Теоретическая часть. Изучить принцип действия и устройство манометров с трубчатой пружиной

ИЗУЧЕНИЕ И ПОВЕРКА МАНОМЕТРОВ.

1. Цель работы..

Изучить принцип действия и устройство манометров с трубчатой пружиной.

3. Изучить принцип действия электрической дистанционной передачи.

4. Ознакомиться с устройством и работой грузопоршневого манометра.

5. Произвести поверку манометров.

Теоретическая часть.

Для измерения давления в промышленности наиболее широко при­меняются деформационные манометры, в которых в качестве упругих чувствительных элементов используют одновитковую и многовитковую трубчатые пружины, мембрану или мембранную коробят?сильфон (рис. I).

Рис.1. Упругие элементы деформационных манометров: а) одновитковая трубчатая пружина; б) многовитковая трубчатая пружина; в) мембрана; г) мембранная коробка; д) сильфон

Рис.2. Одновитковая трубчатая пружина.

Среди деформационных манометров наибольшее распространение получили манометры с одновитковой трубчатой пружиной (рис.2). Трубчатая пружина представляет собой полую трубку овального или эллиптического сечения, согнутую по дуге окружности на угол γ= (I8O-270)0. Один конец трубчатой пружины жестко соединен с держателем I. Держатель имеет резьбовой ниппель с отверстием, предназначенный для крепления прибора на аппарате, в котором измеряется давление. Свободный конец пружины наглухо закрыт. Посредством проводка 2 он связан с передаточным механизмом, состоящим из зубчатого сектора 3 и сцепленной с ним шестеренки 4 (трибки), на оси которой насажена стрелка 5. Для устранения мертвого хода стрелки, вызванного наличием люфтов в соединениях, передаточный механизм снабжен упругим спиральным волоском (на рис. не показан). Внутренний конец волоска крепится на оси стрелки, а внешний - на неподвижной плате механизма.

Под действием давления среды, сообщающейся с внутренней полостью трубки, последняя несколько распрямляется, свободный конец ее перемещается и тянет за собой поводок. При этом поворачивается зубчатый сектор и трибка, а стрелка перемещается по шкале прибора, показывая величину измеряемого давления.

Раскручивание трубчатой пружины связано с тем, что при увеличении давления внутри нее она стремится превратить свое эллиптическое сечение в круглое. При этом малая ось эллипса bувеличивается, большая уменьшается и, так как длина трубки остается практически неизменной, в ней возникают внутренние напряжения, приводящие к ее раскручиванию и перемещению свободного конца. Изменение угла скручивания выражается уравнением:

где γ – начальный угол скручивания трубки; b – малая ось трубки; ∆b – изменение малой оси.

Диапазон измерения давления манометрами с одинаковой трубчатой пружиной составляет 0 – 10000 МПа. Он зависит от модуля упругости материала трубки, радиуса кривизны, размеров сечения, толщины стенок трубки и других факторов.

Поверка манометров с одинаковой трубчатой пружиной обычно производится с помощью грузопоршневых манометров.

Принципиальная схема грузопоршневого манометра показана на рис.3. Конструктивно он состоит из корпуса 1 внутри которого имеется цилиндрическая полость 2 и канал 3, заполненные маслом. Канал сообщается с цилиндрическим каналом 4 грузовой колонки 5 двумя каналами 6, имеющими штуцеры для присоединения маномет­ров. Каналы имеют игольчатые вентиля 16 я 17, предназначенные для их перекрытия. В канале грузовой колонки перемещается шток 7, несущий на себе тарелку 8 с грузами 9. В цилиндрической полости 2 корпуса находится поршень 10, перемещающийся при вращении ма­ховика II. Масленка 12 служит для заполнения системы маслом, а вентиль 13 - для слива рабочего масла.

Рис.3. Принципиальная схема грузопоршневого манометра

Поверка на грузопоршневом манометре может произво­диться одним из двух способов:

-относительным, когда к обоим штуцерам присоединяются два манометра - проверяемый и образцовый,(вентили 16 при атом открыты, а вентиль 17 закрыт). Погрешность поверяемого манометра определяется разностью показаний обоих манометров;

- абсолютным, когда в работу включена грузовая колонка (вентиль 17 открыт) а к одному из штуцеров присоединен проверяемый манометр. Погрешность поверяемого (поверяемых) манометра определяется разностью его показаний и величиной дав­ления в масляной системе:

P=G/F,

Где G – вес поршня с грузами и грузовой тарелкой; F – эффективная площадь поршня 7.

В случае, если поверяется только один манометр, вентиль у другого штуцера закрыт.

Во время поверки манометров вторым способом тарелка с грузами не должна лежать на упоре, а ее нижний край должен занимать положение против указателя 14. Для уменьшения трения при проведении измерений рекомендуется рукой приводить тарелку с грузами во вращение.

3. Описание лабораторного стенда /6/

Схема лабораторного стенда, предназначенного для поверки манометров, представлена на рис. 5. К штуцерам грузопоршневого манометра I подключены поверяемый манометр с одновитковой трубчатой пружиной 2. Поверка производится с помощью калиброванных грузов 5, помещаемых в процессе работы на тарелку грузовой колонки 6. Давление в системе создается вращением маховика 7 по часовой стрелке. Масленка 8 служит для заполнения системы маслом.

(Рис.5. Схема лабораторного стенда:

I - грузопоршневой манометр; 2 - поверяемый манометр с одновитковой трубчатой пружиной; 3 - манометр с электрической переда­че!;; 5 - грузы, 6 - грузовая колон­ка; 7 - маховик; 8 * масленка;