水介質(zhì)壓力表測(cè)試裝置的研制
該文研制了一套水介質(zhì)壓力表測(cè)試裝置，它采用純凈水作為壓力傳導(dǎo)介質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字壓力計(jì)和被檢壓力表在同一液壓高度接 受壓力傳導(dǎo)介質(zhì)的加壓，比較標(biāo)準(zhǔn)和被檢壓力表的輸出，測(cè)定被測(cè)壓力表的密封性，結(jié)果表明:水介質(zhì)壓力表測(cè)試裝置的密封性符合 標(biāo)準(zhǔn)要求。
0.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(duì)于現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(chǎng)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(duì)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(duì)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(cè)量系統(tǒng)及原理
1.1測(cè)量系統(tǒng)
水介質(zhì)壓力表測(cè)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(cè)試 裝置丁作原理圖如圖2所示。
1.2測(cè)量原理
水介質(zhì)壓力源測(cè)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(duì)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(cè)量的 和壓力源的加壓腔體和測(cè)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(jí)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(duì)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(cè)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(cè)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(shì)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(duì)壓力源的密封性帶來挑戰(zhàn)，因?yàn)樽?/span> 壓器油的密度為895kg/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(cè)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(cè)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(shì)必更容易泄漏，對(duì)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(duì)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I 14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(duì)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(cè)數(shù)據(jù)見表1，壓力表測(cè)試裝置泄漏測(cè) 試曲線見圖4。
3.結(jié)論
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn)，我們研制的該款采用純 凈水作為壓力表測(cè)試裝置的壓力源完全符合壓力表測(cè) 試裝置的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。
