• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

ВАНТАЖОПОРШНЕВІ МАНОМЕТРИ

Вантажопоршневі манометри в основному застосовуються для градуювання і перевірки різних видів пружинних манометрів, оскільки відрізняються високою точністю і широким діапазоном вимірювань - від 0,098 до 980 МН/м² (1-10000 кгс/см²).

Принцип дії ватажепоршневих манометрів наступний. На поршень, вільно рухомий в циліндрі, діють дві сили: сила від тиску рідини з одного боку і сила тяжіння встановлених на поршень вантажів з другого боку. При рівновазі поршня тиск:

, (2.52)

де G – сила тяжіння поршня;

G₁ – сила тяжіння вантажів, встановлених на поршень;

s – площа поршня.

Ця формула справедлива лише у тому випадку, коли можна нехтувати силами тертя, які діють на поршень при його русі в циліндрі. Насправді в циліндрі є масло. При опусканні поршня в зазорі рухається (підіймається) рідина, з'являються сили тертя що діють на поршень в протилежному напрямі. З врахуванням їх впливу

(2.53)

де Т – сила рідинного тертя;

åG – сила тяжіння поршня і вантажів.

Сила рідинного тертя визначається за формулою

, (2.54)

де r і r₀ – радіуси циліндра і поршня;

∆ – зазор між циліндром і поршнем.

Підставляючи значення Т, одержимо

. (2.55)

Отже, площа поршня, на яку діє тиск (ефективна або робоча площа), буде більшою за фізичну площу на величину, рівну половині площі кільцевого зазору [35].

Величину зазору з достатньою точністю можна визначити по величині швидкості опускання зануреного поршня в циліндрі (рис.2.8). Ця швидкість рівна:

, (2.56)

де р – тиск на поршень в Н/м²;

m – динамічна в'язкість масла в Н∙с/м²;

r₀ – радіус поршня в см;

l₀ – довжина поршня в см;

D – зазор між поршнем і циліндром.

Звідси:

, (2.57)

Зразковий вантажопоршневий манометр схематично показаний на рис.2.9. Прилад складається з колонки, укріпленої на станині приладу. У колонці є вертикальний циліндричний канал, в якому рухається пришліфований поршень з розміщеною на верхньому кінці тарілкою для установки вантажів. Верхня частина колонки забезпечена воронкою для збору масла, що просочується через зазор між поршнем і циліндром.

Рисунок 2.8 – Схема поршневого манометра

У станині висвердлений горизонтальний канал, в розширеній частині якого рухається за допомогою гвинтового штока поршень 7, ущільнений манжетами. Канал в станині з'єднується з каналом колонки і каналами двох бобишок, призначених для приєднання манометрів, що повіряються. Крім того, з каналом станини сполучений канал воронки 8, яка служить для заповнення системи маслом.

Канали мають голчасті вентилі 9-12 для від'єднання їх від каналу станини. Призначення вентиля 13 – спуск масла з приладу. Максимальний тиск, створюваний вантажами,– 4,90 МН/м² (50 кгс/см²). Для перевірки манометрів на більший тиск користуються поршневим пресом, від'єднавши від приладу поршневу колонку 1 вентилем 10.Як прилад порівняння застосовують зразковий пружинний манометр, приєднуючи його до однієї з бобишок 4, а прилад, що повіряється, - до іншої бобишки.

Для вимірювання високого тиску (до 980 МН/м²) застосовуються вантажопоршневі манометри з гідравлічним мультиплікатором (системи Жоховського), схема якого показана на рис.2.10.

Такий манометр складається з вантажопоршневого манометра з межею вимірювання 4,9 МН/м² (50 кгс/см²) і двопоршневого гідравлічного мультиплікатора. Колонка 8 поршневого манометра встановлена у верхній частині корпусу 2 мультиплікатора. Останній має циліндр низького тиску 7 і циліндр високого тиску 3. Ці циліндри мають різні діаметри. Шток поршня 6 низького тиску спирається на головку поршня 4. Простір циліндра 7 над поршнем 6 і сполучений з ним канал колонки 8 поршневого манометра заповнені маслом. Циліндр 3 знаходиться в порожнині корпусу і також заповнений маслом. Поршні 4 і 6, розташовані співвісно і сполучені муфтою, під час роботи приводяться в обертання електродвигуном, сполученим зі шківом 5.

1 – колонка; 2 – поршень; 3 і 8 – воронки; 4 – бобишки; 5 – канал; 6 – тарілка;

7 – поршень; 9 – 13 – вентилі.

Рисунок 2.9 – Схема зразкового поршневого манометра

1 – трубка; 2 – корпус мультиплікатора; 3 і 7 – циліндри; 4 – поршень високого тиску; 5 – шків; 6– поршень низького тиску; 8 – колонка поршневого манометра

Рис.2.10 – Поршневий манометр з гідравлічним мультиплікатором

Трубка 1 сполучає порожнину корпусу з пресом високого тиску (на схемі не показаний), до якого приєднується пружинний манометр, що повіряється. Рідина, яка нагнітається пресом високого тиску в порожнину корпусу, піднімає поршень 4, і його головка відходить від опорної поверхні торця циліндра високого тиску. При цьому рідина в порожнині корпусу під поршнем високого тиску в трубці 1 і каналах преса, що сполучаються з нею, знаходитиметься під тиском

, (2.58)

де

і ; (2.59)

тут s_э.н – ефективна площа поршня низького тиску, м²;

s_э.в – ефективна площа поршня високого тиску,м²;

p₁ – тиск, створюваний вантажопоршневим манометром, Н;

G₁ – сила тяжіння поршнів низького і високого тиску і сполучених з ними деталей.

Тиск р₀ малий в порівнянні з kp₁. Тому можна вважати, що гідравлічний мультиплікатор збільшує тиск, створюваний поршневим манометром, в p₀ раз, тобто р = kp₁ Застосування мультиплікатора з постійною k=200 дозволяє створювати тиск 980 Мн/м² за допомогою поршневого манометра з межею вимірювань 4,9 МН/м² (50 кгс/см²).

Постійні p₁ і р₀ визначаються шляхом гідростатичного урівноваження з яким-небудь поршневим манометром з відомою ефективною площею поршня або за наслідками вимірювання діаметрів поршнів і їх зважування [35].

Переглядів: 1770