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水介質(zhì)壓力表測試裝置的原理
概述
傳統(tǒng)液壓壓力源采用變壓器油作為傳壓介質(zhì)，具有加壓迅速傳壓穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但是對于現(xiàn)場某些禁油儀表卻無法直接進(jìn)行校準(zhǔn)檢定，必須使用油水隔離器實(shí)現(xiàn)油與水的分離，達(dá)到禁油的目的。但此方法一方面容易引起對禁油儀表的污染，同時(shí)會(huì)帶來標(biāo)準(zhǔn)和被檢儀表液柱差而帶來的誤差。
隨著目前電力系統(tǒng)燃?xì)鈾C(jī)組的推廣，禁油儀表的使用面越來越廣，這就給傳統(tǒng)的禁油儀表校準(zhǔn)帶來挑戰(zhàn)。在此背景下，我們提出一種新型的液體壓力泵，直接采用純凈水作為傳壓介質(zhì)，直接輸出高壓壓力，為現(xiàn)場禁油儀表提供安全、穩(wěn)定及可靠的壓力源。由于水介質(zhì)相對油介質(zhì)有其自身傳壓性能不穩(wěn)定等弱點(diǎn)，故此設(shè)備的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)對材質(zhì)的要求和丁藝的要求都比較高才能達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的水平。
另外此壓力源可以在實(shí)現(xiàn)高壓的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)真空的功能，給正負(fù)量程的大量程儀表校驗(yàn)帶來便利，這也是高壓壓力源的一項(xiàng)新的突破。
1.測量系統(tǒng)及原理
1.1測量系統(tǒng)
水介質(zhì)壓力表測試裝置是由水介質(zhì)高壓壓力源、油水隔離器和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字壓力表組成，如圖1所示。測試裝置丁作原理圖如圖2所示。
1.2測量原理
水介質(zhì)壓力源測試裝置是用純凈水作為加壓介質(zhì)，產(chǎn)生所需要的壓力并進(jìn)行壓力傳遞，壓力源是通過純凈水體積的變化，產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，用增壓活塞來調(diào)整腔體液體體積產(chǎn)生相對的壓力通過回水閥3控制腔體內(nèi)液體的泄壓，并和大氣相連，得到大氣壓力值即(標(biāo)準(zhǔn)零位壓力值）；關(guān)閉回水閥3就可以把需要測量的和壓力源的加壓腔體和測量腔體封閉在一個(gè)固定的腔體內(nèi)，就可以通過調(diào)整活塞來調(diào)整壓力了。在高壓時(shí)利用同一個(gè)活塞加壓，可能會(huì)很困難，考慮到加壓的方便，我們可以設(shè)計(jì)成兩級活塞加壓，低壓時(shí)用大直徑活塞加壓(預(yù)壓機(jī)構(gòu)5)，這樣可以快速實(shí)現(xiàn)所需壓力，高壓時(shí)利用小直徑的活塞加壓(二次加壓機(jī)構(gòu)6)，可以減小加壓阻力，為了減小腔體來適應(yīng)高低壓活塞加壓在高低壓活塞間可以設(shè)置一個(gè)截止閥(預(yù)壓截止閥4)，用于去除低壓活塞的腔體，同時(shí)也減小高壓時(shí)，液體壓力對低壓活塞損傷。兩種活塞可以做成不同的密封形式用于適應(yīng)高低壓加壓，此預(yù)壓截止閥4還有另一個(gè)作用，可以在低壓時(shí)通過關(guān)閉測量腔體，打開回液截止閥前后調(diào)整低壓活塞實(shí)現(xiàn)低壓時(shí)多次液體補(bǔ)充，擴(kuò)大了被測腔體的容積，通過此液壓源實(shí)現(xiàn)了液體連續(xù)的加減壓操作。在關(guān)閉回水閥3的情況下，連續(xù)反向調(diào)整預(yù)壓機(jī)構(gòu)可快速實(shí)現(xiàn)真空的功能。
1.3技術(shù)難點(diǎn)
本技術(shù)的難點(diǎn)在于壓力發(fā)生裝置，首先由于采用了水為導(dǎo)壓介質(zhì)，長時(shí)間使用勢必會(huì)在單向閥體內(nèi)形成水垢，影響壓力的產(chǎn)生，其次壓力傳遞介質(zhì)由變壓器油替換成純凈水對壓力源的密封性帶來挑戰(zhàn)，因?yàn)樽儔浩饔偷拿芏葹?95kg/m3，水的密度為1000kg/m3，在同樣體積的情況下水的密度大約是油的1.1倍，在壓力表測試裝置管路內(nèi)同樣體積的純凈水的擴(kuò)張力自然也比使用變壓器油大1.1倍，因此壓力表測試裝置管路內(nèi)及各接頭之間的密封性需要比原先的裝置有質(zhì)的飛躍。采用水為壓力源的介質(zhì)后勢必更容易泄漏，對壓力發(fā)生裝置有了更高的要求。
1)壓力發(fā)生裝置
該技術(shù)在于把復(fù)雜的、分散的壓力發(fā)生系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的、適用的集成，特別是在單向閥體、閥片方面進(jìn)行創(chuàng)新，一個(gè)鏡面的不易結(jié)垢的金屬薄片材料，用線切割的方法，加丁成同心圓形的，四面帶有對稱弧面缺口的閥片，該閥片在單向閥腔內(nèi)由4個(gè)突出于弧面的棱角定位，其鏡面與密封圈緊密配合，當(dāng)閥片兩側(cè)形成壓力差時(shí)，該閥片在單向閥腔內(nèi)的定位空間內(nèi)沿閥片中心點(diǎn)軸心直線動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)開關(guān)，導(dǎo)壓介質(zhì)通過閥片弧面缺口單方向輸出發(fā)生壓力。單向閥分別正反向安裝于活塞腔的側(cè)面和底部，導(dǎo)壓介質(zhì)儲(chǔ)液倉設(shè)計(jì)于泵體與增壓缸體間，增壓活塞有平面和側(cè)面兩道密封安裝與泵體底部，設(shè)計(jì)有注液口、泄氣塞、操縱桿固定軸的上蓋由密封圈、定位槽限制，用內(nèi)六角螺栓安裝于泵體上，操縱桿與增壓活塞的作用點(diǎn)設(shè)計(jì)有滾動(dòng)軸套用滾動(dòng)軸裝配于操縱桿上。見圖3壓力發(fā)生系統(tǒng)剖面圖。安裝于泵體底座的增壓缸體11，緊密配合于增壓缸體11內(nèi)的增壓活塞3，操縱桿1在操縱手柄5的作用下，安裝與操縱桿1的軸套4，帶動(dòng)增壓活塞3，以增壓缸體軸心為直線向下運(yùn)動(dòng)，增壓缸體11內(nèi)的導(dǎo)壓介質(zhì)13推開正壓閥體16內(nèi)的正壓閥片17輸出，操縱桿1在操縱手柄5外力釋放時(shí)，增壓活塞3在復(fù)位彈簧12的作用下返回上始點(diǎn)，增壓缸體11內(nèi)形成負(fù)壓，導(dǎo)壓介質(zhì)13推開負(fù)壓閥體23內(nèi)的負(fù)壓閥片25輸人增壓缸體11，如此循環(huán)作用，設(shè)計(jì)于泵體10內(nèi)儲(chǔ)液倉的導(dǎo)壓介質(zhì)13連續(xù)通過輸出I14和輸出H21排出，實(shí)現(xiàn)造壓。
2.實(shí)驗(yàn)
2.1密封性試驗(yàn)
JB/T599-2005《壓力表校驗(yàn)器》中的規(guī)定，加壓10min后開始計(jì)時(shí)，5min的泄漏量不得超過滿量程的5%。
檢定規(guī)程中對壓力表校驗(yàn)器的規(guī)定，加壓5min后開始計(jì)時(shí)，5min的泄漏量不得超過滿量程的4%。壓力表密封性試驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)見表1，壓力表測試裝置泄漏測試曲線見圖4
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