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水介質壓力表測試裝置的工作原理
0.概述
傳統(tǒng)液壓壓力源采用變壓器油作為傳壓介質，具有加壓迅速傳壓穩(wěn)定等優(yōu)點。但是對于現(xiàn)場某些禁油儀表卻無法直接進行校準檢定，必須使用油水隔離器實現(xiàn)油與水的分離，達到禁油的目的。但此方法一方面容易引起對禁油儀表的污染，同時會帶來標準和被檢儀表液柱差而帶來的誤差。
隨著目前電力系統(tǒng)燃氣機組的推廣，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，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。由于水介質相對油介質有其自身傳壓性能不穩(wěn)定等弱點，故此設備的設計和實現(xiàn)對材質的要求和丁藝的要求都比較高才能達到實際應用的水平。
另外此壓力源可以在實現(xiàn)高壓的同時還可以實現(xiàn)真空的功能，給正負量程的大量程儀表校驗帶來便利，這也是高壓壓力源的一項新的突破。
1.測量系統(tǒng)及原理
1.1測量系統(tǒng)
水介質壓力表測試裝置是由水介質高壓壓力源、油水隔離器和標準數(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
水介質壓力源測試裝置是用純凈水作為加壓介質，產生所需要的壓力并進行壓力傳遞，壓力源是通過純凈水體積的變化，產生相應的壓力，用增壓活塞來調整腔體液體體積產生相對的壓力通過回水閥3控制腔體內液體的泄壓，并和大氣相連，得到大氣壓力值即(標準零位壓力值）；關閉回水閥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固定的腔體內，就可以通過調整活塞來調整壓力了。在高壓時利用同一個活塞加壓，可能會很困難，考慮到加壓的方便，我們可以設計成兩級活塞加壓，低壓時用大直徑活塞加壓(預壓機構5)，這樣可以快速實現(xiàn)所需壓力，高壓時利用小直徑的活塞加壓(二次加壓機構6)，可以減小加壓阻力，為了減小腔體來適應高低壓活塞加壓在高低壓活塞間可以設置一個截止閥(預壓截止閥4)，用于去除低壓活塞的腔體，同時也減小高壓時，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高低壓加壓，此預壓截止閥4還有另一個作用，可以在低壓時通過關閉測量腔體，打開回液截止閥前后調整低壓活塞實現(xiàn)低壓時多次液體補充，擴大了被測腔體的容積，通過此液壓源實現(xiàn)了液體連續(xù)的加減壓操作。在關閉回水閥3的情況下，連續(xù)反向調整預壓機構可快速實現(xiàn)真空的功能。
1.3技術難點
本技術的難點在于壓力發(fā)生裝置，首先由于采用了水為導壓介質，長時間使用勢必會在單向閥體內形成水垢，影響壓力的產生，其次壓力傳遞介質由變壓器油替換成純凈水對壓力源的密封性帶來挑戰(zhàn)，因為變壓器油的密度為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，在壓力表測試裝置管路內同樣體積的純凈水的擴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及各接頭之間的密封性需要比原先的裝置有質的飛躍。采用水為壓力源的介質后勢必更容易泄漏，對壓力發(fā)生裝置有了更高的要求。
1)壓力發(fā)生裝置
該技術在于把復雜的、分散的壓力發(fā)生系統(tǒng)進行科學的、適用的集成，特別是在單向閥體、閥片方面進行創(chuàng)新，一個鏡面的不易結垢的金屬薄片材料，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由4個突出于弧面的棱角定位，其鏡面與密封圈緊密配合，當閥片兩側形成壓力差時，該閥片在單向閥腔內的定位空間內沿閥片中心點軸心直線動作，實現(xiàn)開關，導壓介質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面和底部，導壓介質儲液倉設計于泵體與增壓缸體間，增壓活塞有平面和側面兩道密封安裝與泵體底部，設計有注液口、泄氣塞、操縱桿固定軸的上蓋由密封圈、定位槽限制，用內六角螺栓安裝于泵體上，操縱桿與增壓活塞的作用點設計有滾動軸套用滾動軸裝配于操縱桿上。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，帶動增壓活塞3，以增壓缸體軸心為直線向下運動，增壓缸體11內的導壓介質13推開正壓閥體16內的正壓閥片17輸出，操縱桿1在操縱手柄5外力釋放時，增壓活塞3在復位彈簧12的作用下返回上始點，增壓缸體11內形成負壓，導壓介質13推開負壓閥體23內的負壓閥片25輸人增壓缸體11，如此循環(huán)作用，設計于泵體10內儲液倉的導壓介質13連續(xù)通過輸出I14和輸出H21排出，實現(xiàn)造壓。
2.實驗
2.1密封性試驗
JB/T599-2005《壓力表校驗器》中的規(guī)定，加壓10min后開始計時，5min的泄漏量不得超過滿量程的5%。
檢定規(guī)程中對壓力表校驗器的規(guī)定，加壓5min后開始計時，5min的泄漏量不得超過滿量程的4%。壓力表密封性試驗實測數(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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