Датчик усилий

 

ДАТЧИК УСИЛИЙ, содержащий упругий элемент, соединенный с толкателем , и датчик деформации, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности путем уменьшения нелинейности и устранения перекоса упругого элемента, датчик усилий снабжен вторьм упругим элементом, подпружиненным щтоком, двумя силовоспринимающими плитами, связаннымр шарнирно с упругими элементами, а датчик деформации связан с подпружиненным штоком, кинематически соединенным с толкателем, при этом второй упругий элемент выполнен с возможностью самоустановки при перераспределении нагрузки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ (21) 3475852/18-10 (22) 26.07.82 (46) 23.03.84, Бюл. У 11 (72) М.Ш. Гусейнов, К.Г. Казиев, С.Г. Салигов, Ю.А. Васютина, А.Э. Марданов и Э.М. Насиров (71) Научно-исследовательский и проектный:институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (53) 531.781(088.8) (56) 1. Карапетов К.А., Балакирев 10.А,, Кроль В.С. Рациональная эксплуатация малодебитных скважин.

M., "Недра", 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 249698„ кл. G 01 L 1/10, 27 ° 07.68 (прототип). б

З151) С 01 т, 1 1О, С 01 1. 1/04 (54) (57) ДАТЧИК УСИЛИЙ, содержащий упругий элемент, соединенный с толка.телем, и датчик деформации, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения нелинейности и устранения перекоса упругого элемента, датчик усилий снабжен вторым упругим элементом, подпружиненным штоком, двумя силовоспринимающими плитами, связанными шарнирно с упругими элементами, а датчик деформации связан с подпружиненным штоком, кинематически соединенным с толкателем, при этом второй упругий элемент выполнен с возможностью самоустановки при перераспределении нагрузки.

1081443

Указанные недостатки снижают точность и усложняют проведение на объекте установочно-съемных операций датчика. 40

Целью изобретения является повыше ние точности путем уменьшения нелинейности н устранения перекоса упругого элемента.

Укаэанная цель достигается тем, что датчик усилий, содержащий упругий элемент, соединенный с толкателем, и датчик деформации, снабжен вторым упругим элементом, подпружи50 ненным штоком, двумя силовоспринимающими плитами, связанными шарнирно с упругими элементами, а датчик деформации связан с подпружиненным штоком, кинематически соединенным с

55 толкателем, при этом второи упругии элемент выполнен с воэможностью са моустанавки при перераспределении. нагрузки

Изобретение относится к приборостроению, в частности, к области конструирования датчиков усилий.

Известен контактный датчик усилий, где в качестве упругого элемента используются тарельчатые пружины, скрепленные между собой кольцом, эавальцованным на пружинах и установленным непосредственно на верхней траверсе контактной подвески Г 13 10

Однако этот датчик сигнализирует только максимальную настроенную величину усилий .на штоке.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дат- 15 чик усилий, содержащий упругий элемент, соединенный с толкателем, и датчик деформации (2 3.

Однако в упругом элементе датчика сосредоточены как основные (являет- 20 ся первичным измерительным элементом), так и дополнительные функции датчика, т ° е. он является одновременно и направляющей для штанги глубинного насоса, и корпусом собственного дат- 25 чика. В связи с этим упругий элемент получился неоднородным по усилию изза множества отверстий и пйзов в нем. в результате чего его характеристика стала нелинейной. Кроме этого, при установочно-съемных огерациях датчика на объекте требуется pas- борка и сборка канатной подвески станка-качалки, что в промысловых условиях очень трудоемко.

На фиг. 1 представлен датчик.,общий вид; на фиг. 2 — датчик, вид сверху; на фиг; 3 †. сечение А-А на фиг. 1 второго самоуправляющего

Ушругого элемента; на фиг. 4 -сечение

А-А на фиг. 1 (первого упругого элемента); на фиг.5 — сечение Б-Б на фиг. 1.

Датчик состоит из упругого элемента в виде кольца 1, П-образной опорной.плиты 2, толкателя 3, штока 4, держателя 5, плоского наконечника 6, пружины 7, колпака 8, левой ферритовой чашки 9, правой ферритовой чаш-. ки 10; трансформатора 11 корпуса 12, электромонтажной платы 13, конического наконечника 14, планки 15, винта

16, оси 17, втулки 18, сильфона 19, второй втулки 20, эксцентрика 21, второго винта 22, уплотнительного кольца 23 и прокладки 24.

Частотный датчик усилий представляет собой два идентично изготовленных упругих кольца,1, расположенных между П-образными опорными плитами 2, и LC-генератор, у которого подвижные элементы вместе с толкателем 3 и штоком 4 собраны. внутри одного из упругих колец. Толкатель 3 закреп1ленный в держателе 5, своим сферическим концом образует кинематическую пару с плоским наконечником 6 штока 4 под действием усилия пружины 7. Шток 4, расположенный подвижно в отверстии колпака 8, другим концом жестко связан с левой ферритовой чашкой 9 LC-генератора. Правая ферритовая чашка 10 с установленным в ней трансформатором 11 жестко закреплена в правом держателе 5, который выполнен за одно целое с корпусом 12. В корпусе установлена электромонтажная схема 13 LC-генератора.

Жесткая связь держателей 5 и корпуса 12 с упругими кольцами 1 осуществляется с помощью парных точечных контактных зажимов, представляющих собой конические наконечники 14, вставленные в неглубокие лунки, выполненные на боковых поверхностях упругих колец и зажатые через план ки 15 с помощью винтов 16.

Связь упругих колец 1 с опорными плитами 2 осуществляется с помощью одинарных зажимов, что позволяет устранить перекосы между установочными поверхностями опорных плит и траверс канатной подвески станка3 1081 качалки ° Держатель 5 правой части упругого кольца, внутри которого отсутствуют элементы ЬС-генератора, имеет ось 17, установленную в пазу корпуса 12, которая образует с ним шарнирную связь и делает это упругое кольцо самоустанавливающимся. относительно поверхностей прилегания опорных плит 2.

Поворот самоустанавливающегося 1О упругого кольца вместе с держателями

5 и их.элементами крепления ограничен в пределах допусков гарантированного зазора, предусмотренного между наружной поверхностью упорнои втулки 15

18 и отверстиями в П-образных плитах под эти втулки, а также щелью между торцовой поверхностью П-образных плит и внутренней поверхностью планок 15. 20

Герметичность элементов, расположенных внутри упругого кольца, обеспечивается с помощью гибкого сильфона 19, запаянного одним концом на втулке 20, запрессованной в держате- 25 ле 5 и поддреживающей эксцентрик 21 и винт 22, а другим концом — к колпаку 8, уплотнительного кольца 23 и прокладки 24.

Эксцентрик 21 служит для установ- 30 ки первоначального зазора между ферритовыми чашками генератора при настройке прибора в целом, положение которого затем контрится с помощью винта 22. !

443 4

Датчик работает следующим образом.

Упругие кольца 1 под действием

1 измеряемого усилия, воспринимаемого через П-образные плиты 2, деформируясь, раздвигаются на малые величины, и вместе с правой и.левой частями упругих колец перемещается в разные стороны толкатель 3 и правая ферритовая чашка вместе с установленным в ней трансформатором 11. При этом шток под действием пружины 7 повторяет движение толкателя 3, в результате чего происходит изменение между ферритовыми чашками, которое пропорционально величине воспринимаемого усилия упругими кольцами,. Это усилие фиксируется электронной схемой 13 датчика в виде частотного вы-! ходкого сигнала.

Выполнение конструкции датчика в виде двух упругих колец с П-образными опорными плитами позволяет вставлять или снимать датчик иа объекте, чуть раздвинув траверсы канатной подвески с помощью ее собственного приспособления, предусмотренного на ней, без разбора всей канатной подвески, а также применять упругий элемент в виде кольца без его существенной обработки, что повышает точность датчика путем уменьшения нелинейности, а применение самоустанвливающегося упругого элемента позволит равномерно распределять нагрузку двух упругих элементов.

1081443

6-6

Составитель А. Северин

Редактор Т. Кугрьп((ева Техред Л.Коцюбняк Корректор В. Бутяга

Заказ 153в/34

Тираж 823 Подписное

3>НИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

1(3035, .Москва, (((-35, Гаушская наб., д. 4/5 (лл лл (И((1 ((;з и вт, г, ужгород, ул. Проектная, 4