Реле давления

 

РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ содержащее корпус с каналом для подвода среды, разделительную мембрану с жестким . центром, котсфый размещен напротив канала для подвода среды, и электромеханический колебательный механизм, включающий & себя пьезоэлемент, о т ли ч a КУЩ е ее я тем, что, с целью повицения чувствительности к динёшическому напору среды и расширения области его применения, электромеханический колебательный механизм снабжён стержневым концентратор ж , в качестве канала для подвода среды использовано сопло, a жесткий цеитр разделительной йембраны со стороны, обращенной к соплу, выполнен вогнутым с вертикальной 6тбортовкой , при этом стержень кон-i центратора имеет возможность взаимо действия с жестким -центром раздели (Л тельной мембраны.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!Ю (11) 3(Я) - 01 Н 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCNOMV Ш"ПЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ HSOBPETEHHA И OTHPHTMA (21 ) 3475140/24-07 (22) 30.07.82 (46) 23.02.84. Бюл. М 7 (72) А.Н.Захаров, Б.N.Êåðáåëü, I0.À.ÌèòðîôàHîâ А.И.Назаров и А.И.Трофимов (71) Отделение и 1 Томского. ордена

Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехнического института .им. С.М.Кирова (53) 621 ° 525(088 ° 8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

Р 498637, кл. H 01 H 35/34, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

836694, кл. Н 01 Н 35/34, 1979, (54)(57) РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ, содержащее корпус с каналом для подвода среды, разделительную мембрану с жестким,центром, который размещен напротив канала для подвода среды, и электромеханический колебательный механизм, включающий в себя пьезоэлемент, о т л и ч а кь щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности к динамическому напору среды и расширения области его применения, электромеханический колебательный механизм снабжен стержневым концентратором, в качестве канала дпя подвода средй использовано сопло, а жест-, кий центр разделительной Йеибраны со стороны, обращенной к соплу, выполнен вогнутым с вертикальной отбортовкой, при этом стержень концентратора имеет возможность взаимо- I действия с жестким центром разделительной мембраны.

1075323

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использо-. вано для контроля наличия протока жидкости или газа заданного расхода.

Известно реле давления, содержащее корпус, чувствительный элемент в виде плоской мембраны, биморфный пьезоэлемент, подключенный к выходному каналу (1) .

Такое устройство обладает невысокой чувствительностью, недостаточ-10 ной надежностью и сложной конструкцией.

Наиболее близким к изобретению является реле давления, содержащее корпус с каналом для подвода среды, 15 разделительную мембрану с жестким центром, который размещен напротив канала для подвода среды„ и электромеханический колебательный механизм, включающий н себя пьезоэлемент (2) .

Таким образом, конструкция становится более чувствительной к динамическому напору и менее чувствительной к статическому. !

Жесткий центр 6 с одной стороны выполнен плоским для контакта со стержнем концентратора, а с другой стороны » вогнутым с вертикальной отбортовкой, назначение которой аккумулировать энергию струи и предохранять мембрану от механических повреждений. Диаметр вогнутой части и ее расстояние до сопла зависят от диаметра струи, который, в свою очередь, зависит от диаметра сопла.

Однако чувствительность (мо. мент срабатывания) известного устройства целиком зависит от чувствительности разделительной мембраны, которая, н сною очередь, зависит от упругой характеристики (жесткости) мембраны. Величина обратная жесткости называется чувствительностью мембраны, которая показывает 30 отношение перемещения жесткого центра к вызвавшему его бесконечно ма- лому изменению усилия, приложенному к жесткому центру извне. Известная мембрана допускает очень малые 35 перемещения жесткого центра, т.е. обладает большой жесткостью независимо от материала, из которого она

\ изготовлена. Так, если плоская мембрана изготовлена из металла, . 40 то это приводит к потере чунстнительности за счет ее большой. жесткости, если из эластичного материала (резина, резино-тканевые материала и т.п.), то в процессе эксплуатации происходит "старение" материала, что приводит к дополнительному увеличению жесткости мембраны и, следовательно, также к уменьшению чувствительности. Кроме того, известная конструкция не позволяет достаточно точно фиксировать проток жидкости или газа. Полный напор потока определяется суммой статического и динамического напоров и для определенных условий является величиной постоянной. Конструкция реагирует на полный напор, преимущественно состоящий из статического напора, так как она не содержит конструктивных элементов, преобразующих статический 60 напор в динамический, а также элементов, аккумулирующих энергию динамического напора струи, что су" жает область применения известной конструкции. 65

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства к дина- . мическому напору среды и расширение области его применения.

Укаэанная цель достигается тем, что н реле давления, содержащем корпус с каналом для подвода среды, разделительную мембрану с жестким центром,.который размещен напротив канала для подвода среды, и электромеханический колебательный механизм, включающий в себя пьезоэлемент, электромеханический колебательный механизм снабжен стержневым концентратором, в качестве канала для подвода среды использовано сопло, а жесткий центр разделительной мембраны со стороны, обращенной к соплу, выполнен вогнутым с вертикальной отбортовкой, при этом стержень концентратора имеет возможность взаимодействия с жестким центром разделительной мембраны.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема конструкции реле давления; на фиг. 2 - график зависимости упругости разделительной мембраны от хода.

Конструкция состоит из корпуса 1, в который вставлено сопло 2, электромеханического колебательного механизма, состоящего из пьезоэлемента 3 и концентратора 4 со стержнем, из разделительной мембраны 5 с жестким центром 6.

Разделительная мембрана 5 конструктивно оформлена таким образом, что ее коэффициент с = tp; в пределах необходимого рабочего хода жесткого центра очень мал (фиг. 2) .

Для достижения этой цели при конструировании разделительной мембраны предельно уменьшены ее основные размеры и увеличена глубина гофра.

В связи с этим упругое усилие Fy, возникающее при рабочем ходе жесткого центра пренебрежимо мало по сравнению с динамическим усилием, развиваемым струей.

Вес жесткого центра выбирается из условия его равенства динамической силе, развиваемой струей, которая, например, определяется по формуле г

К=p, где p — плотность протекающей среды, Q - расход;

S --. .площадь поперечного сечения струи.

Нежду верхним плоским диском жесткого центра и свободным концом концентратора конструктивно предусматривается зазор Р, от величины которого зависит рабочий ход жесткого центра.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении потока жидкости или газа через сопло происходит формирование потока в струю и преобразование большей доли .статистического напора в динамический. В результате взаимодействия струи с вогнутой частью жесткого центра разделительной мембраны возникает динамическое усилие. Если зто усилие меньше веса жесткого центра, то последний остается неподвижным. При равенстве этих величин жесткий центр начнет движение вверх под действием силы упругости F мембраны (фиг . 2) до контак10 та со стержнем концентратора. В момент контактирования происходит изменение характера колебаний динамической системы пьезоэлемент - концентратор, фиксируемое в цепи управ15 ления н сигнализации.

3а счет подбора веса жесткого . центра реле настраивается на задан, ный динамический напор, по которому судят о величине расхода (грубая настройка) . Точную регулировку можно производить за счет изменения величины рабочего хода жесткого центра (зазора 8 ).

1075323

Ювуа

Составитель Т.Гроздова

Техред й.йабинец Корректорй.Ференц

Редактор И,Шулла

Эаказ 5 3/45 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул,Проектная, 4