УСТРОЙСТВО СОЗДАНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ И РАЗРЕЖЕНИЯ

Полезная модель относится к приборостроению, в частности к устройствам, создающим избыточное давление или разрежение воздуха или газа, и может быть использована в метрологических целях для проведения поверки средств измерений давления методом сличения.
Известны устройства - источники создания пневматического давления и разрежения, такие, как пневматические насосы Wika CPP30, Druck LPP30, Crystal PN:2907 и Crystal PN:2908, Германия, Druck PV211, Merian M-600KT, Heise TP1-40 и Fluke  700PTP-1, США, Elemer PV-60, Москва, Россия и H-2,5, Челябинск, Россия, а также устройство создания пневматического давления, патент RU 2488788 C1, предназначенные для создания избыточного давления или разрежения при проведении поверки средств измерений давления методом прямого сличения показаний эталонного и поверяемого средства измерений давления.
Эти устройства имеют примерно одинаковый набор основных узлов, обеспечивающих работоспособность согласно их функциональному назначению: цилиндр с впускными и выпускными клапанами, поршень, рычажный привод поршня, с возвратной пружиной сжатия, для обеспечения движения поршня и создания давления или разрежения в системе, узел плавного изменения и точной настройки, селекторный узел для выбора режима работы устройства давление-разрежение, клапан для отсечения системы избыточного давления или разрежения воздуха или газа со средствами измерения от атмосферного давления и плавного сброса давления из системы и рабочих полостей эталонного и поверяемого средства измерения давления, присоединительные порты для эталонных и поверяемых средств измерения давления. Все функции, выполняемые устройствами - выбор режима работы устройства, сжатие рычажных рукояток, отсечение клапаном системы от атмосферного давления, точная настройка давления - проводятся оператором вручную.
Недостатком данных устройств является то, что конструктивное выполнение их не позволяет достичь в системе средств измерений давления эталонном и поверяемом максимального разрежения, близкого к низкому вакууму. Причиной этому служит способ создания разрежения этими устройствами, который построен на усилии разжимания пружины сжатия, приводящей в движение поршень, работающий на откачивание воздуха или газа из системы. Как известно, в процессе разжимания пружины усилие пружины, по мере увеличения ее длины, ослабевает, не позволяя выполнить поршню полный рабочий ход, которому препятствует разрежение, созданное в системе устройством. Тогда рычажные рукоятки в устройстве не полностью раскрыты и для создания максимального разрежения этими устройствами приходится вручную разводить рычажные рукоятки, что затруднительно и неудобно, так как задействованы обе руки оператора.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является ручная помпа Druck PV 411-P/HP, США, выбранная в качестве прототипа (см. Приложение к заявке).
Известное устройство создания пневматического давления содержит корпус, на котором размещены поршневой насос с рычажными рукоятками, воздействующими через шток на поршень насоса с возвратной пружиной сжатия, впускным и выпускным клапанами, камера плавной регулировки и клапан сброса давления, соединенные с нагнетательной полостью насоса, два выходных порта. При этом штоковая полость в цилиндре через отверстие в штоке соединена с одним из выходных портов с помощью пластиковой трубки, расположенной снаружи корпуса. Данное устройство предназначено для создания необходимого избыточного давления или разрежения при проведении поверки средств контроля и измерений давления методом сличения.
Положительным конструктивным решением устройства является то, что создание в средствах измерений разрежения осуществляется не усилием разжимания пружины сжатия, а наоборот ее сжиманием точно так же, как и при создании избыточного давления, воздействием на рычажные рукоятки руками оператора. Такая работа известного устройства обусловлена наличием в конструкции устройства впускного клапана принудительного действия, то есть клапана с механическим управлением, при котором перемещение его подвижной части производится силой, воздействующей на шток клапана, создаваемой рукой, при сведении друг к другу рычажных рукояток. Выпускной пружинный клапан является самодействующим с пневматическим управлением, при котором перемещение его подвижной части производится сжатым воздухом.
Впускной клапан размещен в центре поршня с отверстием, подвижной частью которого является шток поршня, имеющий степень свободы относительно поршня, с уплотняющим элементом на конце, запирающим отверстие в центре поршня.
Принцип работы устройства заключается в создании разрежения не перед поршнем, а за ним, в штоковой его части, полость которой через отверстие в штоке соединена с выходным портом пластиковой трубкой.
Недостатком данного устройства является наличие пластиковой трубки, соединяющей рабочую, штоковую полость помпы, с выходным портом. Такая конструкция помпы неудобна в работе по причине ее расположения снаружи помпы, она мешает рукам при работе с помпой, может за что-нибудь зацепиться и порваться. В процессе сжатия рычажных рукояток пластиковая трубка постоянно деформируется и затем также выходит из строя, что снижает срок службы помпы. Ее замена неудобна и увеличивает время ремонтно-восстановительных работ помпы.
Целью заявляемого технического решения является повышение удобства эксплуатации и надежности устройства, используемого для проведения поверки средств измерений давления методом прямого сличения.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве создания давления при поверке средств измерений давления, содержащем корпус с цилиндром и поршнем, соединенным со штоком, взаимодействующим с рычажными рукоятками, закрепленными на корпусе, и возвратной пружиной сжатия, впускным и выпускным клапанами, входной и выходной порты, причем поршневая полость в цилиндре соединена с одним из выходных портов с помощью трубки, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, трубка, соединяющая поршневую полость в цилиндре с выходным портом, выполнена из металла, расположена в корпусе соосно цилиндру и поршню со штоком, проходит через поршень и глухое отверстие в штоке и имеет герметичное уплотнение со штоком.
Расположение трубки, соединяющей полость в цилиндре с выходным портом, в корпусе соосно цилиндру и поршню со штоком, проходящей через поршень и глухое отверстие в штоке позволяет повысить удобство эксплуатации устройства в целом, а в совокупности с выполнением трубки металлической при герметичном уплотнением ее со штоком дает возможность увеличить продолжительность службы устройства, обеспечивая в целом повышение надежности устройства.
Технический результат - обеспечение удобства эксплуатации и повышение надежности устройства.
Заявляемое устройство создания давления, при поверке средств измерений давления, обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него наличием таких существенных признаков как размещение трубки, соединяющей поршневую полость с выходным портом в корпусе соосно цилиндру и поршню со штоком и проходящей через поршень и глухое отверстие в штоке, выполнение ее металлической и имеющей герметичное уплотнение со штоком, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемое устройство создания давления при поверке средств измерений давления может найти широкое применение в промышленности при производстве средств измерений давления и разряжения, их поверке и поэтому соответствует критерию "промышленная применимость".
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - общий вид устройства;
- фиг. 2 - схема устройства создания давления для поверки средств измерений разрежения при заполнении полостей цилиндра разреженным воздухом из средства измерений разрежения;
- фиг. 3 - схема устройства создания давления для поверки средств измерений разрежения при выталкивании воздуха из над поршневой полости в атмосферу.
Устройство создания давления (фиг. 2, 3) при поверке средств измерения давления состоит из корпуса 1 с цилиндром 2, герметично вставленным в корпус 1, и поршнем 3 соединенным со штоком 4, имеющим некоторую подвижность относительно поршня 3, взаимодействующим с рычажными рукоятками 5, закрепленными на корпусе 1 и возвратной пружиной сжатия 6. Поршень имеет центральное глухое отверстие 7 и боковое отверстие 8 с выходом в штоковую полость устройства. Поршень 3 и шток 4 с уплотнением 9 образуют впускной клапан 10 принудительного действия, то есть клапан с механическим управлением. Перемещение штока 4 относительно поршня 3 ограничивает стопорная шайба 11. В корпусе 1 расположен выпускной клапан 12, пружинный, самодействующий с пневматическим управлением. Также в корпусе 1 соосно цилиндру 2 и поршню 3 со штоком 4 герметично закреплена трубка 13, проходящая через поршень 3 и глухое отверстие 7 в штоке 4 и имеющая герметичное уплотнение 14 со штоком. Трубка 13 выполнена из металла. На корпусе имеются выходной порт 15 для подключения средств измерений разрежения, с каналом 16 связывающим его с трубкой 13 и выходной порт 17 для подключения средств измерений избыточного давления. К выходному порту 15 подключено средство 18 измерений разрежения.
Устройство создания давления при поверке средств измерений давления работает следующим образом.
При заполнении полостей цилиндра разреженным воздухом из средства измерений разрежения 18 необходимо, чтобы рычажные рукоятки 5 под воздействием возвратной пружины сжатия 6 развелись. Шток 4 с уплотнением 9, ограниченный в перемещении стопорной шайбой 11, отодвигается от поршня 3, одновременно способствуя движению поршня 3. В этом случае разреженный воздух из средства измерений разрежения 18 через выходной порт 15, канал 16, трубку 13, центральное глухое отверстие 7, боковое отверстие 8 попадает в штоковую полость устройства. Из штоковой полости разреженный воздух через зазоры между штоком и поршнем, поршнем и трубкой, через открывшийся клапан 10 перетекает в над поршневую полость. Создается равенство давления разреженного воздуха в средстве измерений разрежения 18, штоковой и над поршневой полостях.
Стрелками показано направление движения потоков воздуха и рычажных рукояток.
Сжатие, под воздействием усилия рук оператора, рычажных рукояток 5 приведет к тому, что шток 4 упрется в поршень 3, при этом герметично разделяя штоковую и над поршневую полости уплотнением 9. Поршень 3, уменьшая объем над поршневой полости, будет выталкивать имеющийся перед ним разреженный воздух через открывшийся, под давлением разреженного воздуха, выпускной клапан 12 и выходной порт 17 в атмосферу. Одновременно происходит заполнение штоковой полости устройства разреженным воздухом из средства измерений разрежения 18, который проходит через выходной порт 15, канал 16, трубку 13, центральное глухое отверстие 7 и боковое отверстие 8.
Разведение при снятии усилия рук оператора рычажных рукояток 5 под воздействием возвратной пружины сжатия 6 приведет к заполнению полостей цилиндра разреженным воздухом из средства измерений разрежения 18.
Таким образом происходит создание разрежения в средстве измерений разрежения 18.
В сравнении с прототипом заявляемое устройство для поверки средств измерения давления является более удобным в эксплуатации и более надежным.