Файл: Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.07.2024
Просмотров: 155
Скачиваний: 2
зов |
на давление 5 кгс/см2 , 19 грузов |
на давление 1 кгс/см2 и |
1 груза |
|||||
ка |
давление 0,5 кгс/см2 . |
|
|
|
|
|
||
|
К манометрам МП - 60 2-го и 3-го разрядов прилагается 8 |
грузов |
||||||
на |
давление 5 кгс/см2 , 19 грузов на |
давление 1 кгс/см2 |
и 1 груз на |
|||||
давление 0,5 кгс/см2 . |
|
|
|
|
|
|||
|
Пределы допускаемой погрешности массы грузов |
манометров |
||||||
МП - 60 1-го разряда |
составляют |
± 0 , 0 1 % , |
манометров |
2-го |
разря |
|||
д а — |
± 0 , 0 2 % , манометров 3-го |
разряда — |
± 0 , 0 5 % - |
|
|
|||
|
В |
эксплуатации |
находятся |
т а к ж е грузопоршпевые |
манометры, |
|||
пределы измерений |
которых 1—60 |
кгс/см2 , выпущенные в |
первые |
послевоенные годы. Заводское обозначение приборов МОП - 60, но
минальное |
значение приведенной площади поршня |
1 см 2 . |
|||
В |
1971 |
г. во |
В Н И И Г К |
по предложению А. А. |
Горшкова и |
К- К. |
Соколова |
разработан |
образцовый переносный |
грузопоршне- |
вой манометр МП - 60 класса 0,05, предназначенный для поверки образцовых пружинных манометров на местах.
В отличие от манометров МП-60, описанных выше, приведенная
площадь |
поршня |
переносного манометра составляет |
|
0,05 см2 , |
т. е. в 10 |
раз меньше, чем площадь поршня стационарного |
маномет |
||
ра МП-60. В соответствии с этим о б щ а я масса грузов |
составляет |
|||
всего 3 |
кг. |
|
|
|
Пресс имеет два штуцера: один — для присоединения |
поршне |
|||
вого манометра |
МП-60, а другой — д л я присоединения |
поверяемо |
го пружинного манометра . Основание пресса снабжено регулиро вочными винтами для установки манометра МП-60 по уровню.
Манометры МП - 60 и МОП - 60 класса 0,05 поверяются по мето
дике, |
изложенной в |
инструкции |
[20]. Поверка манометров МП-60 |
||||
класса |
0,02 |
осуществляется |
по |
методике, |
изложенной |
в методиче |
|
ских указаниях [21]. |
|
|
|
|
|
||
МАНОМЕТРЫ МП-250, МП-600 И МП-2500 |
|
|
|||||
Образцовые |
грузопоршпевые |
манометры |
МП-250, |
МП-600 и |
|||
МП-2500 построены |
по схеме, |
разработанной П. В. Индриком |
|||||
(см. рис. 4) . |
|
|
|
|
|
||
Эти приборы относятся |
к группе грузопоршневых |
манометров |
с опорной штангой и неуравновешенным поршнем, имеющим отно сительно небольшой диаметр .
Конструкция указанных манометров аналогична конструкции рабочего эталона, верхний предел измерения которого 600 ктс/см2 . Они отличаются лишь р а з м е р а м и отдельных деталей. В частности, номинальные значения приведенных площадей поршней маномет
ров |
МП-250, МП-600 и МП-2500 равны |
соответственно 0,2, |
0,05 |
и |
||
0,05 |
см2 . Вес подвижной |
части манометров (поршень, |
опорная |
|||
штанга и грузоприемное |
устройство) |
соответственно |
1,0, |
0,5 |
и |
|
2,5 |
кгс. |
|
|
|
|
|
Манометры МП-600 и МП-2500 были р а з р а б о т а н ы еще в довоен ные годы. Первоначально они выпускались под заводским иаиме-
44
нованием И-500 и И-2000; их верхние пределы измерения состав ляли соответственно 500 и 2000 кгс/см2 . Эти приборы получили очень широкое распространение в поверочных организациях стра ны. Конструкция манометров МП - 250 разработана относительно недавно и приборы МП-250 пока применяются в отдельных органи зациях.
Рис. 15. Схема манометров МП-250, МП-600 и МП-2500 с устройством для создания давления
Манометры |
МП-250, МП - 600 и МП-2500 класса 0,05 |
выпускают |
ся комплектно |
с устройством д л я создания давления |
(рис. 15). |
Устройство состоит из основания, установленного на трех или че тырех регулировочных винтах, жидкостного пресса, ручного скаль-
чатого насоса, резервуара, вентилей и трех штуцеров, |
из которых |
два предназначены для присоединения поверяемых |
приборов, а |
третий — д л я присоединения одного из манометров МП-250, МП-600 или МП-2500.
Манометры МП-2500 класса 0,05 выпускаются в двух конструк тивных вариантах — с механическим нагрузчиком и без него. Д л я создания давления, равного верхнему пределу измерения, требует ся наложить на грузоприемное устройство грузы общим весом око
ло |
125 кгс. Д л и т е л ь н а я работа |
с таким манометром |
утомительна |
|
и |
требует большого физического напряжения, поэтому во В Н И И Г К |
|||
под руководством |
О. Г. Уткина был разработан механический на |
|||
грузчик типа М Н |
- 1 , применение |
которого позволило |
механизиро- |
45
вать процесс нагружения поршня грузами, что значительно упро
стило |
и облегчило процесс поверки. |
|
|
Механический нагрузчик МН - 1 состоит |
из верхней |
и нижней |
|
плит, |
соединенных между собой четырьмя |
стойками. Н а |
передней |
стойке нанесены деления, обозначающие количество грузов, остав
ленных на грузоприемном устройстве |
в |
момент измерения давле |
|
ния. У д е р ж и в а е м ы е захватами грузы |
(не участвующие в |
создании |
|
нагрузки на поршень) поднимаются |
и |
опускаются при |
помощи |
подъемного механизма, расположенного на нижней плите, и ходо
вых винтов, по которым перемещается |
кольцо |
с захватами . П о д ъ |
|||||||||||||||
емный |
механизм |
состоит |
из четырех |
звездочек, |
охватываемых |
||||||||||||
цепью Галя, конической пары и рукоятки, |
в р а щ а е м о й вручную. |
|
|||||||||||||||
|
Нагрузчик с |
грузами |
устанавливается |
концентрично |
с осью |
||||||||||||
поршня и крепится к прессу при помощи трех опорных стоек. |
|
||||||||||||||||
|
Конструкция грузопоршневых манометров МП-600 и МП-2500 |
||||||||||||||||
класса 0,02 ничем не отличается от конструкции манометров тех |
ж е |
||||||||||||||||
типоразмеров класса |
0,05. |
Р а з н и ц а заключается |
лишь в |
том, |
что |
||||||||||||
образцовый класса 0,02 и поверяемый |
|
манометры |
устанавливаются |
||||||||||||||
на два крайних штуцера гидропресса, |
а к |
среднему |
присоединяет |
||||||||||||||
ся статоскоп. Конструкция статоскопа |
аналогична |
конструкции |
|||||||||||||||
статоскопа манометра МП - 60 класса |
|
0,02. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Д л я |
установки по уровню |
к а ж д о г о |
|
из сличаемых приборов при |
||||||||||||
меняется переходник, схема |
которого |
показана на рис. 5. |
|
|
|||||||||||||
|
В комплект манометров МП-250, МП - 600 и МП-2500 классов |
0,2, |
|||||||||||||||
0,05 |
и |
0,02 |
входят |
следующие |
комплекты |
грузов. |
Манометры |
||||||||||
МП-250 |
классов |
0,2; |
0,05 |
и 0,02 |
снабжены |
1 грузом |
на |
давление |
|||||||||
5 кгс/см 2 и 24 грузами на |
давление |
10 |
кгс/см2 . К тем |
ж е |
маномет |
||||||||||||
рам |
класса |
0,02 |
прилагается |
второй |
комплект |
из |
20 грузов массой |
||||||||||
по 2,5 кг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
К манометрам МП-600 классов 0,02; 0,05 и 0,02 |
прилагаются |
|||||||||||||||
наборы, состоящие из I груза на давление 5 кгс/см2 , |
19 грузов |
на |
|||||||||||||||
давление 10 кгс/см 2 и 8 — на давление |
50 кгс/см2 . Кроме того, мано |
метры МП-600 класса 0,02 снабжаются вторым комплектом из 12 грузов массой по 2,5 кг.
Манометры МП-2500 классов 0,2, 0,05 и 0,02 снабжаются 1 гру зом на давление 50 кгс/см 2 и 24 грузами на давление 100 кгс/см2 . К манометрам МП-2500 класса 0,2 прилагается второй комплект из 25 грузов массой по 5 кг.
Манометры МП-250, МП-600 и МП-2500 имеют следующую мет
рологическую |
характеристику: |
|
|
|
|
|
МП-250 МП - 600 МП-2500 |
||
верхний |
предел |
измерения, |
|
|
кгс/см 2 |
|
250 |
600 |
2500 |
нижний |
предел |
измерения, |
|
|
кгс/см 2 |
|
5 |
10 |
50 |
номинальное значение |
приведен |
|
|
|
ной площади поршня, с м 2 |
0,2 |
0,05 |
0,05 |
46
пределы допускаемой погрешно сти:
в диапазоне 10—100% от верхне го предела измерения, % ° т изме ряемой величины
манометров |
1-го р а з р я д а |
± 0 , 0 2 |
± 0 , 0 2 |
± 0 , 0 2 |
манометров |
2-го р а з р я д а |
,±0,05 |
)±0,05 |
. ±0,05 |
манометров |
3-го р а з р я д а |
і±0,2 |
|±0, 2 |
± 0 , 2 |
в диапазоне менее 10% от верх |
|
|
|
|
него предела измерения, % от верх |
|
|
|
|
него предела |
измерения |
|
|
|
манометров |
1-го р а з р я д а |
± 0 , 0 0 2 |
|±0,002 |
± 0 , 0 2 |
минометров |
2-го р а з р я д а |
і±0,005 |
і±0,005 |
і±0,05 |
манометров |
3-го р а з р я д а |
; ± 0 , 0 2 |
і±0,02 |
± 0 , 0 2 |
|
Манометры МП-250, МП-600 |
и МП-2500 |
классов 0,2 и 0,05 по |
||||
веряются по методике, изложенной в инструкции [20], а |
манометры |
||||||
тех |
ж е типов |
класса 0,02 — по методике, |
изложенной |
в |
методиче |
||
ских указаниях [21]. |
|
|
|
|
|
||
МАНОМЕТРЫ С ОПОРНОЙ ШТАНГОЙ |
|
|
|
|
|||
С ВЕРХНИМ ПРЕДЕЛОМ ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЕЕ 2500 кгс/см2 |
|
|
|||||
З а |
последние д в а д ц а т ь лет в Советском |
Союзе разработана группа |
|||||
образцовых |
грузопоршневых |
манометров, |
предназначенных дл я |
||||
точных измерений избыточного давления в области |
сверхвысоких |
||||||
давлений (свыше 2500 к г с / с м 2 ) . |
|
|
|
|
|
||
|
В основу группы манометров сверхвысокого давления, р а з р а б о |
||||||
танных во В Н И И М (И-5000 и МП - 6000), положена |
схема мано |
||||||
метров с опорной штангой. Приведенная |
площадь поршня приборов |
||||||
0,02 см 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Во В Н И И М под руководством П. В. Индрика и Н. А. Гаевского |
||||||
[2] |
разработана т а к ж е образцовая установка |
сверхвысокого давле |
|||||
ния |
со сменными поршневыми |
парами . |
В установке |
нагрузка на |
поршень осуществляется грузами общим весом 1000 кгс. Номиналь
ные значения эффективных |
площадей поршней 0,1; 0,06 и 0,04 см 2 . |
|||||
Верхние пределы |
измерения |
соответственно 10000, |
16000 |
|||
и 25000 кгс/см2 . Предельная |
погрешность |
измерения давления на |
||||
этой |
установке при условии |
исключения |
деформационной |
погреш |
||
ности |
составляет 0,1—0,2%. |
|
|
|
|
Установка с манометрами МП-10000, МП-16000 и МП-25000 на ходится во В Н И И М и применяется для поверки и испытаний мано метров сверхвысокого давления, а т а к ж е для научных исследо ваний.
4 7
МАНОМЕТРЫ СВЕРХВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ МУЛЬТИПЛИКАТОРОМ
Исторически разработка манометров высокого давления в Совет ском Союзе осуществлялась двумя путями.
Первый путь — разработка манометров с опорной штангой, избранный П. В. Индриком, был наиболее прост. Однако необхо
димость применения для нагружения поршня |
больших |
количеств |
||||
грузов |
требовала |
увеличения |
|
размеров и |
||
веса приборов. Кроме того, наличие опорной |
||||||
штанги, заключенной в шариковых подшип |
||||||
никах, часто являлось причиной появления |
||||||
нежидкостного |
трения |
при |
вертикальных |
|||
перемещениях |
поршня, |
что |
в |
некоторых |
||
случаях |
снижало |
точность измерения. Из |
готовление и притирка поршней очень ма лого диаметра (2—3 мм) вызывали сущест
венные |
затруднения. В частности, в этом |
|
случае значительно ужесточились |
допуски |
|
на отклонение поршня от строго |
цилиндри |
|
ческой |
формы. |
|
Рис. 16. Схема мано метра с измеритель ным мультипликато ром:
' — грузы; |
2 — всрхнніі |
||
поршень (низкого |
давле |
||
ния); |
3— средний |
пор |
|
шень |
(низкого |
давления); |
|
4 — поршень |
высокого |
||
|
давления |
|
Отчасти поэтому манометров сверхвысо кого давления с опорной штангой изготов
лено лишь |
несколько экземпляров и они |
|
представляют собой уникальные |
установки. |
|
Второй |
путь — разработка |
манометров |
с измерительным мультипликатором, из бранный М. К. Жоховским, позволил со здать небольших размеров манометры вы сокого и сверхвысокого давлений, не тре бующие применения грузов большой массы. Принципиальная схема такого манометра была предложена и разработана М. К. Ж о ховским еще в 1933—1935 гг. [22] и в даль
нейшем положена |
в |
основу |
группы мано |
||
метров |
высокого |
и |
сверхвысокого |
давле |
|
ний, |
разработанных |
под |
его |
руковод |
|
ством. |
|
|
|
|
|
Манометр конструкции М. К. Жоховского (рис. 16) состоит из комбинации трех поршневых пар, смонтированных в одном корпусе.
Манометрическая пара низкого давления расположена в верх ней части прибора. Давление, создаваемое весом поршня и наложен ных на него грузов, действует на средний поршень, имеющий боль шую площадь, создавая силу, во столько раз большую веса грузов, во сколько площадь среднего поршня больше площади верхнего поршня. Эта сила через шариковый подпятник действует на нижний поршень, имеющий небольшую площадь, в результате чего под ниж ним поршнем возникает высокое давление:
48
|
|
|
/ |
G 4 - G , |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
— Т - ^ + ^ ^ + G 8 + C a |
(iv . 18) |
|||||
|
|
P = L _ t î |
J . |
, |
|||||
где G — вес (в воздухе) |
грузов; |
G b G2 и G3 |
— вес (в воздухе) со |
||||||
ответственно верхнего, |
среднего |
и нижнего |
поршней и |
связанных |
|||||
с ними |
деталей; |
Fu |
F\ |
и F3 — приведенные |
площади |
верхнего, |
|||
среднего и нижнего |
поршней; Н0 — расстояние между |
торцами |
|||||||
верхнего и среднего |
поршней (высота столба |
жидкости в |
приборе); |
||||||
у — удельный вес жидкости. |
|
|
|
|
|||||
И з |
уравнения |
(IV . 18) |
видно, |
что при достаточно малой |
величи |
||||
не F* и большой |
величине |
отношения — высокое давление |
может |
Fi
быть создано и измерено с помощью небольшого количества гру зов, а следовательно, при весьма небольших габаритных размерах прибора. В этом заключается основное преимущество манометра с измерительным мультипликатором по сравнению с манометром
сопорной штангой.
Ра с с м а т р и в а я схему манометра с измерительным мультиплика тором, следует особо остановиться на конструкции цилиндра поршневой пары высокого давления . В манометрах этого типа при менен цилиндр с противодавлением. Профиль цилиндра с противо давлением (см. рис. 2) значительно изменяет характер деформации цилиндра, вследствие чего с увеличением давления под нижним
поршнем |
(в камере |
высокого |
давления) |
зазор |
между |
поршнем |
|||||
и цилиндром |
уменьшается . |
В |
результате уменьшается |
расход |
|||||||
жидкости |
через зазор и соответственно скорость опускания |
поршня. |
|||||||||
Манометры |
с измерительным |
мультипликатором |
аттестуются |
||||||||
и поверяются по методике, изложенной |
в методических указаниях |
||||||||||
[23, 24]. В |
основном |
эта методика |
заключается в определении при |
||||||||
веденных |
площадей |
Fh |
F2 и F3 путем |
взаимного |
уравновешивания |
||||||
верхнего, |
среднего |
и нижнего |
поршней |
(раздельно) с поршнем об |
|||||||
разцового |
манометра |
соответствующего |
(высшего) |
класса точно |
|||||||
сти. Уравновешивание |
осуществляют на специальных |
установках, |
конструкция которых аналогична конструкции устройств дл я созда ния давления манометров МП - 60 и МП - 6 класса 0,02.
Манометры Ж-10000, Ж-15000 и Ж-20000 (верхние пределы из мерения соответственно 10000, 15000 и 20000 кгс/см2 ) изготовляются комплектно с устройствами дл я создания давления с заводским обозначением УВД-10000, УВД-15000 и УВД-20000.
Как показано на рис. 17, устройство дл я создания давления ма нометров с измерительным мультипликатором состоит из пресса, насоса низкого давления и мультипликатора, включающего в себя поршневую пару с дифференциальным поршнем. Давление, созда ваемое прессом, действуя на большую площадь поршня мультипли катора, образует силу, равную произведению (созданного прессом) давления на эту площадь . В результате в камере высокого давле ния мультипликатора создается заданное высокое давление, посту-
4—894 |
49 |
|