Весы для аэрогидродинамических исследований

 

ВЕСЬ ДНЯ АЭРОЩЦРОДИНАМИЧЕеШХ ИССЛЕДОВАНИЙ, содержащие поршень для закрепления исследуемого тела, соединенный с державкой посредством динамометра и двух последовательно расположенных сильфонов, сочлененных между собой патрубком, отличающиеся тем, что,с целью повышения точности за счет компенсации давления рабочего тела, в них введена закрепленная на патрубке обойма, а патрубок выполнен с резьбовым наконечником и установлен с зазором в полости переднего сильфона, который одним торцом соединен с nopirfнем , а другим с помощью обоймы - с патрубком, при этом задний сильфон жестко связан с державкой.§

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИОТИЧЕСНИХ

PECflVSËÈН ае аи

4(51) G 01 G 9/00

ГОСЗЩАРСТ9ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЯЛМЮ ИаоЬЯГПНИй И ОМЪПИЙ (21) 3654792/24-10 (22) 24. 10. 83 (46) 30..01.85. Вюл. У 4 (72) А.E. Андреев, В.В. Витушкин, Ю.Х. Ганиев, И.В. Козлов и В.И. Шкатов (53) 681.269(088.8) шень для закрепления исследуемого тела, соединенный с державкой посредством динамометра и двух последовательно расположенных сильфонов, сочлененных между собой патрубком, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что,сцелью повышения точности за счет компенсации давления рабочего тела, в них введена закрепленная на патрубке обойма, а патрубок выполнен с резьбовым наконечником и установлен e saзором в полости переднего сильфона, который одним торцом соединен с nopalнем, а другим с помощью обоймы - с патрубком, при зтом задний сильфон жестко связан с державкой. 6 (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

У 323669, кл. G 01 G 19/10, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

У 538242, кл. G 01 О 19/10, 1975. (прототип). (54)(57) ВЕСЫ ДЛЯ АЗРОГИДРОДИНЛИИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ, содержащие порL

Y1 - 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1137325

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения сил и моментов, действующих на тела, в потоке жидкости или газа, в условиях струйного или распределенного массообмена на их поверхности.

Известны гидродинамические весы, содержащие корпус, во внутренней полости которого в подшипниках уста- 10 новлена каретка с,закрепленной на переднем ее конце донной державкой, динамометрическое устройство с тенэопреобраэователями и неподвижную систему подвода газа нли жидкости, 15 которая выполнена в виде двух сильфонов, соединенных между собой кольцом с радиальным отверстием, связанным с каналом, выполненным в корпусе, и расположенных на заднем конце каретки, при этом в даржавке и каретке выполнено общее осевое отверстие, связанное с внутренней полостью сильфонов радиальными отверстиями, а динамометрическое устройство распо-25 ложено в корпусе ниже каретки и соединено с ней рычагом f1) .

Известные весы имеют сложную конструкцию, обеспечивают измерения только одной соответствующей силы— продольного сопротивления и обладают недостаточной точностью измерения из-эа трения в каретке и динамометрическом устройстве.

Наиболее близким к предлагаемым по технической сущности являются весы для аэрогидродинамических исследований, содержащие поршень для закрепления исследуемого тела, соединенный с державкой посредством динамометра 40 и двух последовательно расположенных сильфонов„ сочлененных между собой патрубком (2) .

Для уравновешивания системы подвода газа и динамометрического устрой- 45 ства от действия сил давления подводимого газа или жидкости во внутренней полости снльфонов и патрубка установлена гибкая тяга, а патрубок установлен в державке по скользящей 50 посадке с воэможностью продольного перемещения. Это существенно усложняет конструкцию весов и вследствие наличия сил трения между патрубком и державкой снижает точность измерений. Кроме того, из-за растяжения гибкой тяги в процессе эксплуатации весов, для восстановления требуемой жесткости системы подвода газа необходима периодическая регулировка натяжения тяги, что усложняет условия эксплуатации весов.

Цель изобретения — повышение точности за счет компенсации давления рабочего тела.

Поставленная цель достигается тем, что в весы для аэрогидродинамических исследований, содержащие поршень для закрепления исследуемого тела, соединенный с державкой посредством динамометра и двух последовательно расположенных сильфонов, сочлененных между собой патрубком, введена закрепленная на патрубке обойма, а патрубок выполнен с реэьбовым наконечником и установлен с зазором в полости переднего сильфона, который одним своим торцом соединен с поршнем, а другим с помощью обоймы — с патрубком, при этом задний сильфон жестко связан с державкой.

На фиг. 1 показаны весы с закрепленной на них моделью исследуемого объекта, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Весь! содержат полый поршень 1, который посредством динамомегрического устройства 2 и переходника 3 соединен с державкой 4. На поршне 1 с помощью втулки 5 закреплен исследуе-. мый объект 6 (модель руля). Для подвода жидкости или газа в модель 6

„во внутренней полости ее поршня 1 установлены соответственно сильфоны

7.и 8, сочлененные между собой патрубком 9. Сильфон 8 связан с державкой 4 а сильфон 7 с помощью переход1 ника 10 закреплен на втулке 5 и посредством обоймы 11 и гайки 12 соединен с патрубком 9. Патрубок 9 установлен коаксиально сильфону 7 с образованием полости 13.

Полость 13 через канал 14 сообщена с рабочей средой (донной областью модели 6). Герметизация разъемных соединений переходника 10 со втулкой

5 и обоймы 11 с патрубком 9 осуществляется с помощью уплотнительных прокладок 15. На измерительных балках

16 динамометрического устройства 2 закреплены тензодатчики 1?.

В корпусе модели 6 в зависимости от исследуемой гидродинамической задачи могут быть выполнены одиночные отверстия, перфорированные или пористые участки (не показаны), рас3 1137 положенные либо на боковой поверхности модели, либо на ее переднем торце или донном срезе.

Гидродинамические весы работают следующим образом. 5

Предварительно с помощью резьбовой гайки 12 фиксируют обойму .11 на . патрубке 9 и путем подбора толщины прокладки 15 между обоймой 1! и патрубком 9 регулируют их взаимное по- !р ложение. При этом смещением обоймы вправо (фиг. 1) вдоль патрубка обеспечивается сжатие снльфона 7 и растяжение сильфона 8 и, наоборот, при перемещении обоймы влево сильфон 7 растягивается, а сильфон 8 сжимается.

Это позволяет регулировать предварительное усилие, действующее на динамометрическое устройство в направлении его продольной оси со стороны упруго деформированных сильфонов 7 и 8, по величине и направлению, т.е. обеспечивает изменение диапазона измерения продольной силы, действующей на исследуемый объект со стороны внешней среды, Величина усилия, действующего на динамометрическое устройство 2 при регулировке положения обоймы 11 на патрубке 9, контактируется по показаниям измеритель- 30 ной аппаратуры (не показано), подклю,чаемой к тенэодатчикам 16.

После регулировки и сборки весов через центральное отверстие державки

4 во внутреннюю полость модели 6 от внешнего источника (не показан) пода35 ется жидкость или газ, которые в зависимости от рода исследуемой гидро1динамической задачи истекают либо через отверстия в корпусе модели 6 (струйные органы управления), либо через проницаемые (перфорированные или пористые} участки боковой поверхности или донного среза. При этом

325 4 регистрируют усилия, действующие на динамометрическое устройство 2 со стороны сильфонов 7 и 8.

Затем весы с моделью 6 помещают во внешний поток жидкости или газа, фиксируют расход вьщуваемой жидкости посредством внешнего расходомерного устройства (не показано) и с помощью измерительной аппаратуры регистрируют показания динамометрического устройства 2 весов, по которым затем определяют, учитывая усилия со стороны сильфонов, силы и моменты, действующие на модель 6 со стороны внешнего потока.

Предлагаемые весы характеризуются повышенной точностью измерений.

Путем соответствующего вь1бора характеристик сильфонов можно обеспечить минимальные их деформации. Например, s случае равенства эффективных площадей сильфонов усилия, дей« ствующие с их стороны на соединительный патрубок, (если пренебречь потерями давления в последнем) равны по величине и противоположны по знаку, патрубок не смещен от своего первоначального положения и, следовательно, сильфоны не деформируются. Это позволяет повысить надежность и долговечность весов.

Кроме того, наличие силы, действующей на динамометрическое устройство со стороны сильфонов, обусловлен- ной внутренним давлением в них и направленной навстречу внешнему потоку, позволяет частично компенсировать продольную силу от взаимодействия потока с моделью и, тем самым, повысить допустимый предел измерения весов, в том числе и при проведении ! испытаний в случае отсутствия выдува газа или жидкости через ее поверхность.

Составитель В. Ширшов

Редактор Л. Пчелинская Техред А.Бабинец Корректор А. Обручар

Заказ 10511/29 Тираж 703 Подписное

ВНИКНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, .Раушская йаб., д. 4/5

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