УСТРОЙСТВО СОЗДАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ
HYDRAULIC PRESSURE CREATION DEVICE

Настоящее изобретение относится к калибровочному оборудованию, в частности к устройствам создания гидравлического давления, предназначенным для оперативной поверки средств измерения давления и их калибровки.
Известно устройство создания гидравлического давления («Пресс переносной модели 2113» Московского приборостроительного завода «МАНОМЕТР» ТУ 25-05.2320-77), содержащее корпус, установленный на основании, резервуар для рабочей жидкости, камеру плавной регулировки, клапан сброса давления и два приемных штуцера с затяжными гайками.
Данное устройство применяется при поверке и калибровки манометров в качестве источника создания гидравлического давления и обеспечивает поддержание максимального гидравлического давления до 32 МПа.
Недостатком устройства является малая эффективность работы за счет довольно трудоемкой операции по первоначальному заполнению устройства жидкостью и при подсоединении поверяемых приборов с большим внутренним рабочим объемом чувствительного элемента.
Это обуславливается тем, что для первоначального заполнения устройства жидкостью необходимо выполнить следующие операции.
Клапан сброса давления должен быть открыт, при этом рабочая жидкость в резервуаре соединена с измерительной полостью устройства создания гидравлического давления. Поршень в камере плавной регулировки должны быть вдвинут в камеру до упора.
После этого необходимо поршень в камере плавной регулировки полностью выдвинуть в другое крайнее положение, при этом происходит засасывание рабочей жидкости из резервуара в измерительную полость устройства. При появлении рабочей жидкости в приемных штуцерах на них необходимо установить заглушки. Затем поршень камеры плавной регулировки перемещают в другое крайнее положение, при этом клапан сброса давления должен быть открыт и рабочая жидкость вытесняется в резервуар вместе с остатками воздуха в системе.
После чего процесс заполнения устройства рабочей жидкостью повторяют аналогичным образом несколько раз. При этом полного заполнения гарантировать нельзя, так как возможны воздушные пробки в каналах устройства, которые нельзя исключить таким заполнением.
Все это довольно трудоемкие операции, так как для перемещения поршня в камере плавной регулировки требуется довольно много времени, в связи с тем что шаг резьбы ходового винта в камере плавной регулировки принимается как можно меньше, для повышении точности установки требуемого давления в процессе работы. Поэтому крутить туда-сюда приходится довольно долго. Кроме того, эффективность работы данного устройства зависит от объема подсоединяемых приборов, а он изменяется в довольно широких пределах. В то же время в подсоединяемых приборах, как правило, может находится не вытесненный воздух, который необходимо компенсировать жидкостью находящуюся в камере плавной регулировки, поэтому объемы камеры должны быть такими, чтобы жидкости было достаточно.
Значительная металлоемкость устройства (порядка 14 кг) не позволяет интенсивно использовать данное устройство, как переносное устройство, особенно при необходимости использования устройства в труднодоступных местах и при ограниченном пространстве. Кроме того, диапазон задания давления от 0 МПа до 32 МПа недостаточно широк.
Известно устройство создания гидравлического давления (см. Многофункциональная помпа PV 411-НР фирмы «Druck». Руководство пользователя. Поставщик ЗАО «Теккноу» г. Санкт-Петербург.), содержащее корпус, резервуар для рабочей жидкости, насос ручной гидравлический, камеру плавной регулировки, клапан сброса давления и выходной штуцер.
Данное устройство является более эффективным в работе за счет наличия ручного гидравлического насоса, который обеспечивает эффективное первоначальное заполнение устройства без особых затрат и не зависит от подсоединяемых объемов поверяемых приборов, так как с помощью насоса можно заполнить любые объемы.
Кроме того, устройство является компактный значительно менее металлоемким (порядка 1,1 кг), и его можно переносить и использовать в труднодоступных местах.
Данное устройство создания гидравлического давления является наиболее близким техническим решением к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту и в дальнейшем рассматривается в качестве прототипа.
Однако недостатком прототипа является значительное неудобство в работе с ним. Это обосновывается следующим образом. В процессе создания давления устройство необходимо всегда держать в приподнятом положении, чтобы можно было работать рукоятками насоса, при этом желательно чтобы резервуар для рабочей жидкости находился в вертикальном положении. Таким образом, одной рукой оператор должен держать насос, чтобы резервуар находился в вертикальном положении, а другой рукой производить накачивание давления и регулировку этого давления с помощью камеры плавной регулировки. Кроме того, одновременно необходимо снимать показания с поверяемых и образцовых приборов и производить запись этих показаний.
После снятия всех показаний необходимо снять поверяемый прибор, а одной рукой этого сделать невозможно, поэтому насос необходимо куда нибудь установить и желательно в вертикальное положение, иначе рабочая жидкость может вытечь. Для этого необходимо предусмотреть специальную подставку или использовать второго оператора. Таким образом, при выполнении поверочных операций больших объемов (порядка нескольких сотен) работать с таким устройством крайне неудобно, а операции по поверке становятся довольно трудоемкими.
Недостатком прототипа является довольно сложная конструкция устройства.
Сложность устройства обусловлена в основном довольно сложной конфигурацией корпуса, в который встраиваются остальные узлы устройства. Кроме того, подобраться к отдельным узлам устройства и снять их в случае ремонта довольно трудно, а это также нельзя отнести к удобству пользованием устройством.
Целью данного изобретения является повышение удобства пользования устройством и упрощение конструкции.
Для достижения этой цели известное устройство создания гидравлического давления содержащее корпус, резервуар для рабочей жидкости, насос ручной гидравлический, камеру плавной регулировки, клапан сброса давления, и приемный штуцер снабжено подставкой, а гидравлический насос расположен горизонтально, при этом корпус выполнен в виде параллелепипеда на гранях которого предусмотрены резьбовые отверстия для закрепления узлов устройства, а внутри выполнены два пересекающихся канала, при этом резервуар для рабочей жидкости соединен с всасывающей магистралью гидравлического насоса и с измерительной магистралью через клапан сброса давления.
Снабжение устройства создания гидравлического давления подставкой, а расположение гидравлического ручного насоса горизонтально и выполнении корпуса устройства в виде параллелепипеда на гранях которого предусмотрены резьбовые отверстия для закрепления узлов устройства, а внутри выполнены два пересекающихся канала, при этом резервуар для рабочей жидкости соединен с всасывающей магистралью гидравлического насоса и с измерительной магистралью через клапан сброса давления позволяет значительно повысить удобство пользования устройством за счет того, что устройство всегда находится в строго определенном положении и его не нужно держать при создании давления и снятии показаний с приборов. Кроме того такое выполнение устройства позволяет повысить удобство пользования устройством за счет удобства осуществления ремонта, так как все узлы устройства закреплены на корпусе и их без особых трудностей можно снять.
Кроме того, такое выполнение устройства позволяет упростить конструкцию, за счет более простой конфигурации корпуса.
Такой корпус можно выполнить, например, из проката квадратного сечения по ГОСТ 2591-88, ГОСТ 8559-75.
Таким образом, представленное устройство создания гидравлического давления обеспечивает удобство работы, так как не требуется держать его в приподнятом состоянии и выдерживать вертикальное положение резервуара в процессе поверки средств измерения давления.
Кроме того, такая конструкция устройства позволяет повысить удобство как монтажа так и демонтажа узлов устройства, в случае их ремонта, а это также можно отнести к удобству пользования устройства в целом. Простая конструкция корпуса в виде параллелепипеда позволяет значительно упростить конструкцию устройства.
На фиг.1 изображен общий вид устройства создания гидравлического давления в изометрии.
На фиг.2 изображен вертикальный разрез устройства создания гидравлического давления.
На фиг.3 изображен горизонтальный разрез устройства создания гидравлического давления.
На фиг.4 изображен корпус в разрезе.
На фиг.5 изображен корпус в разрезе, в изометрии.
На фиг.6 изображена подставка в изометрии.
На фиг.7 изображен общий вид устройства в процессе поверки манометров.
Устройство создания гидравлического давления содержит корпус 1, резервуар для рабочей жидкости 2, насос ручной гидравлический 3, камеру плавной регулировки 4, клапан сброса давления 5 и выходной штуцер 6. Кроме того, устройство снабжено подставкой 7, а насос ручной гидравлический 3 расположен горизонтально.
Корпус 1 представляет собой параллелепипед на гранях которого предусмотрены резьбовые отверстия 9, 10, 11, 12, 13, 14 для закрепления узлов устройства. На верхней горизонтальной грани корпуса 1 расположены резьбовые отверстий 9 для закрепления на ней пластины 15 к которой крепится резервуар 2. На нижней горизонтальной грани корпуса 1 расположены резьбовые отверстия 10 для закрепления на ней с помощью винтов подставки 7. На передней вертикальной грани корпуса 1 расположены резьбовые отверстия 11 для закрепления на ней с помощью винтов камеры плавной регулировки 4. На задней вертикальной грани корпуса 1 расположены резьбовые отверстия 12 для закрепления на ней с помощью винтов выходного штуцера 6. На вертикальной грани корпуса 1, расположенной справа, размещены резьбовые отверстия 13 для закрепления на ней с помощью винтов насоса ручного гидравлического 3. На вертикальной грани корпуса 1, расположенной слева, размещены резьбовые отверстия 14 для закрепления на ней с помощью винтов клапана сброса давления 5. Внутри корпуса 1 выполнены два пересекающихся канала 16, 17, которые образуют измерительную магистраль устройства, в которой создается давление и происходит его снижение в процессе проведения поверки и калибровки средств измерения давления. В связи с тем, что каналы 16, 17 имеют минимальную длину и сечение, значительно повышается эффективность работы устройства в целом.
Закрепление всех узлов устройства на корпусе 1 позволяет легко снять любой из узлов устройства в случае его ремонта или технического обслуживания, что значительно повышает удобство пользования устройством.
Резервуар для рабочей жидкости 2 представляет собой корпус 18 с герметичной крышкой 19, закрепленной с помощью крепежного винта 20, при этом резервуар для рабочей жидкости 2 снабжен двумя выходными патрубками 21, 22. Патрубок 21 соединен с всасывающей магистралью гидравлического насоса 3, а патрубок 22 соединен с клапаном сброса давления 5. Таким образом резервуар для рабочей жидкости 2 соединен с всасывающей магистралью гидравлического насоса 3 и с измерительной магистралью через клапан сброса давления 5. Цилиндрическая часть корпуса 18 может быть выполнена из прозрачного материала для визуального наблюдения за уровнем жидкости в резервуаре 2. Резервуар для рабочей жидкости снабжен клапаном 23 для соединения с атмосферой и пробкой 24 для наполнения резервуара жидкостью.
При этом резьба пробки 24 соответствует резьбе выходного штуцера 6. Если корпус резервуара выполнен из непрозрачного материала, то пробка 24 снабжена щупом 25 для измерения уровня жидкости. Выходной штуцер 6 предназначен для установки соединителя 26 с помощью которого производится подключение к устройству шланга высокого давления 27. Соединитель 26 имеет подпружиненный клапан, который не позволяет вытекать рабочей жидкости из устройства. Подставка 7 представляет собой опору в виде диска 28, стойку 29 и крепежный фланц 30. Вся конструкция может быть выполнена как сварной, так и цельной. Диаметр диска 28 должен быть таким, чтобы устройство было устойчивым, например, не менее диаметра резервуара 2 для рабочей жидкости. Для снижения скольжения устройства на опорной поверхности диска 28, например, может быть установлено резиновое кольцо 31. В диске 28 могут быть предусмотрены отверстия для стационарного закрепления устройства, например, к столу. Высота стойки 29 должна быть такой, чтобы удобно было работать маховиками устройства, например, расстояние от опорной поверхностью диска 28 и до маховика клапана сброса давления 5 и маховика камеры плавной регулировки 4 должно быть не менее 50 мм.
Работа устройства создания гидравлического давления осуществляется в следующих режимах:
- режим первоначального заполнения устройства жидкостью;
- режим создание избыточного давления. Работа устройства создания гидравлического давления в режиме первоначального заполнения устройства жидкостью осуществляется следующим образом.
В резервуар для рабочей жидкости 2 через отверстие для пробки 24 производится заполнение рабочей жидкостью примерно 3/4 общего объема резервуара.
С помощью соединительного шланга 27 и соединителей 26 производится подключение устройства, например, к стойке для манометров 31, которая предназначена для установки в ее приемные штуцера поверяемого манометра 32 и образцового манометра 33. см. фиг.7. При заполнении рабочей жидкости в приемных штуцерах стойки для манометров 31 не должны быть установленных приборов.
Затем, открывается клапан сброса давления 5, при этом рабочая жидкость под действием столба жидкости в резервуаре 2 начинает заполнять все устройство. Клапан сброса давления 5 закрывается после того, как из приемных штуцеров стойки для манометров 31 начнет вытекать рабочая жидкость. Процесс заполнения может быть ускорен при нагнетании рабочей жидкости с помощью ручного гидравлического насоса 3. Для удаления оставшегося воздуха из системы необходимо сделать следующее. При закрытом клапане сброса давления 5 и установленных приборах (поверяемого манометра 32 и образцового манометра 33) с помощью ручного гидравлического насоса 3 производится подъем давления до 1-5 МПа. Затем открывается клапан сброса давления 5 и осуществляется сброс давления жидкости в резервуар 2, при этом воздух, который остался в системе в процессе заполнения должен выйти в резервуар 2. Данную операцию необходимо повторить 2-3 раза. После чего устройство готово к работе.
Процесс удаления оставшегося воздуха из каналов устройства может быть выполнен с использованием вакуумного насоса, для этого вместо пробки 24, резьба которой соответствует выходному штуцеру 6, устанавливается соединитель 26 и с помощью соединительного шланга 27 подключается к вакуумному насосу. С помощью вакуумного насоса над поверхностью рабочей жидкости создается разрежение, а воздух, который остался в системе, находится при атмосферном давлении. В результате перепада давления воздух выходит в резервуар и происходит выравнивание давления. После этого открывается клапан соединения с атмосферой 23 и жидкость заполняет объем который занимал воздух. Таким образом, при установке вместо пробки 24 соединителя 26 и подключение шланга 27 к вакуумному насосу можно производить вакуумное заполнение устройства и присоединяемых приборов рабочей жидкостью, что повышает эффективность работы устройства.
Работа устройства создания гидравлического давления в режиме создания избыточного давления осуществляется следующим образом. В приемные штуцера стойки для манометров 31 устанавливаются соответствующие измеряемым давлениям поверяемый манометр 32 и образцовый манометр 33 или другое средство измерения.
Ручным гидравлическим насосом 3 производится подъем давления до первой измеряемой точки или до давления 5 МПа, если максимальное измеряемое давление 60 МПа.
Вращением маховика камеры плавной регулировки 4 по часовой стрелке производится плавный подъем давления до первой измеряемой точки, при этом необходимо дать некоторое время на термостабилизацию. После снятия всех необходимых измерений в данной точке вращением маховика камеры плавной регулировки 4 по часовой стрелке производится плавный подъем давления до следующей измеряемой точки. После снятия всех необходимых измерений в данной точке аналогичным образом производится подъем давления до следующей измерительной точки и так далее до максимального значения измеряемого давления.
Прохождение измерительных точек от максимального значения давления до минимального осуществляется следующим образом. Вращением маховика камеры плавной регулировки 4 против часовой стрелки производится плавный спуск давления до предпоследней измерительной точки в сторону снижения давления. После снятия всех необходимых измерений в данной точке аналогичным образом производится снижение давления до следующей измерительной точки и так далее до минимального значения измеряемого давления. Таким образом, можно пройти все измерительные точки как в сторону повышения давления, так и в сторону его снижения, при этом устройство всегда находится в устойчивом положении и его не нужно держать или куда-нибудь устанавливать, что существенно повышает удобство работы с ним, особенно при больших объемах поверяемых приборов.
По сравнению с прототипом, в качестве которого выбрано устройство создания гидравлического давления (см. «Многофункциональная помпа PV 411-НР» фирмы «Druck») как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому эффекту техническое решение и имеющее наибольшее число общих признаков, предлагаемое техническое решение обладает преимуществом, так как обеспечивает повышение удобства пользования устройством за счет стабильного положения устройства в процессе поверки приборов, имеет простую конструкцию и обеспечивает удобство в процессе монтажа и демонтажа узлов устройства в случае их ремонта и технического обслуживания в процессе эксплуатации.