Устройство для измерения давления в трубопроводе

 

Изобретение относится к области приборостроения. Цель изобретения повышение надежности. При установке устройства на трубопровод последний укладывается в фиксируюпще пазы, части 1 и 2 стягиваются между собой зажимами, в результате чего трубопровод через защитный элемент деформирует упругие 10 и чувствительный 9 элементы до тех пор, пока он не будет охвачен фиксирующими пазами. При повышении давления в трубопроводе 7 его наружный диаметр увеличивается . Деформация трубопровода через защитный элемент передается чувствительному элементу 9, сжимая его в одном направлении и одновременно растягивая в другом. При деформации чувствительный элемент 9 вырабатывает электрический заряд, величина которого пропорциональна деформации наружного диаметра трубопровода, и следовательно давлению внутри него. 1 3.п. ф-лы, 4 ил. $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4927 А1 (19) (И) (50 4 G 01,1 9 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4085900/31-10 (22) 09.07.86 (46) 07.01.88.Áþë. У 1 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) В.А. Август P.Â. Маркелов и Г.Ф. Морозов (53) 531. 787 (088. 8 ) (56) Патент ФРГ У 2440493, кл. G 01 Ь 9/08, ) 979.

Патент США У 4541284, кл. G 01 Ь 9/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ТРУБОПРОВОДЕ (57) Изобретение отчосится к области приборостроения. Цель изобретенияповышение надежности. При установке устройства на трубопровод последний укладывается в фиксирующие пазы, части 1 и 2 стягиваются между собой зажимами, в результате чего трубопровод через защитный элемент деформирует упругие 10 и чувствительный 9 элементы до тех пор, пока он не будет охвачен фиксирующими пазами. При повышении давления в трубопроводе

7 его наружный диаметр увеличивается. Деформация трубопровода через saщитный элемент передается чувствительному элементу 9, сжимая его в одном направлении и одновременно растягивая в другом. При деформации чувствительный элемент 9 вырабатывает электрический заряд, величина которого пропорциональна деформации наружного диаметра трубопровода. и следовательно давлению внутри него.

1 з.п ° ф-лы, 4 ил.

1364927

1г

25

35

45

55

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

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 изображено устройство вид спереди; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — нижняя часть корпуса в изометрической проекции.

Устройство содержит корпус, состоящий из двух частей 1 и 2, соединенных между собой подвижно: на одном конце они соединяются с помощью оси 3 и могут поворачиваться вокруг нее, а на другом конце — разъемным зажимом 4. В каждой части корпуса выполнены одинаковые внутренние полости 5, а также образованы фиксирующие пазы 6 для контролируемого трубопровода 7. В каждой внутренней полости 5 помещены защитный 8, чувствительный 9 и упругий 10 элементы. При этом защитный элемент 8 контактирует одновременно с трубопроводом 7 и с одной поверхностью чувствительного элемента 9, является одним из электродов последнего. Другим электродом является тонкая металлическая пластинка 11, которая связана проводником 12 с электрически изолированной от трубопровода осью 3. Упругий элемент 10 соединен неподвижно с основанием полости 5.

Между чувствительным 9 и упругим

l0 элементами установлены дополнительный упругий элемент 13 и жесткая прокладка 14, неподвижно соединенные между собой, а также с чувствительным 9 и упругим 10 элементами соответственно. Неподвижное соединение слоев друг с другом, а также с внутренней поверхностью полости осуществляется например с помощью клея.

Жесткая прокладка 14 выполнена металлической, например из латуни, и электрически соединена с защитным элементом 8, образуя экран для чувствительного элемента 9.

Части 1 и 2 корпуса могут быть выполнены наг ример из капролона методом литьевого прессования.

Защитный элемент 8 может быть выполнен например из медной фольги толщиной 0,05 мм.

В качестве чувствительного элемента 9 может использоваться пьезоэлектрическая пленка, например марки

ПВДФ-1.

Упругий элемент 10 может быть выполнен из маслобензостойкой резины, например марки МБС-3826, толщиной

4 мм.

Промежуточный упругий элемент 13 может быть выполнен например из полиуретана толщиной 0,5 мм.

Жесткая прокладка 14 может быть выполнена например из латуни толщиной 0,3 мм.

Работа устройства состоит в следующем.

Перед установкой устройства на трубопровод зажим 4 открыт, части 1 и 2 разведены в стороны поворотом их вокруг оси 3, а упругие элементы

10 и 13 и чувствительный элемент 9 находятся в свободном недеформированном состоянии. При этом наружная поверхность защитного элемента 8 выступает над поверхностью фиксирующих пазов на 0,3-0,5 мм.

При установке устройства на трубопровод последний укладывается в фиксирующие пазы 6, части 1 и 2 стягиваются между собой зажимом 4. В результате стягивания частей 1 и 2 трубопровод через защитный элемент

8 деформирует упругие и чувствительные элементы до тех пор, пока он не будет полностью охвачен фиксирующими пазами 6. При этом упругие элементы

I0 и 13 сжимаются на величину

0,3-0,5 мм, а чувствительный элемент

9, выполненный из пьезоэлектрической пленки, получает начальную деформацию, необходимую для его работы.

При повышении давления в трубопроводе 7 его наружный диаметр увеличивается. Деформация трубопровода через защитный элемент 8 передается чувствительному элементу 9, сжимая

его в одном направлении и одновременно растягивая в другом.

При деформации чувствительный элемент 9 вырабатывает электрический заряд, величина которого пропорциональна деформации наружного диаметра трубопровода и, следовательно, давле-, нию внутри него.

Подобная картина происходит одновременно в обеих частях корпуса. В результате с оси 3, электрически изоз 136492 лированной от трубопровода гибким кабелем, снимается электрический сигнал, пропорциональный давлению в трубопроводе. Общим проводом служит сам трубопровод, электрически соединенный через защитный элемент с одним из полюсов чувствительного элемента.

Как было отмечено, величина начальной деформации упругих элементов

10 и 13 в радиальном по отношению к оси трубопровода направлении составляет 0,3-0,5 мм. Поскольку жесткость защитного элемента много больше 15 жесткости упругих элементов, то вся деформация приходится на последние.

При сжатии упругих элементов в радиальном направлении они увеличивают свои размеры в осевом (по оси трубо- 2р провода) направлении. Связь между деформациями по разным направлениям определяется выражением:

E „„=- р Е,, где „, р — относительная деформа- 25 ция в осевом и радиальном направлениях соответственно; — коэффициент Пуассона материала упругих элементов.

В предлагаемом устройстве упругий 30 элемент с помощью жесткой прокладки

14 разделен на две части, причем толщина дополнительного упругого элемента 13 в несколько раз меньше толщины упРугого элемента 10, определяется шероховатостью контролируемого трубопровода, его кривизной и равна например 0,5 мм при толщине упругого элемента 10, равной 4 мм.

При таком соотношении размеров осе- 4р вая деформация Е, дополнительного упругого элемента 13, непосредственно связанного с защитным элементом

8, снижается в 9 раз, что соответственно снижает во столько же раз и усилия, отрывающие защитный элемент от промежуточного упругого элемента.

В результате повышается надежность устройства.

Выполнение жесткой прокладки 14 металлической и электрическая связь ее с защитным элементом 8 позволяют полностью экранировать чувствительный элемент 9 от влияния помех электрического характера и тем самым повысить помехоустойчивость устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения давления в трубопроводе, содержащее корпус, состоящий из двух частей с выполненными в них симметричными полог" тями и соединенных с помощью шарнира на одном конце и зажима на другом, в которых последовательно установлены и скреплены между собой упругий элемент из электроизоляционного материала и защитный элемент из фольги, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в нем между чувствительным и упругим элементами установлены дополнительный упругий элемент и жесткая прокладка, скрепленные друг с другом, а также с чувствительным и упругим элементами соответственно.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в нем жесткая прокладка выполнена металлической и соединена с защитным элементом.

1364927

A-A уВели чена l

° °

Ю °

Составитель М. Жуков

Редактор В. Данко Техред М.Ходанич Корректор М. Максимишинец

Заказ 6587/34 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предпритие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4