манометр

Формула изобретения

МАНОМЕТР, содержащий последовательно соединенные с помощью верхних соединительных камер U-образные трубки, выполненные разного сечения и заполненные в нижней части жидкостью, а в верхней - газом, причем одна из крайних трубок сообщена с измеряемой средой, а другая - с атмосферой, при этом площадь S сечения каждой следующей U-образной трубки, начиная с трубки, сообщенной с атмосферой, характеризуется соотношением



где S_пр - площадь сечения предыдущей трубки, см²;

К - количество предыдущих U-образных трубок;

j - удельный вес жидкости, кг/см³;

Н - рабочая высота U-образных трубок, см;

V - объем верхней соединительной камеры с предыдущей U-образной трубкой, см³;

Р_а - атмосферное давление, кг/см²,

отличающийся тем, что он снабжен дополнительными камерами с переменным объемом газа, которые сообщены с полостями верхних соединительных камер.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к приборам для измерения давления газа, и может быть использовано в различных областях науки и техники.

Известны манометры, содержащие последовательно соединенные с помощью верхних соединительных камер U-образные трубки, в нижней части заполненные жидкостью, а в верхней - сжатым воздухом. Давление воздуха в верхних соединительных камерах должно устанавливаться уменьшающимся в арифметической прогрессии в направлении трубки, соединенной с атмосферой, что позволяет получить максимальный диапазон измерения [1].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является манометр [2] , содержащий последовательно соединенные с помощью верхних соединительных камер U-образные трубки разного сечения, заполненные в нижней части жидкостью, а в верхней - газом, причем одна из крайних трубок сообщена с измеряемой средой, а другая - с атмосферой, при этом площадь S сечения каждой следующей U-образной трубки, начиная с трубки, сообщенной с атмосферой, характеризуется соотношением:

S = где S_пр - площадь сечения предыдущей трубки, см²;

К - количество предыдущих U-образных трубок;

j - удельный вес жидкости, кг/см³;

Н - рабочая высота U-образных трубок, см;

V - объем верхней соединительной камеры с предыдущей U-образной трубкой, см³;

Р_а - атмосферное давление, кг/см².

Недостатком прототипа является необходимость выполнения сечений U-образных трубок и объема V соединительных камер калиброванными с высокой точностью, что повышает трудоемкость изготовления и усложняет технологию изготовления.

Цель изобретения - компенсация погрешностей изготовления размеров внутренних диаметров трубок и объема соединительных камер.

Поставленная цель достигается тем, что манометр, содержащий последовательно соединенные с помощью верхних соединительных камер U-образные трубки разного сечения, заполненные в нижней части жидкостью, а в верхней - газом, причем одна из крайних трубок сообщена с измеряемой средой, а другая - с атмосферой, при этом площадь S сечения каждой следующей U-образной трубки, начиная с трубки, сообщенной с атмосферой, характеризуется соотношением:

S = где S_пр - площадь сечения предыдущей трубки, см²;

К - количество предыдущих U-образных трубок;

j - удельный вес жидкости, кг/см³;

Н - рабочая высота U-образных трубок, см;

V - объем верхней соединительной камеры с предыдущей U-образной трубкой, см³;

Р_а - атмосферное давление, кг/см², снабжен дополнительными камерами с переменным объемом газа, которые сообщены с полостями верхних соединительных камер.

На фиг. 1 показан ненастроенный манометр, подключенный к пьезометрическому щиту; на фиг. 2 - положение жидкости в настроенном манометре при максимальном измеряемом давлении.

Манометр 1 содержит последовательно соединенные U-образные трубки 2, 3, 4 разного сечения, нижние части которых залиты жидкостью, а верхние соединительные камеры 5 и 6 заполнены атмосферным воздухом. После заливки измерительной жидкости и заполнения атмосферным воздухом соединительные камеры 5 и 6 герметизируются резьбовыми пробками 7 и 8. Одна из крайних трубок с наименьшим диаметром сообщена с атмосферой, а другая с наибольшим диаметром - с измеряемой средой, которое является опорным давлением для пьезометрического щита 9. Сечения U-образных трубок определены последовательно, начиная от трубки с наименьшим сечением. Наименьшее сечение трубки 4 выбрано произвольно, например, диаметром 8 мм. Сечение трубки 3 выбрано в зависимости от сечения предыдущей трубки 4, а сечение трубки 2 - в зависимости от сечения предыдущей трубки 3 по приведенной выше зависимости:

S =

Окончательные сечения U-образных элементов выбраны исходя из внутренних диаметров серийно изготавливаемых трубок, величина сечения которых наиболее близка (или больше) к расчетной. Увеличенные сечения U-образных элементов компенсированы за счет изменения объема занимаемого воздуха в верхних соединительных камерах 5 и 6, для чего камеры 5 и 6 соответственно сообщены с дополнительными камерами 10 и 11 при помощи трубок 12 и 13, дополнительные камеры 10 и 11 соответственно снабжены дополнительными пробками 14 и 16 для слива жидкости.

Изменение объема воздуха в дополнительных камерах 10 и 11 достигается за счет изменения объема жидкости в них.

Дополнительные камеры с изменяемым внутренним объемом занимаемого воздуха в предложенном манометре служат для компенсации неточности изготовления сечения U-образных трубок S и S_пр и объема V верхних соединительных камер, при этом допускается применение серийно выпускаемых стандартных трубок. Если при изготовлении неточно выполнены величины сечений S, S_пр и объема V верхней соединительной камеры, то нарушается указанное соотношение, но это соотношение легко восстанавливается при настройке предложенного манометра изменением суммарного объема верхней соединительной камеры и объема дополнительной камеры занимаемым воздухом.

Настройку манометра 1 начинают с U-образной трубки 4, сообщенной с атмосферой. При этом после подачи измеряемого давления достигают максимального перепада давления в U-образной трубке 4.

В случае достижения максимального перепада давления в U-образной трубке 3 отсоединяют трубки измеряемого давления и добавляют измерительной жидкости в камеру 11, а в случае достижения максимального перепада давления в U-образной трубе 2 - добавляют измерительную жидкость в камеру 10. Итак, изменяя объем жидкости в дополнительных камерах 10 и 11, достигают максимального перепада давления в U-образной трубке 4. Уменьшая объем жидкости в дополнительной камере 11, достигают максимального перепада давления в U-образной трубке 3, а уменьшая объем жидкости в дополнительной камере 10, достигают максимального перепада давления в U-образной трубке 2.

Настройкой манометра при помощи дополнительных камер, достигают одинаковых максимальных перепадов давлений во всех U-образных трубках при наибольшем допустимом измеряемом давлении Р₁, когда величина сечения трубок, объемы верхних соединительных камер и удельный вес измерительной жидкости отличаются от расчетных величин.

Применение предлагаемого манометра позволяет снизить трудоемкость и упрощает технологию изготовления за счет применения в нем серийно изготавливаемых трубок.