Измеритель пульсирующего давления

 

Изобретение относится к горному машиностроению, в частности к конструкциям устройств для измерения пульсирующего давления, и может быть использовано для измерения давления на выходе гидроимпульсных горных машин. Цель изобретения - повышение надежности и точности измерения за счет исключения утечек жидкости. Измеритель сообщается посредством гибкого трубопровода через обратный клапан и струйный диод с источником пульсирующего давления. При подготовке к работе подключается источник постоянного давления, например маслостанция. Масло под постоянным давлением по напорному трубопроводу 54 поступает в рабочую 7 и измерительную 8 камеры через обратный клапан 56. Пружина в канале стакана 60 сжимается, а разделитель сред 10 отходит от перегородки 9 корпуса 6 и перемещается до тех пор, пока давление масла в измерительной камере 7 и давление в камере 22 не станут равными. Разделитель 11 занимает крайнее нижнее положение, а его диафрагма 17 прижимается к перфорированной торцовой стенке поршня 15. Давление в рабочей камере 8 и измерительной камере 7 выравнивается и становится равным давлению источника постоянного давления. Величина этого постоянного давления передается из камеры 7 к манометру 37, который ее фиксирует, при этом компенсируются утечки масла из корпуса измерителя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 881550 (21) 4307434/24-10 (22) 22 ° 09.87 (46) 15.07.90. Бюл. ¹ 26 (75) З.Г.Кравец (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 881550, кл. С 01 L 7/08, 1980. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДАВЛЕИИЯ (57) Изобретение относится к горному машиностроению, в частности к конструкциям устройств для измерения пульсирующего давления, и может быть

ÄÄSUÄÄ1578534 А 2 (51) 5 G 01 L 7/08, 7/16, 19/06

2 использовано для измерения давления на выходе гидроимпульсных горных машин. !(ель изобретения — повышение надежности и точности измерения эа счет исключения утечек жидкости.

Измеритель давления сообщается посредством гибкого трубопровода через обратный клапан и струйный- диод с ис точником пульсирующего давления. При подготовке к работе подключается источник постоянного давления, например маслостанция. Масло под постоянным давлением по напорному трубопроводу 54 поступает в рабочую 7 и измерительную 8 камеры через обратный клапан 56. Пружина в канале стака.3 1578534 4 на 60 сжимается, а разделитель 10 сред отходит от перегородки 9 корпуса 6 и перемещается до тех пор, пока давление масла в измерительной камере 7 и давление в камере 22 не станут

5 рав ными, Разделитель 1 1 э анима ет крайнее нижнее положение,а его диаrbparMa 17 прижимается к перфорированной торцовой стенке 15 поршня. ДавИзобретение относится к горному машиностроению, в частности к конструкциям устройств для измерения пульсирующего давления, и может быть использовано для измерения давления в схемах гидроимпульсных горных машин и других источниках пульсирующего давления. цель изобретения — повышение надежности и точности измерения пульсирующего давления эа счет исключения утечек жидкости.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого измерителя; на фиг, 2 — измеритель пульсирующего давления, общий вид в разрезе; на фиг. 3 - узел I на фиг, 1; на фиг. 4 — узел II на фиг. 2.

Измеритель пульсирующего давления содержит измеритель 1, сообщенный посредством гибкого трубопровода 2 через обратный клапан 3 и струйный диод 4 с трубопроводом 5 с источником пульсирующего давления. Измеритель 1 содержит корпус 6, разделенныч на измерительную 7 и рабочую 8 камеры жесткой перегородкой 9 ° В рабочей 8 и измерительной 7 камерах установлены разделители 10 и 11 сред, выполненные в виде полого поршня с перфориронанньпж торцовыми стенками 12 — 15, между которыми зажаты диафрагмы 16 и 17. Кроме того, измерительная 7 и рабочая 8 камеры закрыты крышками 18 и 19 . штуцер 20, установленный на крышке 19, служит для подсоединения измерителя 1, т.е. его рабочей камеры 8 при помощи гибкого трубопровода 2 к трубопроводу 5 с источником пульсирующего давления через обратный клапан 3 и струйный диод 4. Крышка 18 снабжена вентилем

21 для закачки и выпуска воздуха из камеры 22, расположенной между крышкой 18 и разделителем 10 сред. В

55 ление в рабочей камере 8 и измерительной камере 7 выравнивается и становится,равным давлению источника постоянного давления. Величина этого постоянного давления передается из камеры 7 к манометру 37, который ее фиксирует, при этом компенсируются утечки масла из к.корпуса измерителя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. жесткой перегородке 9 установлены обратный клапан 23, перепускной вентиль 24 и струйный диод 25. Обратный клапан 23 состоит иэ седла 26 и клапана 27, поджатого пружиной 28 и регулировочным винтом 29. Каналы 30 и 31 через обратный клапан 23 соединяют рабочую

8 и измерительную 7 камеры. Перепускной вентиль 24 содержит пробку 32 с отверстием 33,и каналы 34 и 35 также связывают рабочую камеру 8

I с измерительной камерой 7, Измерительная камера 7 через канал 36, в котором установлен струйный диод 25, соединена с манометром 37. Пространство измерительной камеры 7 и рабочей камеры 8 между разделителями 10 и 11 сред и жесткой перегородкой 9 заполнено маслом или другой антикоррозионной жидкостью. Гибкий трубопровод 2 состоит из двух секций 38 и

39. Секция 38 представлена высоконапорным рукавом, а секция 39 — металлическим трубопроводом малого диаметра. Обратный клапан 3 имеет корпус 40, внутри которого установлены седло 41 и клапан 42, подпружиненный пружиной 43. Струйный диод 4, установленный под седлом 41 обратного клапана 3, выполнен в виде шайб 44—

46 с калиброванными отверстиями 47

49 и камер 50 и 51 между ними, Кроме того, на секции 39 гибкого трубопровода 2 установлен вентиль 52, а обратный клапан 3 снабжен регулировочным винтом 53. Измерительная 7 и рабочая 8 камеры измерителя 1 при помощи напорного 54 и сливного 55 трубопроводов сообщены с источником постоянного давления, причем на входе в рабочую камеру 8 (около перегородки 9) установлен обратный клапан 56, сообщенный с напорным трубопроводом 54, источника постоянного давления. Обратный клапан 56 включает корпус 57, 15785

5 седло 58 и клапан 59. В стакане 60 с отверстиями 61 и 62 и глухим каналом 63 установлена прум»»»а 64, прижимающая клапан 59 к седлу 58. Стакан 60 н корпусе 57 обратного клапана 56 образует дне камерь» 65 и 66, соединенные между собой отверстиями

61 и 62 и каналом 67 и 3 1 с рабочей камерой 8, а также через обратный кля-1О пян 23 и канал 30 — с измерительной камерой 7. На сливном трубопроводе 55 установлен вентиль 68.

Измеритель пульсирующего давления работает следующим образом.

В исходном состоянии трубопровод 5 отсоединен от источника пульсирующего давления, а разделители 10 и t1 сред находятся в крайних нижних положениях у перегородки 9 и крышки 19 соотнет- 2О ственно. При этом диафрагмы 16 и 17 прижаты к перфорированным торцовым стенкам 14 и 15 полых поршней как давлением газа в камере 22, так и весом антикоррозийной жидкости в ра- 25 бочей камере 8. Перепускной вентиль

24 закрыт. Это исключает переток жид:кости из рабочей камеры 8 в измерительную камеру 7 или наоборот по каналам

35 и 36. Кроме того, клапаны 27, 42 и 59 прижаты пружинами 28, 43 и 64

" к седлам 26, 4f и 58 обратных клапанов

23> 3 и 56, установленных в перегородке 9 корпуса 6 измерителя 1, на трубопроводе 5 с источником пульсирующего давления и на входе в рабочую каме- 35 ру 8 со стороны напорного трубопровода 55 соответственно. Вентили 52 и

68 также закрыты.

Вначале включают в работу источник постоянного давления, например, 4О маслостанцию. Масло под постоянным давлением по напорному трубопроводу

54 поступает в рабочую 7 и измерительную 8 камеры через обратный клапан 56, 45 корпус 57 которого вмонтирован в перегородку 9 корпуса 6 измеритепя 1. При этом масло под постоянным давлением проходит седло 58, щель между седлом 58 и клапаном 59, отверстие 6 1 в стакане 60, камеру 65 между стаканом 60 и корпусом 57 обратного клапана

56, отверстие 62 в стакане 60, камеру

66 между стаканом 60 и корпусом 57 обратного клапана 56, каналы 67, 31 и 30 через обратный клапан 23. Пружи55 на 64 в глухом канале 63 стакана 60 сжимается, а разделители 10 и 11 сред в измерительной 7 и рабочей 8

34 6 камерах перемещаются и занимают следующ»»е положения.

Разделитель 10 сред отходит от перегородки 9 корпуса б измерителя 1 н измерительной камере 7 и перемещается до тех пор, пока давление воздуха в камере 22 и давление масла в измерительной камере 7 между разделителем 10 сред и »ерегородкой 9 не стянет равным. При этом диаграмма 16 займет среднее положение между перфорированными торцовь»м»» стенками 12 и 14 полых поршней.

Разделитель 11 сред займет крайнее нижнее положении около крышки 19, а его диафрагма 17 ныстелится на перфорированной торцовой стенке 15 поршня.

Давление в рабочей 8 и измерительной 7 камерях выравнивается и станет равным постоянному давлению источника постоянного давления. Величина этого постоянного давления передается из измерительной камеры 7 по каналу 36 и струйному диоду 25 к манометру 37, который ее и фиксирует. Измеритель 1 готов к работе, при этом компенсированы утечки масла из корпуса измерителя 1, определена манометром 37 величина постоянного давления источника постоянного давления, определено наличие газа в камере 22 между крышкой 18 и раздел»»телем 10 сред.

При работающем источнике пульсирующего давления давление из »рубопровода 5, пройдя шайбу 46 с отверстием 47, камеру 50, шайбу 45 с отверстием 48, камеру 5 f, шайбу 44 с отверстием 49 и седло 41, действует на клапан 42 и отжимает его от седла 41, сжимая при этом пружину 43 и пропуская через щель между седлом 41 и клапаном 42 некоторый объем жидкости B пространстве корпуса 40 обра" íîãî клапана 3. Величина этого объема зависит от диаметра калиброванного отверстия 47 в шайбе 46, а также от разности давлений в измерительной камере 7 и рабочей камере 8. Переток некоторого объема жидкости высокого давления влечет за собой рост давления в простран— стне корпуса 40 обратного клапана 3, гибком трубопроводе 2 и его секциях

38 и 39, которое,. пройдя штуцер 20, установленный ня крьшьке i9, действует на разделитель li сред, переме1578534 щая его до тех пор, пока давление в рабочей камере 8 не станет равным ве личине пульсирующего давления в трубопроводе 5 с источником пульсирующего давления. При этом клапан 59 обратного клапана 56 под действием давления в рабочей камере 8, равным величине пульсирующего давления в трубопроводе 5, передающегося по каналам 31 и 67 в камеру 6, а из нее через отверстия 62 в стакане 60 в камеру 65 и через отверстие 61 в глухой канал 63 стакана 60, сядет на седло 58 и отсоединит внутреннюю ! часть корпуса 6 измерителя 1 от напор ного трубопровода 54 источника постоянного давления . Перемещение разделителя 11 сред от крышки 19 до перего-, родки 9 обеспечивает компенсацию утеч =20 ки жидкости в рабочей камере 8, а от бор от трубопровода 5 через гидравлический (струйный) диод 4 строго .заданного объема жидкости при высоком давлении в импульсе, отсечка его обратйым клапаном 3, сглаживание пульсаций давления высоконапорным рукавом секции 38 гибкого трубопровода 2 и подача отобранной порции жидкости в секцию 39 исключают волновые процессы в системе. Вследствие этого значительно повышаются надежность и точность измерения. Разделитель 11 сред останавливается, так как имеет значительную массу, а пульсации давления воспринимает диафрагма 17, которая перемещается от перфорированной торцовой стенки 15 полого поршня к торцовой стенке 13 полого поршня.

При этом давление в рабочей камере 8

40 повышается до такого значения, при котором срабатывает обратньпЪ клапан 23. Величина этого давления зависит от поджатия клапана 27 пружиной 28 с регулировочным винтом 29.

Установкой обратного клапана 23 в

45 перегородке 9 таким образом, что регулировочный винт 29 оказывается на боковой поверхности корпуса 6, достигается воэможность регулировки обратного клапана 23 в процессе работы измерителя пульсирующего давления на любое давления срабатывания.

В данном случае давление срабатывания обратного клапана 23 ниже постоянного давления источника постоянного 55 давления. При срабатывании обратного клапана 23 некоторый объем жидкости через канал 31, седло 26, щель между седлом 26 и клапаном 27 и канал 30 поступает из рабочей камеры 8 в измерительную камеру 7. Величина этого объема зависит от разности давлений в рабочей камере 8 и измерительной камере 7, а также от площади проходного сечения седла 26, Переток некоторого объема жидкости влечет за собой рост давления в измерительной камере 7, в результате чего разделитель

10 сред под действием перепада давлений в измерительной камере 7 и каме" ре 22 перемещается к крышке 18 до тех пор, пока с обеих его сторон давления не станут равными. Перемещение разделителя 10 сред от перегородки 9 корпуса 6 до крышки 18 обеспечивает компенсацию утечки газа из камеры 22, что также повьппает надежность и точность измерения. Разделитель 10 сред, имеющий значительную массу, останавливается, а пульсации давления воспринимает диафрагма 16, которая, отжимаясь от среднего положения между перфорированными торцовыми стенками 12 и 14 полого поршня, перемещается к перфорированной торцовой стенке 12 полого поршня. Происходит сжатие газа в камере 22 с одновременным дополнительным" сглаживанием поступающих импульсов давления. Одновременно рост давления передается через канал 36 и струйный диод 25 к манометру 37, стрелка которого отклоняется на некоторый угол.

При уменьшении величины. пульсирующего давления в трубопроводе 5 давление перед обратным клапаном 3 в струйном диоде 4 становится ниже, чем в пространстве корпуса 40 обратного клапана 3, секциях 38 и 39 гибкого трубопровода 2, рабочей камере 8 и измерительной камере 7. Клапаны 27 и

42 обратных клапанов 23 и 3 перекрывают каналы 31 и 30 и струйный диод 4 вследствие чего исключается уменьшение давления в измерительном тракте.

При воздействии на клапан 42 .очередного импульса давления процесс повторяется и из трубопровода 5 с источником пульсирующего давления через струйньп диод 4, обратный клапан 3 и гибкий трубопровод 2 и из рабочей камеры 8 в измерительную камеру 7 через обратный клапан 23 снова поступает определенный объем жидкости. Процесс длится до тех пор, 1578534 пока давление в измерительной камере

7 не станет равным максимальному давлению в трубопроводе 5. При этом манометр 37 покажет соответствующее

5 значение давления, Установкой струйных диодов 4 и 25 между трубопроводом 5 с источником пульсирующего давления и обратным клапаном 3 и измерительной камерой 7 и манометром 37 достигается умень" шение колебаний величины пульсирующего давления в гибком трубопроводе

2 и на его входе в манометр 37. Такой эффект получается вследствие того, что струйные диоды 4 и 25 обладают большим гидравлическим сопротивлением при перетоке жидкости в обратном направлении от обратного клапана 3 к трубопроводу 5 и от манометра 37 к измерительной камере 7, возникающем из-за утечек газа из камеры 22 через неплотности в вентиле 21, а также жидкости из измерительной камеры 7 в те моменты времени, когда давление в трубопроводе 5, а следовательно, в гибком трубопроводе 2 и рабочей камере 8, становится меньшим, чем в измерительной камере 7. Условия работы манометра 37,и обратного 3р клапана 3 улучшаются. Стрелка манометра 37 не колеблется, а в струйном диоде 4 и в камерах 50 и 51 давление жидкости в момент отсутствия импульса давления не падает до нуля.

В процессе работы источника пульси«35 рующего давления в трубопроводе 5 могут наблюдаться такие процессы, когда величина давления в последующих импульсах становится меньше, чем в предыдущих. Показания же манометра 37, вследствие наличия обратных клапанов 3 и 23, остаются прежними и соответствуют предыдущим значениям максимума пульсирующего давления . В данном случае для определения нового, более низкого значения пульсирующего давления необходимо открыть на некоторое время перепускной вентиль 24 и вентили 52 и 68.При этом масло из измери50 тельной камеры 7 по каналу 34 через пробку 32 с отверстием 33 и каналу 35 перетекает в рабочую камеру 8 и по каналам 30 и

69, вентилю 68 и сбросному трубопроводу

55 кисточнику постоянногодавления,а из

1 гибкого трубопровода 2 в атмос4еру.—

Давление в обеих камерах 7 и 8 выравнивается и становится рлвным при элкрытпи перепускного вентиля 24 и вентиля 68 постоянному давлению источника постоянного давления. Измеритель 1 готов к работе. Давление в гибком трубопроводе 2 -вначале- близКо к атмосАерному, а затем при закрытии вентиля 52 стремится к величине пульсирующего давления в трубопроводе 5. Рабочий процесс повторяется

Давление в измерительном тракте снова возрастает и манометр 37 показывает новое соответствующее значение максимума пульсирующего давления. Кроме того, с их помощью уменьшается до нуля избыточное давление в измерительной камере 7, рабочей камере 8 и гибком трубопроводе ? при прекращении поступления давления от источника пульсирующего давления в трубопроводе 5.

Это уменьшает нагрузки на корпус 6 и гибкий трубопровод 2, а также на манометр 37. При этом регулировочный винт 53 обеспечивает поджатие клапана 42 к седлу 41 через пружину

43, т,е. обеспечивается срабатывание обратного клапана 3 при определенном значении пульсирующего давления .

Компенсация утечки газа в камере

22 компенсируется только в момент подготовки устройства к работе.

Формула изобретения

1. Измеритель пульсирующего давления по авт. св. Р 881550, о т л ича ющийс я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения за счет исключения утечек жидкости, он снабжен источником постоянного давления, вентилем и дополнительным обратным клапаном, при этом источник постоянного давления через вентиль подключен к измерительной камере и через дополнительный обратный клапан — к рабочей камере.

2. Измеритель по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен обратным клапаном со струйным диодом, который установлен на входе штуцера, подсоединенного к источнику измеряемого пульсирующего давления.

1 578534

Фиг 3

578534

Составитель Е.Швая

Техред Л.Серд1окова

Редактор А,Ревйн

Корректор Т.Палий .ю

Заказ 1908 Тираж ч67 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С СР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101