Устройство для измерения давления в трубопроводе

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИ ДАВЛЕНИЯ В ТРУБОПРОВОДЕ, содержгидее корпус из двух разъемных частей, э которых выполнены фиксирующие пазы для контролируемого трубопровода и перпендикулярно им цилиндрические отверстия с подпружиненными обоймами, имеющими чувствительные и силопередающие элементы, отличающее-, с я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения частотного диапазона, в нем в каждой части корпуса с одной стороны Ш1линдрического отверстия вдоль его образующей выполнена сквозная и установлен стягивающий узел, образующий зажим для обоймы с чувствительным элементом, 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с. я тем, что зажим выполнен в виде двух клиновых захватов, которые соединены между собой винтом, пропущенным в отверстие вдоль проре- ig

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . зс50 G oi L 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l) 3352389/18 10 (22) 06.11.81 (46) 23 ° 04.83. Бюл. 9 15 (72) B.Â. Август, Р.A. Ивашев, Г Ф. Морозов и М.Д. Стрельцова (53) 53l.787(088,8) (56) 1. Заявка ФРГ 9 2440493, кл. G 01 L 9/08, 1979.

2. Патент США В 4090404, .кл. 73-119A(Q 01 L 9/00), 1978 (прототип) . а (54) (52) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДАВЛЕНИЯ В ТРУБОПРОВОДЕ, содержащее корпус из двух разъемных частей, в которых выполнены фиксирующие лазы для контролируемого трубопровода и перпендикулярно им цнлиндрическне с

„„SU„„3 013778 А отверстия с подпружиненными обоймамй, имеющими чувствительные и снлопередающие элементы, о т л и ч а ю щ е е- . с я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения частотного диапазона, в нем в каждой части корпуса с одной стороны цилиндрического отверстия вдоль его образующей выполнена сквозная прорезь и установлен стягивающий узел, образующий зажим для обоймы с чувствительным элементом, 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с. я тем, что зажим выполнен в виде двух клиновых захватов, которые соединены между собой винтом, пропущенным в отверстие вдоль проре- зей.

1013778

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения и контроля давления в трубопроводе.

Известны датчики давления для измерения и контроля внутреннего избы" 5 точного давления в трубопроводах, например давления впрыска топлива в трубопроводах высокого давления, дизельных двигателей, которые устанавливают снаружи трубопровода., 1Р

Принцип действия датчиков основывается на измерении упругой деформации наружного диаметра трубопровода под воздействием внутреннего избыточного давления газов или жидкостей.15

Для этого датчики содержат чувствительный к деформации наружного диаметра трубопровода один или несколько пьезоэлементов, которые расположены н корпусе датчика и соединены с поверхностью трубопровода через силопередающие элементы. Для закрепления датчика снаружи трубопрввода корпус датчика выполняется разъемным 11.

Основным недостатком перечисленных, датчиков является низкая точность измерения давления, вызванная тем, . что пьезоэлементы фиксируют любую деформацию трубопровода, в том числе и деформацию, вызванную вибрацией труб оп ров ода . H апри мер, трубопроводы высокого давления топлива, установленныее на ди зельных двигат ел ях, вибрируют вследствие вибрации самого двигателя и различных ударных про- 35 цессов внутри него.

Известен также датчик давления в трубопроводе, содержащий корпус, выполненный в виде двух разъемных частей с фиксирующими пазами, обоймы, 4р свободно установленные в гнездах обеих частей корпуса между фиксирующими пазами и соединенные с корпусом через упругие элементы, и закрепленные в обоймах чувствительные и силопередающие элементы.

Датчик имеет повышенную точность измерения давления, так как влияние вредных вибраций трубопровода на чувствительные элементы снижается путем зажима трубопровода в фиксирующих Ч -образных пазах, выполненных в обеих частях корпуса и расположенных по обе стороны от обойм с чувствительными элементами (2 J.

Однако этот датчик имеет понижен- 55 ную чувствительность и ограниченный сверху частотный диапазон,что вызвано наличием упругих элементов, установленных между обоймами и корпусом датчика и предназначенных для созда- 6Р ния в чувствительных элементах начальной деформации.

Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение част отн oro диапазона. 65

Эта цель достигается за счет того, что в устройстве для измерения.действия, содержащем корпус из двух разъемных частей, в которых выполнены фиксирующие пазы для контролируемого трубопровода и перпендикулярно им цилиндрические отверстия с подпружиненными обоймами, имеющими чувствительные и силопередающие элементы, в каждой упомянутой части корпуса с одной стороны цилиндрического отверстия вдоль его образующей выполнена сквозная прорезь и установлен стягивающий узел, образующий зажим для обоймы с чувствительным элементом, причем зажим выполнен в виде двух клиновых захватов,которые соединены между собой винтом, пропущенным в отверстие вдоль прорезей, На фиг.1 изображен датчик давления, вид прямо; на фиг.2 — то же, вид сбоку; на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4 — разрез A-A на фиг.3; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.б — вид В на фиг.1.

Датчики давления содержат корпус, выполненный в виде двух разъемных частей 1 и 2, в каждой из которых образованы Ч -образные фиксирующие пазы 3 и 4, охватывающие с двух стоРон трубопровод 5.

Последний изображен на чертеже тонкой штрихпунктирной линией. Обе части 1 и 2 соединяются между собой подвижно с помощью винта 6 и двух цилиндрических направляющих 7 и 8, которые в части 1 корпуса закреплены неподвижно, а с, отверстиями в части 2 образуют подвижную посадку, в результате чего обе части 1 и 2 могут перемещаться по продольной оси датчика друг относительно друга. В центрах обеих частей 1 и 2 между фиксирующими пазами по продольной оси датчика выполнены цилиндрические отверстия 9 и 10. В каждом из отверстий с зазором установлены обоймы

11 и. 12, соединенные с частями корпуса через упругие элементы 13 и 14, выполненные в виде стержневых пружин.

В каждой обойме закреплены силопередающий элемент 15, который одной плоскостью опирается на наружную поверхность трубопровода 5, а другойна чувствительный элемент 16, выпалненный в виде дискового пьезоэлемента, токопроводящая прокладка 17, изоляционная .втулка 18 и проводник

19. В обеих частях корпуса вдоль оси цилиндрического отверстия выполнены односторонние сквозные прорези

20 и 21.

Узел для стягивания щелей 20 и 21 состоит из двух клиновых захватов

22 и 23 и винта 24, соединяющего эти захваты. Части 1 и 2 с корпуса со стороны прорезей выполнены в виде выступов 25 и 26, которые охватывают1013778 ся поверхностями захватов 22 и 23.

Для снижения жесткости корпуса в направлении стягивания щелей 20 и 21 по обе стороны от гнезда в обеих частях 1 и 2 выполнены глухие круговые пазы 27 и 28. 5

Датчик давления работает следующим образом.

Перед установкой датчика на трубопровод винт 6 полностью вывернут из части 2 корпуса, винт 24 отпущен, 1О в результате чего прорези 20 и 21

- разведены (не стянуты) и обоймы 11 и 12 свободно перемещаются в гнездах. по продольной оси датчика. При этом пружины 13 и 14 распрямляются и сме- 15 щит обоймы навстречу друг другу °

Части 1 и 2 разводят друг от друга по цилиндрическим направлениям 7 и

8 на зазор, превышающий диаметр трубопровода.

При установке датчика на трубопро- вод последний укладывается в фиксирующие пазы 3 и 4, при этом силопередающие элементы обойм 11 и 12 опираются на наружную поверхность трубопровода. Винтом 6 стягивают обе части 1 и 2 до,тех пор, пока фиксирующие пазы не охватят плотно трубопровод. При этом обоймы 11 и 12 смещаются в гнездах в сторону пружин 30

13 и 14, изгибают их и, тем самьп;, автоматически обеспечивают заданную начальную деформацию чувствительных ,элементов. Затем вращением винта 24 смещают навстречу друг,д ругу захваты 35

22 и 23, внутренние наклонные по верхности которых давят на клиновидные выступы 25 и 26 и стягивают щели

20 и 21 При стягивании щелей обоймы плотно зажимаются и оказываются жест-4О ко соединенными с частями 1 и 2 корпуса по всей своей наружной поверхноети. Поскольку обоймы охватываются в направлении, перпендикулярном продольной оси датчика, то начальная деформация чувствительных элемейтов б в обоймах при этом не изменяется.

При впрыске топлива давление в трубопроводе возрастает, в результате. чего наружный диаметр трубопро" вода увеличивается. Деформация трубопровода через силопередающий элемент 15 передается чувствительному элементу 16, а от последнего через токопроводящую прокладку 17 и изоляционную втулку 18 — на обойму 11, жестко соединенную с частью 1 корпуса, При деформации чувствительный элемент 16 вырабатывает электрический заряд, величина которого пропорциональна деформации наружного диаметра

-трубопровода и, следовательно, давлению внутри:него. Аналогичн я картина происходит и во второй обойме 12 .

Съем датчика с трубопровода осуществляется в обратном порядке. Вначале отворачивают винт 24, в результате чего захваты 22 и 23 освобождают выступы 25 и 26, последние расходятся и освобождают обоймы 11 и 12. За.тем .отворачивают винт 6, разводят в стороны части 1 и 2 корпуса и через образовавижйся зазор снимают датчик с трубопровода.

Выполнение в корпусе по продольной оси датчика односторонних прорезей и введению узла для стягивания этих прорезей позволило во время работы датчика непосредственно соединить обоймы с корпусом и тем самым выключить упругие элементы в цепи передачи деформации от трубопровода к корпусу. В результате резко увеличивается деформация самого чувствительного элемента и, как следствие, возрастает его чувствительность к измеряемому давлению. Одновременно это приводит к повышению частоты собственных колебаний цепи передачи деформации, в результате чего расширяется частотный диапазон датчика.

1013778

f8

И

И

1$

Б-б

Фие 5 дид8

ВНИИПИ Заказ 3002/49 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4