Весы для гидродинамических труб

 

Сущность изобретения: весы содержат размещенные в цилиндрическом корпусе упругие измерительные элементы с тензопреобразователями, обхваченные тонкостенной гибкой оболочкой из эластичного материала, полость которой заполнена нейтральной жидкостью. 11 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 1 5/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4881128/10 (22) 06.11.90 (46) 23.10,92. Бюл, № 39 (71) Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (72) Л.А. Ермолаев, В.И. Лагутин и Ю.И, Радченко (56) Авторское свидетельство СССР

N 1678135, кл. G 01 M 9/00, 1988 г. (Заявка

¹ 4620849/23 по которой принять решение о выдаче а.с.

Тенэометрические весы типа Z6 фирмы

Mottenger Baldwin Messtechnik, ФРà — каталог фирмы НВМ, 1989 (54) ВЕСЫ ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ

ТРУБ

Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике, в частности. к тензометрическим весам, используемым для измерения силомоментных нагрузок при испытаниях обьектов в гидродинамических трубах.

Известны тензометрические весы, содержащие жесткие корпусные и упругие измери-. тельные элементы и тензопреобразователи, размещенные на упругих элементах. Недостатком этих весов является незащищенность тензопреобразователей от воздействия внешней среды, в связи с чем область применения весов такого типа ограничена и они могут быть использованы для гидродимических труб.

В качестве весов для гидродинамических труб могут быть использованы тенэовесы, выполненные на основе технического решения, которые содержат цилиндриче Ж 1770789 А1 (57) Сущность изобретения: весы содержат размещенные в цилиндрическом корпусе упругие измерительные элементы с тензопреобразователями, обхваченные тон костенной гибкой оболочкой из эластичного материала, полость которой заполнена нейтральной жидкостью, 11 ил. ский корпус, упругие измерительные элементы с тензопреобразователями и защитный кожух в виде тонкостенной гибкой оболочки (сильфона), герметично соединенной с корпусом и охватывающей зону упругих измерительных элементов. Однако защитный кожух, выполненный в виде сильфона, накладывает ограничения на функциональные воэможности весов иэ-за существенной жесткости на кручение(всвязи © с чем измерение величин крутящего момента 0 затруднено), особенно в случае использования тензовесов в гидродинамических трубах,Ь при больших величинах гидростатического давления, когда стенку сильфона приходится выбирать достаточно толстой, Кроме того, при больших перепадах и разделении различных сред (снаружи — жидкость, в полости сильфона — газ} требования к герметичности соединения кожуха с корпусом

1770789

20 соответствующие деформации упругих измерительных элементов тензовесов. В част25 ности, упругие перемычки 12 испытывают

Zz Мх позволяет определить все компонен50 ты гидродинамической нагрузки. являются достаточно жесткими для обеспечения надежной работы электрических схем весов.

Цель изобретения — расширение функ. циональных воэможностей тензовесов за 5 счет обеспечения измерения крутящего момента и повышения надежности в условиях повышенного гидростатического давления.

Эта цель достигается тем, что в весах для гидродинамических труб, содержащих размещенные м цвли 1дрическом корпусе упругие измерителвные элементы с тензопреобразователями и защитный кожух, выполненный в виде тонкостенной гибкой оболочки, герметично соединенной с корпу- 1 сом и охватывающей зону упругих измерительных элементов, тонкостенная гибкая оболочка выполнена из эластичного материала, а ее полость заполнена нейтральной жидкостью.

На фиг. 1 представлены весы, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1: на фиг.

3 — разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4 — разрез

В-В на фиг, 1; на фиг. 5 — разрез Г-Г на фиг.

1; на фиг. б — 11 показаны электрические схемы соединения тензопреобразователей для выделения соответствующих компонент нагрузки.

Представленные тензометрические весы содержат цилиндрический корпус, вклю. чающий поршень для крепления модели 1 и державку 2, продольные 3-5 и поперечные б упругие измерительные элементы с тензопреобразователями R, Упругие элементы

3 и 4 выполнены в виде пар балок, крестообразно расположенных в поперечном сечении, разнесенных от оси весов и симметрично расположенных относительно корпуса 1. Упругие элементы 5 выполнены в виде четерых пластин, Х-образно располо- 4, женных в поперечном сечении в пространстве между балками 3, 4 и соединенных по концам посредством жестких поперечных перемычек 7, 8. Каждая пара балок 3, расположенная в одной плоскости, соединена с 4 торцами поршня 1 и с удаленной от него перемычкой 7, а каждая пара балок 4, расположенная в другой плоскости, соединена с другой перемычкой 8 и с кольцевыми промежуточным основанием 9, которое через поперечные упругие элементы 6 связано с узлом крепления 10. Поперечные упругие элементы 6 выполнены в виде сочлененных своими жесткими стойками 11 упругих параллелограммов, упругие перемычки 12 ко- 5 торых образованы равномерно расположенными по окружности радиальными парами параллельных, сообщенных между собой (прорезями 13) отверстий 14.

Стойки 1 I поочередно соответственно соединены с промежуточным основанием 9 и с узлом крепления 10. Размещенные на упругих элементах 3 — 6 тензопреобразователи R включены в мостовые измерительные схемы в соответствии с фиг. 6-11, которые электрически связаны с усилительной и регистрирующей аппаратурой (на чертежах не указана) через герметичные разъемы 15; зона упругих измерительных элементов 3 — 6 заключена в герметично соединенную с поршнем 1 и узлами крепления 10 тонкостенную оболочку 16, выполненную из эластичного материала (резина, полиэтилен и пр.), а выводные провода 17 от электрических схем помещены в трубки 18. Полости оболочек 16 и трубок 18 заполнены нейтральной жидкостью, например, силиконовым маслом, При вводе в поток гидродинамической трубы исследуемого объекта, установленного на поршне 1 тензовесов, реализуемая на обьекте гидродинамическая нагрузка вызывает (преимущественно) изгиб, величина котороro (вследствие особенностей конструкции, мест расположения тензопреобразователей и особенностей включения в мостовую схему — фиг, 11) пропорциональна величине продольной силы Х. Пара балок 3 преимущественно изгибается в вертикальной плоскости, при этом электрические схемы фиг. 6, 9 выделяют сигналы, пропорциональные составляющим У1 и Уг вертикальной силы, приходящимся, соответственно на переднюю и заднюю опоры (узлы крепления) вес о в. А.н а л о г и ч н о, схемы ф и г. 7 и 1 О, образованные из тензопреобразователей, размещенных на. балках 4, выделяют сигналы, пропорциональные составляющим Z< и

22 боковой силы на передней и задней опорах. Дополнительные продольные упругие элементы 5 испытывают преимущественно

"косой изгиб", в результате электрическая схема фиг. 8 выделяет сигнал, пропорциональный крутящему моменту М>. Полученная информация по составляющим X, Y>, Yz, Z>, Конструктивные особенности предложенного технического решения обеспечивают следующие преимущества; — возможность передачи без потерь (и возможность точных измерений) крутящего момента- т.е. расширение функциональных возможностей — за счет малой жесткости на кручение тонкостенной эластичной оболочки защитного кожуха, функции которого изменены: не восприятие перепада давления, 1770789 г

822

ЯЩ

Я27

ЯЛ

ß21

Я22 Я2

В5 ра R27 "гб а только разделение различных жидкостей (поэтому оболочка может быть выбрана достаточно тонкой); — обеспечение повышенной надежности работы, т.к. оболочка не испытывает перепа- 5 да давления .и гарантируются непопадание жидкой окружающей среды в полость кожуха и надежная работа тензопреобразователей и электрических схем весов.

Формула изобретения 10

Весы для гидродинамических труб, содержащее размещенные в цилиндрическом корпусе упругие измерительные элементы с тензопреобразователями и защитный кожух, выполненный в виде тонкостенной гибкой оболочки, герметично соединенной с корпусом и охватывающей зону упругих измерительных элементов, о т л и ч а ю щ и ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения измерения крутящего момента и повышения надежности в условиях повышенного гидростатического давления. тонкостенная гибкая оболочка выполнейа из эластичного материала, а ее полость заполнена нейтральной жидкостью.

1770789

7иг.7

Тиг.G

Фиг.9

Фиг.0

Фиг.IO

Фиг. П

Составитель В.Лагутин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор Т.Шагова

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

Заказ 3734 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., Q/5