
2,2 см 2 . |
Д и ф м а н о м е т р ы поверяются по методике, изложенной в техни ческих условиях завода-изготовителя.
Если дифференциальные манометры ДМП-6,3-320 и ДМП-0,25-160 применяются д л я испытаний или поверки техниче
ских дифманометров, то они включаются |
в состав испытательной |
||
установки У Д М П |
(рис. 34), |
состоящей из |
следующих частей- |
дифманометров |
ДМП-6,3 |
-320 и ДМП-0,25-160; |
.86
ручного скальчатого насоса |
для |
создания статического давле |
||||||||
ния Р2; |
|
компенсатора, предназначенного |
для |
поддер |
||||||
грузопоршневого |
||||||||||
ж а н и я созданного давления |
Р2; |
|
|
|
|
|
Р\. |
|||
жидкостного пресса с насосом для создания давления |
||||||||||
Компенсатор состоит из корпуса, цилиндра, поршня с диском, |
||||||||||
грузодержателя, устройства |
для вращения поршня |
и |
комплекта |
|||||||
грузов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номинальное |
значение |
|
площади |
поршня |
компенсатора |
|||||
FK = 0,5 см 2 . О б щ а я |
масса грузов 160 |
кг. |
|
|
|
|
||||
Установки |
У Д М П |
применяются |
на |
заводах — изготовителях |
||||||
технических |
дифманометров, |
предназначенных для |
работы при |
|||||||
больших статических |
давлениях, а т а к ж е |
при проведении |
государ |
ственных испытаний новых моделей технических дифманометров .
ПОКАЗЫВАЮЩИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ |
МАНОМЕТР |
|
|
|||||||||||||
С ПЕРЕМЕННЫМ УГЛОМ НАКЛОНА ПОРШНЯ |
|
|
|
|
||||||||||||
Грузопоршневой |
дифференциальный манометр с переменным уг |
|||||||||||||||
лом |
наклона |
поршня |
был |
р а з р а б о т а н |
во В Н И И Г К [42] д л я |
спе |
||||||||||
циальной |
цели — использования |
его |
в |
переносной |
установке |
для |
||||||||||
определения |
средней |
плотности нефтепродуктов в резервуарах. |
||||||||||||||
Д и ф м а и о м е т р |
состоит из двух |
цилиндров |
|
(рис. 35), жестко |
сое |
|||||||||||
диненных |
между |
собой |
при |
по |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
мощи скобы. |
В |
цилиндрах |
|
вра |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
щается поршень, несущий на себе |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
груз |
постоянного |
веса. |
Д а в л е н и я |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Р\ и Р2, |
разность |
которых |
изме |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ряется, |
подводятся |
через |
|
раз |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
делительные |
сосуды |
(на |
схеме |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
не показаны) |
к |
цилиндрам |
по |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
гибким |
соединительным |
трубкам . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
П о р ш н е в а я пара |
соединяется |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
с поворотным механизмом, позво |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
л я ю щ и м регулировать положение |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
поршневой пары |
и устанавливать |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ее в |
наклонном |
положении |
под |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
л ю б ы м углом к вертикали. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Вес поршня и груза |
рассчиты |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
вался так, чтобы при вертикаль |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ном |
положении поршня |
разность |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
давлений, |
измеряемая |
прибором, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
соответствовала |
верхнему |
преде |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
лу |
измерения |
дифманометра и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
была равна давлению столба во |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ды ВЫСОТОЙ 1 M при |
температуре |
|
Р и |
с - 3 5 - С |
х |
е м а Дифманометра с пе- |
||||||||||
4° С |
(0 |
1 кгс/см2 ) |
|
|
|
|
|
|
ременным |
углом |
наклона поршня: |
|||||
у-У |
' |
|
' |
' |
|
|
|
„ |
/,-/ — цилиндры; 2.3 |
— подводящие |
труб- |
|||||
П р И |
|
ОТКЛОІіеНПИ |
П О р Ш Н е В О И |
|
|
К Н ; |
5 - поршень; 6— груз |
|
87