Устройство для динамической градуировки преобразователей давления

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИ;ЧЕСКОЙ ГРАДУИРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯJ,содержащее рабочую камеру с профилированным соплом и гнездами для образцового и градуируемого преобразователей , снабженную подводящим трубопроводом, турбину с лопатками, раб чая часть которых расположена напротив сопла, oтли aющeeс я тем, что, с цель-о расширения диапазона воспроизводимых пульсаций давления, турбина снабжена регулируемым тормозом, а лопатки турбины выполнены с плоскопараллельными стенками. 2, Устройство по П.1, отличающееся тем, что регулируемый тормоз турбины вьтолнен в виде дополнительного сопла, установленног го с другой стороны турбины и соединенного через вентиль с подводящим трубопроводом. (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) SU (l1) 4 А

4(51) G 01 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3697762/24-10 (22) 06.02.84 (46) 07.03.85. Бюл. № 9 (72) Ю.Н .Власов (53) 531.787 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹- 200830, кл. g 01 Ь 27/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР . ¹ 708194, кл. G 01 L 27/00, 1977 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИ-. . ЧЕСКОЙ ГРАДУИРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ДАВЛЕНИЯ содержащее рабочую камеру с профилированным соплом и гнездами для образцового и градуируемого преобразователей, снабженную подводящим трубопроводом, турбину с лопатками, раб чая часть которых расположена напротив сопла, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целго расширения диапазона воспроизводимых пульсаций давления, турбина снабжена регулируемым тормозом, а лопатки турбины выполнены с плоскопараллельными стенками.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что регулируемый тормоз турбины выполнен в виде дополнительного сопла, установленно» го с другой стороны турбины и соединенного через вентиль с подводящим трубопроводом.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для динами.ческой градуировки преобразователей давления, содержащем рабочую камеру 55 с профилированным соплом и гнездами для образцового и градуируемого преобразователей, снабженную подводящим

S 11440

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для динамической градуировки преобразователей давления и скоростного напора в лабораторных стендовых, промышленных и полевых условиях.

Известен задатчик гармонических пульсаций давления, выполненный в виде профилированного сопла, перекрываемого вращающимся диском с 10 прорезями и резонансной трубой j1) .

Недостатком задатчика является его громоздкость, связанная с необходимостью применения силового тракта для питания электропривода диска 15 с отверстиями, а также с наличием резонансной трубы.. Это ограничивает эксплуатационные возможности задатчика.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для динамической градуировки преобразователей давления, содержащее рабочую камеру с профилированным соплом 25 и посадочными местами для образцового и градуируемого преобразовате лей, а также турбину и диск с прорезямп, закрепленные соосно на валу с возможностью вращения напротив профилированного сопла (2) .

Недостатком известного устройст./ ва является узкий рабочий диапазон воспроизводимых пульсаций давления по частоте и амплитуде. Это объясняется тем, что устройство содержит

35 взаимосвязанные каналы задания частоты и амплитуды пульсаций давления.

Увеличение расхода воздуха приводит к одновременному увеличению как частоты пульсаций (частоты вращения турбипы), так и их амплитуды (пульсирующего давления в рабочей камере).

Поэтому невозможно изменить частоту пульсаций давления без изменения их уровня, и воспроизводимый диапазон частот и амплитуд пульсаций ограничивается отдельными точками, лежащими лишь на кривой зависимости

ЬР = Ь Р(), где ЬР— амплитуда, а

f — частота пульсаций.

14 2 трубопроводом, турбину с лопатками, рабочая часть которых расположена напротив сопла, турбина снабжена регулируемым тормозом, а лопатки турбины выполнены с плоскопараллельными стенками.

Кроме того, регулируемый тормоз турбины выполнен в виде дополнительного сопла, установленного с другой стороны турбины и соединенного.через вентиль с подводящим трубопроводом.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — рабочие диапазоны воспроизводимых амплитуд и частот на известном и предлагаемом устройствах.

Предлагаемое устройство содержит рабочую камеру 1 с профилированным соплом 2 и гнездами для образцового и градуируемого преобразователей (не показаны), турбину 3, насаженную

-на ось 4 вращения с лопатками, имеющими плоскопараллельные стенки, т,е. межлопаточные каналы выполнены в виде прорезей. Оптимальным вариантом является наклон оси профилироо ванного сопла 2 под углом 45 к поверхности турбинного диска 3. При этом прорези 5 турбинного диска 3 наклонены к его поверхности под углом 45, угол между осью профилио рованного сопла 2 и осью наклонной прорези 5 составляет 90 .

Устройство содержит также регули.руемый тормоз турбинного диска 3, выполненный в виде тормозного сопла

6, установленного, как и профилированное сопло 2, напротив прорезей турбинного диска 3, но с другой его стороны. Ось. тормозного сопла 6 параллельна оси нрофилированного сопла 2.

Такая установка сопел 2 и 6 приводит к тому, что вращающие моменты, приводимые на турбинный диск 3 сжатым воздухом, проходимым через эти сопла, направлены в противоположные стороны. Профилированное и тормозное. сопла 2 и 6 снабжены вентилями 7 и 8 соответственно.

Дополнительно устройство содержит раэгонное сопло 9, выполненное наподобие профилированного сопла 2, но сдвинутое по отношению к прорезям турбинного диска так, что когда напротив профилированного сопла 2 устанавливается прорезь 5 диска, 1144

3 напротив сопла 9 устанавливается лопатка турбины, и наоборот.

Разгонное сопла 9 снабжено вентилем 10. Профилированное, тормозное и раэгонное сопла 2, .6 и 9 параллельно через вентили 7, 8 и 10 соединены с пневмоаккумулятором или с промышленной магистралью (не показаны). В последнем случае устройство снабжается дополнительно влагоотделителем 11.

Для контроля давления сжатого воздуха, поступаемого в устройство, имеется манометр 12, для контроля частоты вращения турбинного диска

3 лампочка 13 накаливания и фотодиод 14, Устройство работает следующим образом.

Открывают вентиль 7 и подают в рабочую камеру 1 от пневмоаккумулятора сжатый воздух. Если в момент подачи последнего напротив профили рованного сопла 2 установлена лопатка, то дополнительно открывается разгонное сопло 9 с помощью венти.ля 10.

Когда турбинный диск приходит в движение, разгонное сопло 9 закрывают. Регулировкой вентиля 7. изменяют входное давление в рабочей камере 1. Турбинный диск начинает вращаться с различной угловой скоростью. При этом в рабочей камере 1 возникают гармонические упругие колебания сжатого воздуха (пульсации

35 давления), частота которых изменя.ется с помощью пары лампочек 13 и фотодиода 14, выход которого подклю.чен к частотомеру (не показан), а амплитуда — с помощью образцового преобразователя.

До этого момента работа задатчика не отличается от работы известного устройства, в котором взаимосвязь каналов задания частоты и амплитуды пульсаций давления приводит к тому, что диапазон задаваемых задатчиком

014 4 параметров не выходит за точки кривой 15 (фиг.2) на зависимости Р = ьР(1). Это неизбежно приводит к погрешностям динамической градуировки рабочих преобразователей давления из-эа того, что градуировка проводится при различных уровнях входных пульсаций давления лР.

Для получения на различных частотах постоянных уровней пульсаций давления 6Р<, л Р,..., Р„(фиг.2) при достижении частоты f включают . с помощью вентиля 8 тормозное сопло

6. При этом входное давление в камере 1 не изменяется; а частота вращения турбинного диска 3 уменьшается, и устройство последовательно, по мере торможения турбинного диска

3, воспроизводит пульсации давления уменьшающейся частоты, но постоянной амплитуды hP<, т.е. рабочие точки воспроизводимых задатчиком,параметров лежат уже на прямой 16.

Аналогичным образом можно воспроизводить на различных частотах пульсации давления уровня ЬР1, h P,... и т.д., т.е. рабочий диапазон воспроизводимых пульсаций давления будет расширен.

Предлагаемое устройство работает в диапазоне частот 20-4000 Гц при условиях переменного давления 2,55 кПа. При этом уровень входного постоянного давления не превьппает

8 кПа, а коэффициент нелинейных искажений воспроизводимых гармонических пульсаций не превышает 20Х. Для воспроизведения аналогичного частотного диапазона на известном устройстве, принятом за базовый образец, требуется входное давление

56 кПа. При этом уровень воспроизводимых пульсаций для различных частот не постоянен. Кроме того, коэффициент нелинейных искажений воспроизводимых пульсаций в известном устройстве значительно вьппе и достигает 82Х.

1144014

Составитель А.Соколовский

Редактор Т.Кугрышева Техред А.Бабинец, Корректор E,Ðîøêî

Заказ 896/35 .Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

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