УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ И КАЛИБРОВКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Устройство для поверки и калибровки средств измерения давления Полезная модель относится к приборостроению, в частности к устройствам, создающим давление жидкости или газа, и может быть использована в метрологических целях для калибровки или поверки средств контроля и измерения давления методом сличения.
Известен прибор для поверки кислородных манометров ППКМ-250, описанный в паспорте на прибор ДДД 900.00.000 ПС от 25.12.95 г., изготавливаемый Донецким опытным заводом «Эталон», Украина (см. Приложение).
Известный прибор (рисунок 1, 2) содержит: узел создания давления, включающий в себя закрепленный к плите пресс, который, в свою очередь, состоит из цилиндра, поршня, винта с упорной резьбой, маховика, и насос в сборе; емкость для рабочей жидкости в виде воронки и узлы задания давления, обеспечивающие поступление и перекрытие подачи жидкости в виде вентилей. Закачивание рабочей жидкости в систему и предварительное давление в ней создают ручным насосом. После появления предварительного давления закрывают вентиль насоса, а рабочее давление в системе обеспечивают маховиком пресса. В воронке, служащей емкостью для рабочей жидкости, имеется вентиль для сброса давления в системе.
Как следует из описания в паспорте порядка работы (пункт 7, лист 8) с прибором, предварительно ручным насосом необходимо закачать рабочую жидкость в систему, создать предварительное давление и закрыть вентиль насоса (рисунок 1 и 3). Затем обеспечить рабочее давление в системе вращением маховика пресса (рисунок 1). При этом предусматривается, что вентиль для сброса давления в системе, который находится в воронке, служащей емкостью для рабочей жидкости, должен быть закрыт.Это оговаривается в описании возможных неисправностей и способах их устранения (пункт 9, таблица 1, лист 9) в столбце способов устранения неисправности непостоянства давления.
После окончания проведения поверки кислородного манометра, согласно методике поверки манометров, вакуумметров и др. МИ 2124-90, необходимо в обратной последовательности произвести разгрузку системы прибора для поверки кислородных манометров ППКМ-250 от давления, путем вращения маховика пресса на понижение давления, и затем медленного сброса остаточного давления в системе открытием вентиля сброса, слива рабочей жидкости в воронку.
Недостатком известного устройства является его не вполне высокая надежность, обусловленная тем, что задание необходимого рабочего давления в системе прибора ППКМ-250 при поверке кислородных манометров предусматривает выполнение манипуляций с большим количеством составных частей в определенной последовательности: вентилем сброса, насосом и прессом, что является количественным показателем отказов прибора. При этом работа с вентилем насоса не рассматривается - он служит для отсечения насоса от системы устройства, эталона и поверяемого прибора для исключения падения давления по причине утечек через выпускной клапан, поджатый только пружинкой, а также предохранения выпускного клапана насоса от заминания и выхода из строя при высоких избыточных давлениях в системе. Это конструктивная особенность этого прибора.
Так, в однотипных вентилях, используемых на приборе (рисунок 3), как и в вентиле сброса, используется уплотнение типа металл-металл, основанное на реализации упругой деформации в контакте седла и запорного клапана. Для обеспечения герметичности таких клапанных уплотнений необходима тщательная обработка уплотнительных поверхностей. Это увеличивает трудоемкость изготовления вентилей и, в частности, вентиля сброса. Интенсивный износ трущихся поверхностей контакта уплотнения определяет небольшой ресурс вентиля и, как следствие, потерю герметичности системы и выход из строя прибора.
Большое число элементов управления предполагает сложную комбинацию последовательных действий с ними для создания давления при проведении поверки средств измерения давления, тем самым сокращая продолжительность службы прибора и значительно увеличивая время, которое необходимо для проведения поверки средств измерения давления.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для поверки средств измерения давления, описанное в одноименном патенте №2390741 по кл. G01L 27/00, з. 10.03.09, оп. 27.05.10 и выбранное в качестве прототипа.
Известное устройство для поверки средств измерения давления содержит узел создания давления, включающий в себя маховик, насос для закачивания рабочей жидкости, узел для задания давления путем перекрытия и подачи рабочей жидкости в емкость для нее и систему поверяемого давления, включающую в себя поверяемое средство, соединенное с эталонным средством измерения давления, которое присоединено к насосу, при этом в устройстве узел создания давления выполнен в виде корпуса, по продольной оси которого расположены последовательно отверстие с внутренней резьбой, соединенная с емкостью для рабочей жидкости полость и полость, сообщающаяся с ней и с системой поверяемого давления, при этом в отверстии с внутренней резьбой размещен шток с наружной резьбой и гладкой частью, к верхней части которого прикреплен маховик для обеспечения возможности его перемещения, а между полостями расположен уплотнительный элемент, образующий вместе со штоком узел для задания давления.
Более конкретно известное устройство выполнено следующим образом. Устройство для поверки средств измерения давления состоит из узла 1 создания давления, связанного с насосом 2, соединенного с емкостью 3 для рабочей жидкости. Узел 1 выполнен в виде корпуса 4, по продольной оси которого расположены последовательно отверстие 5 с внутренней резьбой 6, соединенная с емкостью 3 для рабочей жидкости полость 7, и полость 8, сообщающаяся с ней и с системой 9 избыточного (поверяемого) давления. При этом в отверстии 5 с внутренней резьбой 6 размещен шток 10 с наружной резьбой 11 и гладкой частью 12, к верхней части которого прикреплен маховик 13 для обеспечения возможности его перемещения. Между полостями 7 и 8 расположен уплотнительный элемент 14, образующий вместе со штоком 10 узел для задания давления путем перекрытия и подачи рабочей жидкости из емкости 3. Насос 2 выполнен, в частности, с рычажной кинематикой привода поршня и входит в систему 9 избыточного давления, которая включает также связанные с ним эталонное 15 и поверяемое 16 средства измерения давления. При этом насос 2 соединен посредством присоединительных штуцеров 17 и 18 с эталонным и поверяемым средствами 15 и 16, а также сообщен с емкостью 3 для подачи рабочей жидкости в количестве, необходимом для заполнения системы устройства, эталонных и поверяемых средств 15 и 16 измерения давления, и с полостью 8. При этом уплотнительный элемент 14 может быть выполнен эластичным.
Наличие насоса в устройстве делает его ненадежным при создании малых давлений по следующим причинам.
Насос необходимо отсекать от системы устройства, эталона и поверяемого прибора для исключения падения давления по причине утечек через выпускной клапан, обусловленных недостаточным усилием поджатая пружиной и наличием посторонних твердых примесей в рабочей жидкости, а также предохранения выпускного клапана насоса от заминания и выхода из строя при высоких избыточных давлениях в системе, что не предусмотрено в известном устройстве.
Задачей является повышение надежности устройства.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве поверки и калибровки средств измерения давления, содержащем узел создания давления, систему поверяемого давления, включающую в себя поверяемое средство, соединенное с эталонным средством измерения давления, которое присоединено к насосу для закачивания рабочей жидкости, и емкость с рабочей жидкостью, при этом узел создания давления выполнен в виде корпуса, по продольной оси которого расположены последовательно отверстие с внутренней резьбой, полость, соединенная с емкостью для рабочей жидкости, и сообщающаяся с первой вторая полость, которая соединена с насосом, в отверстии с внутренней резьбой размещен шток с наружной резьбой и гладкой частью, к верхней части которого прикреплен маховик для обеспечения возможности его перемещения, а между полостями расположен уплотнительный элемент, образующий вместе со штоком узел для задания давления, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, в корпусе узла создания давления дополнительно выполнена третья полость, соединенная с системой поверяемого давления, при этом перед первой и перед третьей полостями размещены уплотнительные элементы, также входящие в узел задания давления.
Технический результат - повышение надежности работы устройства за счет отсечения насоса от системы устройства, эталона и поверяемого прибора для исключения падения давления по причине утечек через выпускной клапан, поджатый только пружиной, а также предохранения выпускного клапана насоса от заминания и выхода из строя при высоких избыточных давлениях в системе.
Выполнение в корпусе узла создания давления дополнительной третьей полости при соединении ее с системой поверяемого давления в совокупности с наличием перед третьей и первой полостями уплотнительных элементов позволяет отсечь насос от системы устройства, эталона и поверяемого прибора, что исключает падение давления по причине утечек через выпускной клапан и предохраняет выпускной клапан насоса от выхода из строя, обеспечивая повышение надежности работы устройства.
Заявляемое устройство обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как наличие в корпусе узла создания давления дополнительно третьей полости, соединенной с системой поверяемого давления, размещение при этом перед первой и перед третьей полостями уплотнительных элементов, также входящих в узел задания давления, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемое устройство может быть использовано в метрологических целях для калибровки или поверки средств контроля и измерения давления методом сличения, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - схема устройства в положении соединения насосного блока с выходными штуцерами.
- фиг. 2 - схема устройства в закрытом положении;
- фиг. 3 - схема устройства в открытом положении.
Устройство для поверки и калибровки средств измерения давления состоит из узла 1 создания давления, связанного с насосом 2, соединенного с емкостью 3 для рабочей жидкости. Узел 1 выполнен в виде корпуса 4, по продольной оси которого расположены последовательно отверстие 5, соединенное с емкостью 3 для рабочей жидкости полость 7, 8 и полость 20, сообщающаяся с ней и с системой 9 избыточного давления. При этом в отверстии 6 с внутренней резьбой размещен шток 10 с наружной резьбой гладкой частью 12, к верхней части которого прикреплен маховик 13 для обеспечения возможности его перемещения. Между полостями 7 и 8 расположен уплотнительный элемент 14, образующий вместе со штоком 10 узел для задания давления путем перекрытия и подачи рабочей жидкости из емкости 3. Насос 2 выполнен, в частности, с рычажной кинематикой привода поршня и входит в систему 9 поверяемого (избыточного или разреженного) давления, которая включает также связанные с ним эталонное 15 и поверяемое 16 средства измерения давления. При этом насос 2 соединен посредством присоединительных штуцеров 17 и 18 с эталонным и поверяемым средствами 15 и 16, а также сообщен с емкостью 3 для подачи рабочей жидкости в количестве, необходимом для заполнения системы устройства, эталонных и поверяемых средств 15 и 16 измерения давления, и с полостью 8 и 20. При этом уплотнительные элементы 14, 19, 21 могут быть выполнены эластичными.
Устройство для поверки средств измерения давления работает следующим образом. К штуцерам 17 и 18 подсоединяют эталонное 15 и поверяемое 16 средства измерения давления. Перед началом создания давления устройством для поверки средств измерения давления предварительно необходимо, вращая маховик 13 вместе со штоком 10 с наружной резьбой и гладкой частью 12 по внутренней резьбе 6 отверстия корпуса 4, войти гладкой частью 12 штока 10 в контакт с уплотнительным элементом 14. Уплотнительный элемент 14 вместе с корпусом 4 и гладкой частью 12 штока 10 образует герметичное соединение. Таким образом, происходит отсечение емкости 3 с рабочей жидкостью от системы 9 поверяемого давления устройства и эталонного 15 и поверяемого 16 средств измерения давления. Далее насосом 2 в системе 9 устройства создают предварительное давление, близкое к поверочной точке эталонного средства 15 измерения. Затем, при продолжении вращения маховика 13 по внутренней резьбе отверстия 6 корпуса 4 перемещением вдоль оси узла создания давления штока 10 с наружной резьбой и гладкой частью 12, входит гладкой частью 12 штока 10 в контакт с уплотнительным элементом 19. Уплотнительный элемент 19 вместе с корпусом 4 и гладкой частью 12 штока 10 образует надежное герметичное соединение. Таким образом, происходит отсечение насоса 2 от системы 9 поверяемого давления устройства и эталонного 15 и поверяемого 16 средств измерения давления. Далее вращением маховика 13 производят изменение (увеличение или уменьшение) объема полости 20 гладкой частью 12 и тем самым достигают необходимого значения давления поверочной точки. Прямым сличением сравнивают показания эталонного 15 и поверяемого 16 средств измерения давления.
Для сброса избыточного давления из системы устройства поворотом маховика 13 в направлении, противоположном направлению вращения при создании давления, по внутренней резьбе 6 отверстия корпуса 4 перемещением вдоль оси узла создания давления штока 10 с наружной резьбой и гладкой частью 12, производят вывод гладкой части 12 штока 10 из контакта с уплотнительным элементом 19. Таким образом нарушают герметичное соединение уплотнительного элемента 19, корпуса 4 и гладкой части 12 штока 10 и полость 20 соединяется с полостью 8 и насосом 2. Дальнейшее вращение маховика 13 в направлении, противоположном направлению вращения при создании давления, по внутренней резьбе отверстия 6 корпуса 4 перемещением вдоль оси узла создания давления штока 10 с наружной резьбой и гладкой частью 12, производят вывод гладкой части 12 штока 10 из контакта с уплотнительным элементом 14, рабочая жидкость из системы устройства через полости 20, 8 и 7 перетекает в емкость 3, понижая давление рабочей жидкости в системе 9 избыточного давления устройства.
В сравнении с прототипом заявляемое устройство для поверки средств измерения давления является более надежным за счет исключения насоса при проведении поверки.