Пневмопереключающее устройство для измерения давления
Использование: в измерительной технике для измерения давления двухфазных сред, например в экспериментальной аэрогазодинамике . Цель изобретения - повышение точности измерений. Сущность изобретения: в схеме пневмопереключающего устройства использован принцип постоянной продувки газом измерительных трасс, в периоды измерений продувка конкретного канала прекращается. Для этого в устройство введены источник 13 сжатого газа и пневматические одномембранные элементы НЕ 10. количество которых соответствует числу одномембранных пневматических реле 1. Источник 13 сжатого газа подключен к входу каждого одномембранного реле 1 через соответствующий пневматический элемент НЕ 10. а управляющий вход элемента НЕ соединен с каналом управления соответствующего реле 1. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з G 011 19/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К ПАТЕНТУ (21) 4861392/10 (22) 24.08.90 (46) 23.10.92, Бюл, ¹ 39 (71) Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (72) Е.И. Андреев. Л.В. Новиков и Д.С. Сажин (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 194376, кл, G 01 L 19/00, 1966.
Авторское свидетельство СССР № 1045027, кл. G 01 L 19/00, 1982. (54) ПНЕВМОПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (57) Использование: в измерительной технике для измерения давления двухфазных сред, например в экспериментальной аэро. Ж 1771530 А3 газодинамике, Цель изобретения — повышение точности измерений. Сущность изобретения: в схеме пневмопереключающего устройства использован принцип постоянной продувки газом измерительных трасс, в периоды измерений продувка конкретного канала прекращается. Для этого в устройство введены источник 13 сжатого газа и пневматические одномембранные элементы НЕ
10, количество которых соответствует числу одномембранных пневматических реле 1.
Источник 13 сжатого газа подключен к входу каждого одномембранного реле 1 через соответствующий пневматический элемент
НЕ 10. а управляющий вход элемента НЕ соединен с каналом управления соответствующего реле 1. 2 ил.
1771530
25
45
Изобретение относится к области контроля и измерительной техники и может быть использовано для измерения давления двухфазных сред в экспериментальной аэрогазодинамике, легкой и пищевой промышленности. а также в аграрном промышленном комплексе.
Известно пневмопереключающее устройство для измерения давления двухфазных сред (например. авт. св. СССР М
194376).
Устройство-аналог содержит неподвижный диск с равномерно расположенными по окружности отверстиями, соединенными через нормально закрытые клапаны певмоизмерительными каналами с точками отбора давлений, корпус, вращающийся диск, приводимый во вращение механизмом периодического действия, например, мальтийским крестом, электромагнит и датчик давления.
К недостаткам устройства — аналога следует отнести то, что оно пригодно для измерения в основном высоких давлений, так как при малых давлениях на точность результатов измерений сильное отрицательное влияние оказывает утечка газа в клапанахконтактах, Устройство имеет малов быстродействие. что обусловлено наличием длинного кольцевого коллектора, постоянно соединенного с датчиком всем своим объемом.
Большая масса и габариты устройства обуславливаются расположением входных каналов и клапанов-контактов последовательно друг за другом в одном кольцевом ряду, что приводит к излишним материальным затратам и делает практически невозможным размещение устройства внутри исследуемого объекта.
К числу других недостатков следует отнести то, что устройство обеспечивает лишь строго определенную последовательность подсоединения входных каналов к датчику и не позволяет производить замер давлений в любой последовательности, что необходимо, например, при изучении эпюр распределения давления по исследуемому пространству в различных направлениях, или в случае проведения повторного(например, контрольного) выборочного замера в некоторых точках, Этот недостаток препятствует построению гибкой и оперативной системы измерения и обработки результатов с использованием ЭВМ.
Кроме того, при измерениях в двухфазных средах пыль и всевозможные загрязнения забивают как пневмомагистраль, так и клапаны-контакты, что сильно снижает точность и надежность результатов.
Наиболее близким к изобретению r<0 технической сущности является изобретение по авт. св, СССР N. 1045027, Это техническое решение авторы приняли эа прототип.
Устройство-прототип содержит одномембранные пневматические реле, входы которых через пневматические каналы соединены с источником измеряемого давления, а выходы — с датчиком давления, подключенным к измерительной схеме, управляющие каналы реле подключены к распределителю давления, регистратор и электронный блок управления.
Устройство-прототип позволяет последовательно измерять давления в большом количестве точек пространства в любом порядке, хорошо согласуется с ЭВМ, имеет малую массу и габариты, высокое быстродействие.
Недостатками устройства-прототипа является то, что точность результатов измерения з двухфазных средах недостаточна, так как наличие волокон, сажи, твердых «астиц, пыли и пуха приводит к снижению этих важных параметров.
Целью изобретения является повышение точности измерения давления в двухфазных средах.
Использование пневмопереключающего устройства предложенной конструкции позволяет повысить точность измерения давления в двухфазных средах в два-три раза. повысить производительность труда, ускорить выдачу рекомендаций.
Поставленная цель достигается тем, что предложенное устройство так же, как и устройство-прототип, содержит одномембранные пневматические реле, входы которых через пневматические каналы соединены с источником измеряемого давления, а выходы — с датчиком давления, подкл<оченным к измерительной схеме с регистратором, управляющие каналы реле подклю <ены к распределителю давления, связанному с электронным блоком управления, но кроме того, оно снабжено источником сжатого газа и пневматическими одномембранными элементами НЕ с управляющими входами, количество которых соответствует числу одномембранных пневматических репе. причем источник сжатого газа подкл<очен ко входу каждого одномембранного реле через соответствующий пневматический одномембранный элемент НЕ, управляющий вход которого соединен с каналом управления соответствующего одномембранного реле.
То, что пневмопереключающее устройство снабжено источником сжатого газа, по1771530
55 зволяет пропускать сжатый газ по пневматическим каналам от датчика к точке измерения давления и через них выбрасывать газ во внешнее пространство в точке измерения давления.
Это не дает возможности пыли, гари, волокнам, пуху и т, и, грязи попасть внутрь или перекрыть его входное отверстие. что позволяет повысить точность измерения давления в двухфазных средах.
То, что пневмопереключающее устройство снабжено пневматическими одномембранными элементами НЕ, позволяет прекращать продувку одного конкретного пневматического канала на время проведения измерения давления по этому каналу.
Таким образом, наличие элемента НЕ позволяет проводить измерения давления по чистому пневматическому каналу, что повышает точность результатов измерения.
То, что количество элементов НЕ соответствует числу одномембранных реле, а источник сжатого газа подключен к входу каждого одномембран ного реле через элемент НЕ, позволяет защищать от грязи все без исключения пневматические каналы, что способствует повышению точности результатов измерений.
То, что управля..:.ций e:. д соединен с каналом v gapa E " . ни.; соответствующего одномембрa,*-" го .еле, позволяет прекратить под":, у <,ат го газа от источника сжатого га..-. ь: ..матический канал одновременно с присоединением измерительного датчика давления к пневматическому каналу, что способствует повышению точности.
Произведенный поиск аналогов, содержащих признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, и соответствующий сопоставительный анализ показали, что указанные отличительные признаки в заявляемом обьекте проявляют иные свойства, чем в известных.
Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию изобретения "существенные отличия".
На фиг. 1 представлена принципиальная схема пневмопереключающего устройства для измерения давления предложенной конструкции; на фиг. 2— принципиальная схема пневматического элемента НЕ, выполненного на двух одномембранных реле с нагруженными мембранами.
Пневмопереключающее устройство для измерения давления состоит из одномембранных пневматических реле 1, вход каждо10 из которых пневматически соединен с измерительным пневматическим каналом 2.
Последний представляет собой трубку, один конец которой присоединен к входу реле 1. а второй выведен в точку пространства, где необходимо измерять давление, например Рь
Таким образом. число пневматических одномембранных реле 1 равно числу измерительных пневматических каналов 2 (и), и входы одномембранных пневматических реле соединены с источником измеряемого давления.
Выходы пневматических одномембранных реле 1 присоединены все вместе к измерительному входу датчика давления 3.
Управляющие каналы 4 реле 1 пневматически присоединены к распределителю давления 5, который в свою очередь электрически связан с электронным блоком управления 6.
Датчик давления 3 электрически соединен с измерительной схемой 7, выход которой присоединен к регистратору 8, электронный блок управления 6 также имеет выход на регистратор 8, но, кроме того; он через электронную схему 9 электрически связан с измерительной схемой 7 датчика 3.
Каждому реле 1 придан пневматический элемент НЕ 10. Управляющий вход каждого реле 1 соединен с входом элемента 10.
Выход каждого элемента 10 через регулируемь,россель 11 соед, .ен со входе соответствующего одномеморанного реле
Таким образом, выход каждого элемента 10 через дроссель 11 соединен с соответствующим каналом 2 в зоне присоединения последнего к входу реле 1, а все входы 12 элементов 10 пневматически связаны с источником сжатого газа 13.
На фиг. 2 показана принципиальная схема элемента 10, выполненного на двух одномембранных пневматических реле с нагруженными мембранами 14 и 15.
При осуществлении устройства авторы использовали в качестве реле 1 устройства
no aBT, св, CCCP N 227699, которые представляют собой цилиндрические элементы диаметром 3,5 мм при высоте 4 мм с мембраной из резины марки 7889ТУ38-105108276, Время срабатывания реле 0,008 c,ресурс безотказной работы более 30 000 срабатываний. Набор реле имеет модульное исполнение íà 128 точек. Измерительные пневматические каналы имеют длину 3 м. 8 качестве датчика давления использован первичный преобразователь давления
ДДЭ. МИД и электрические тепловые манометры серийного изготовления, в качестве измерительной схемы использован усилитель на несущей частоте, а в качестве электронной схемы — вычислительный измерительный комплекс (УИВК) на базе
1771530
ЭВМ CM-3 с использованием схемы по авт, св. СССР М.1045027.
Пневмоперекл очающее устройство предложенной конструкции работает следующим образом.
B исходном положении в устройстве на все управляющие входы реле 1 и элементов
НЕ 10 подано управляющее давление Р>, Все реле 1 закрыты, а все элементы 10 огкрыты, Таким образом все пневматические каналы 2 отключены от датчика 3, а через элементы 10 сжатый газ от источника 13 проходит s пневматический канал 2 и через него. под давлением истекает во внешнее пространство в, тачке измерения давления.
Это не дает возможности для пыли, гари, волокна и т. и, грязи пог1асть внутрь канала
2 или перекрыть ега входное отверстие, На время измерения давления во внешней среде пневматический измерительный канал 2 одного конкретного реле.1 (например, 5) отключается оТ источника сжатого газа 13 и Г1одкл!Очаетсл к датчику 3. Это достигается тел1, что с управляющих входов реле 1 и элемента 10 (одного реле кзнала Ь) снимается управляющее давление (Руз = О), Канал 2 передает давление на датчик 3, и его измерительная схема 4 производит из:1ароние установившегося вканале 2,давления.
По сигналу электронной схемы 9 пра. сходит регистрация давления га регис; раторе 8. После этого вновь падaeãñÿ управляющее давление (Ру.,) от рас гределителя давления 5 на данный канал и при этом реле 1 закрывается, а элемент 10 открыeaется, и устройство приходит в исходное положение. Проводится опрос следующего канала.
Поскольку в пневматический измери5 тельный канал 2 никогда не попадает газ из внешней среды, то внутрь канала никогда не попадает пыль, гарь, пух и т, и. грязь. Этим достигается поставленная цель: повышение точности измерения давления в двухфазных
10 средах.
Формула изобретения
Пневмопереключающее устройство для измерения давления, содержащее одно15 мембранные пневматические реле, входы которых через пневматические каналы соединены с источником измеряемого давления. а выходы — с датчиком давления, подключенным к измерительной схеме с ре20 гистратором, управляющие каналы реле подклк чены к распределителю давления, связанному с электронным блоком управления, о гл ича ю щееся тем, что,с целью повышения точности измерения давления в
25 двухфазных средах, oiio снабжено источником сжатого газа и пневматическими одномембранными элементами НЕ с управляющи1ли входами, количество которых соответствует числу одномембранных
30 пневматических реле, причем источник сжато о газа подкл очен к входу каждого одномембранного реле через соответствующий пневматический одномембранный элемент
HF, управляющий вход которого соединен с
35 f"..ÿeëîì управления соответствующего одномембранн зго pere, 1771530
Составитель Е.Андреев
Редактор О.Стенина Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская
Заказ 3756 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
