Способ измерения перепадов давления в гидроприводе с гибким трубопроводом при оценке технического состояния гидросистемы



Способ измерения перепадов давления в гидроприводе с гибким трубопроводом при оценке технического состояния гидросистемы
Способ измерения перепадов давления в гидроприводе с гибким трубопроводом при оценке технического состояния гидросистемы
Способ измерения перепадов давления в гидроприводе с гибким трубопроводом при оценке технического состояния гидросистемы
Способ измерения перепадов давления в гидроприводе с гибким трубопроводом при оценке технического состояния гидросистемы
Способ измерения перепадов давления в гидроприводе с гибким трубопроводом при оценке технического состояния гидросистемы

 

G01L7/00 - Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью элементов, чувствительных к механическому воздействию или давлению упругой среды (передача и индикация перемещений элементов, чувствительных к механическому воздействию, с помощью электрических или магнитных средств G01L 9/00; измерение разности двух или более величин давления G01L 13/00; одновременное измерение двух или более величин давления G01L 15/00; измерение давления в полых телах G01L 17/00; вакуумметры G01L 21/00; полые тела, деформируемые или перемещаемые под действием внутреннего давления, как таковые G12B 1/04)

Владельцы патента RU 2523758:

Зорин Владимир Александрович (RU)
Лесковец Игорь Вадимович (BY)
Максименко Алексей Никифорович (BY)
Бездников Дмитрий Владимирович (BY)
Кутузов Виктор Владимирович (BY)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения давления в гидроприводе или пневмоприводе. Техническим результатом является обеспечение измерения давления в гидроприводе без нарушения целостности трубопровода, а также без нарушения герметичности гидросистемы. Способ измерения перепадов давления в гидроприводе характеризуется тем, что на наружной поверхности гибкого трубопровода закрепляют измерительный элемент в виде датчика усилий или датчика перемещения с предварительным натягом величиной 300-400 Н, подводят среду измеряемого давления. В процессе прохождения по трубопроводу среды измеряемого давления в течение 5-10 секунд на измерительном элементе фиксируют значения измеряемой величины, полученные показания тарируют. Фиксируя изменения усилия или перемещения, действующие со стороны предварительно сжатого гибкого трубопровода на измерительный элемент, судят о значении давления в гидроприводе. 2 табл., 5 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения давления в гидроприводе или пневмоприводе.

Известен способ измерения давления в гидроприводе с помощью манометров, предусматривающий отбор давления из какой-либо точки гидропривода. Исакович Р.Я. Контрольно-измерительные приборы в добыче нефти. - М., 1954, с.107.

Основным недостатком известного способа является то, что для его реализации необходимо разгерметизировать гидросистему, чтобы подключить в нее манометр.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является способ измерения давления, заключающийся в том, что на наружную поверхность металлического трубопровода устанавливают измерительный элемент, определяющий изменения усилия, действующие со стороны трубопровода, подводят среду измеряемого давления, наблюдают показания, по которым судят о значении давления. Изобретение РФ, заявка №2005106189 от 05.03.2005 года, публикация 10.08.2006 года, бюллетень №22.

Для этого способа характерна большая трудоемкость подготовительных работ и сложность монтажа устройства на трубопроводе.

Технической задачей изобретения является обеспечение измерения давления в гидроприводе без нарушения целостности трубопровода, а также без нарушения герметичности гидросистемы и одновременном сокращении трудоемкости процесса измерения при диагностировании их технического состояния.

Поставленная задача достигается тем, что в способе измерения перепадов давления в гидроприводе с гибким трубопроводом при оценке технического состояния гидросистемы, на наружную поверхность гибкого трубопровода, представляющего собой рукав высокого давления, способную деформироваться под действием давления рабочей среды, устанавливают измерительный элемент, определяющий изменения усилия, действующего со стороны гибкого трубопровода, подводят среду измеряемого давления, наблюдают показания, по которым судят о значении давления, в качестве измерительного элемента используют датчик усилий или датчик перемещения, измерительный элемент закрепляют на поверхности рукава высокого давления с предварительным натягом величиной 300-400 Н, обеспечивающим совместные радиальные деформации наружной стенки гибкого трубопровода и измерительного элемента при всех перепадах рабочего давления в гидроприводе, в процессе прохождения по трубопроводу среды измеряемого давления в течение 5-10 секунд на измерительном элементе фиксируют значения измеряемой величины в виде увеличения или уменьшения усилия или перемещения на поверхности рукава высокого давления, соответствующего изменению давления в рукаве на выбранный шаг его нарастания, полученные показания тарируют, затем, фиксируя изменения усилия или перемещения, действующего со стороны предварительно сжатого гибкого трубопровода на измерительный элемент, судят о значении давления в гидроприводе.

Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена общая схема процесса измерения, на фиг.2, фиг.3 - схема процесса измерения для примера 1 реализации способа, на фиг.4 - графические результаты испытаний (пример 1), на фиг.5 - схема процесса измерения для примера 2 реализации способа.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

Измерительный элемент 1 с предварительным натягом величиной 300-400 Н устанавливают на наружную поверхность 2 гибкого трубопровода 3 (фиг.1). В качестве измерительного элемента 1 могут быть использованы как датчик усилий, например, (тензометрические датчики сжатия ДВТ-100, ДВТ-500), так и датчик перемещения, например, (индикатор часового типа ИЧ01, ИЧ02).

Установку измерительного элемента 1 на поверхность 2 гибкого трубопровода 3 осуществляют с помощью прижимного устройства 4, обеспечивающего совместные радиальные деформации наружной поверхности 2 гибкого трубопровода 3 и измерительного элемента 1 при всех перепадах рабочего давления в гидроприводе.

Измерение давления в гибком трубопроводе 3 осуществляется определением усилия, действующего со стороны, предварительно сжатого гибкого трубопровода 3, на измерительный элемент 1.

По величине измеряемого усилия судят о значении давления в гидроприводе.

Пример 1.

Реализация способа с измерительным элементом - датчиком сжатия (например, датчик сжатия ДВТ-100 (фиг.2) или датчик сжатия ДВТ-500 (фиг.3).

Измерительный элемент 5 (фиг.2, фиг.3) устанавливают на поверхности 6 рукава высокого давления 7 (РВД 2-16-16.5-У) с усилием 300 Н, обеспечивающим совместные радиальные деформации наружной стенки РВД и измерительного элемента 5 при всех перепадах рабочего давления.

Величина усилия при установке датчика выбирается из условия плотного контакта измерительного элемента 5 и наружной поверхности 6 РВД 7 при всех перепадах рабочего давления в гидроприводе.

Плотный контакт датчиков с поверхностью рукава высокого давления обеспечивается прижимным устройством, которое может иметь для разных датчиков разное конструктивное исполнение.

Например.

Для датчика сжатия ДВТ-100 (фиг.2) плотный контакт обеспечивается с помощью прижимного устройства 8, одним из конструктивных исполнений которого является кронштейн 9, представляющий собой сварную конструкцию из трех пластин (опоры, стойки и крышки). Конструкция кронштейна 9 обеспечивает возможность регулировки усилия при помощи передачи винт-гайка 10, которым измерительный элемент 1 прижимается к поверхности 6 рукава высокого давления 7.

Для датчика сжатия ДВТ - 500 (фиг.3) натяг обеспечивается с помощью прижимного устройства 11, одним из конструктивных исполнений которого является цилиндрический кронштейн 12, представляющий собой сварную конструкцию из трубы и крепежных пластин. Конструкция кронштейна обеспечивает возможность регулировки натяга при помощи передачи винт-гайка 13, с которым измерительный элемент 5 прижимается к поверхности 6 рукава высокого давления 7.

Далее к РВД 7 подводится среда измеряемого давления. По величине выходного сигнала измерительного элемента 5 (выходного напряжения датчика) можно судить о величине давления в РВД.

При изменении давления в РВД 7 происходит увеличение его диаметра, которое ведет к сжатию измерительного элемента 5 и изменению его выходного напряжения.

При градуировке на поверхности 6 РВД 7 закрепляют измерительный элемент 5, способный воспринимать изменение усилия на поверхности 6 РВД 7 при всех перепадах давления.

Давление в РВД 7 изменяется ступенчато: шаг увеличения давления 10 секунд, величина шага 1МПа, интервал шага от 0 до 16 МПа. Величина давления в рукаве регулируется контрольным манометром (например, испытательный стенд КИ-0816).

При этом регистрируют выходные значения измерительного элемента 5 (выходное напряжения датчика) в течение 10 секунд на каждом шаге изменения давления, результаты измерений заносят в таблицу.

Полученную характеристику используют в дальнейшем в процессе настройки параметров работы комплекта для диагностики гидропривода (например, КДГ-01).

По результатам испытаний составляют градуировочную таблицу, например:

Датчик ДВТ-500 устанавливается на поверхность рукава 2-16-16.5 У ГОСТ 6286-76 и для данного РВД снимается тарировочная характеристика от 0 до 16 МПа с шагом измерения 1 МПа. Интервал каждого измерения равняется 10 секундам.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1
Выходное напряжение на датчике ДВТ-500, мВ
№ измерения Показания контрольного манометра, МПа Интервал измерения, сек
1 0 800 10
2 1 850 10
3 2 900 10
4 3 950 10
5 4 1000 10
6 5 1075 10
7 6 1150 10
8 7 1200 10
9 8 1250 10
10 9 1300 10
11 10 1354 10
12 11 1405 10
13 12 1455 10
14 13 1500 10
15 14 1555 10
16 15 1610 10
17 16 1660 10

На фиг.4 показана зависимость выходного напряжения датчика ДВТ-500 от давления в рукаве 2-16-16.5 У ГОСТ 6286-76.

Анализируя полученную зависимость, можно отметить, что увеличение выходного напряжения датчика сжатия ДВТ-500 прямо пропорционально увеличению давления в РВД и эти величины имеют линейную связь, что упрощает дальнейшую реализацию предлагаемого способа на практике.

Пример 2.

Реализация способа с измерительным элементом - датчиком перемещения (индикатор часового типа, например, ИЧ01, ИЧ02 (фиг.5).

Измерительный элемент 14 (преобразователь перемещения) - индикатор часового типа ИЧ01 - устанавливают на поверхности 15 рукава высокого давления 16 (РВД 2-16-16.5-У) с усилием 350 Н, обеспечивающим совместные радиальные деформации наружной стенки РВД 16 и преобразователя перемещения 14 (индикатор часового типа ИЧ01) при всех перепадах рабочего давления.

Величина усилия натяга выбирается из условия плотного контакта преобразователя перемещения 14 и наружной поверхности 15 РВД 16 при всех перепадах рабочего давления в нем.

Контакт обеспечивается с помощью прижимного устройства 17, одним из конструктивных исполнений которого является кронштейн 18, представляющий собой сварную конструкцию из трех пластин (опоры, стойки и крышки). Конструкция кронштейна 18 обеспечивает возможность регулировки усилия при помощи передачи винт-гайка 19, с которым преобразователь перемещения 14 прижимается к поверхности 16 РВД 17.

Далее к РВД 17 подводится среда измеряемого давления.

По величине выходного сигнала измерительного элемента 14 (перемещение стрелки на циферблате, мкм) можно судить о величине давления в РВД 17.

При изменении давления в РВД 17 происходит увеличение его диаметра, которое ведет к сжатию измерительного элемента на индикаторе часового типа 14 и изменению положения стрелки на его циферблате, соответствующее увеличению наружного диаметра РВД, измеряемого в микрометрах.

При градуировке, на поверхности 15 РВД 16 закрепляют измерительный элемент 14, способный воспринимать изменение перемещения наружной поверхности 15 РВД 16 при всех перепадах давления.

Давление в РВД 16 изменяется ступенчато: шаг увеличения давления 10 секунд, величина шага 1 МПа, интервал шага от 0 до 16 МПа. Величина давления в рукаве регулируется контрольным манометром (например, испытательный стенд КИ-0816).

При этом регистрируются выходные значения измерительного элемента 14 (положение стрелки на циферблате соответствует увеличению наружного диаметра РВД в микрометрах) в течение 10 секунд на каждом шаге изменения давления. Далее составляют градуировочную таблицу (по примеру 1)

Полученная характеристика используется в дальнейшем в процессе эксплуатации для определения рабочего давления в РВД по показаниям преобразователя перемещения (индикатор часового типа ИЧ01).

Небольшая трудоемкость и простота реализации предлагаемого способа измерения давления (перепадов давления) позволит простыми средствами измерять давление (перепад давления) в действующем гидроприводе без нарушения его герметичности при оценке его технического состояния.

В таблице 2 приведен сравнительный анализ признаков предлагаемого способа измерения и известных способов измерения давления в гидроприводе.

Таким образом, предлагаемое техническое решение полностью решает поставленную техническую задачу.

Таблица 2
№ пр Предлагаемый способ измерения давления в гидроприводе в соответствии с признаками формулы изобретения
Признаки сравнения Способ измерения давления в действующем трубопроводе Патент RU 2098782 С1 Существующий способ измерения давления в гидроприводе с помощью манометров
Контроль, измерение давления в гидроприводе гидрофицированных машин (сельскохозяйственные, строительные, дорожные, подъемные, транспортные машины и оборудование). Контроль, измерение давления в гидроприводе гидрофицированных машин (сельскохозяйственные, строительные, дорожные, подъемные, транспортные машины и оборудование).
1 Область применения Контроль давления в трубопроводном транспорте (нефте-, газопроводы).
Преобразователь деформации закрепляют на стальных сварных прямошовных и спирально-шовных трубах Преобразователь деформации закрепляют на резиновых рукавах высокого давления (диаметры от 10 мм до 50 мм). Модуль упругости резины
2 Закрепление преобразователя деформации Не требуется
Таблица 2 (продолжение)
диаметром 114-1420 мм (ГОСТ Р 52079-2003). Модуль упругости стали Е=2·1011 Па [12, стр. 332]. Необходимость предварительной очистки трубы и нанесения на нее изолирующего слоя. E=1·104 Па. [12, стр332]. Предварительная подготовка поверхности РВД не требуется.
Шнуровая полиспастная стяжка с медными перемычками, уложенная по спирали. Контакт измерительной обмотки тензометрического чувствительного элемента по всему периметру трубопровода.
Кронштейн с винтовым(ими) зажимом(ами), стяжка, корпусные элементы, обеспечивающие контакт измерительного преобразователя и резинового рукава высокого давления в точке (пятно контакта).
Конструкция прижимного устройства
3 Не требуется

Способ измерения перепадов давления в гидроприводе с гибким трубопроводом при оценке технического состояния гидросистемы, заключающийся в том, что на наружную поверхность гибкого трубопровода, представляющего собой рукав высокого давления, способную деформироваться под действием давления рабочей среды, устанавливают измерительный элемент, определяющий изменения усилия, действующие со стороны гибкого трубопровода, подводят среду измеряемого давления, наблюдают показания, по которым судят о значении давления, отличающийся тем, что в качестве измерительного элемента используют датчик усилий или датчик перемещения, при этом измерительный элемент закрепляют на поверхности рукава высокого давления с предварительным натягом величиной 300-400 Н, обеспечивающим совместные радиальные деформации наружной стенки гибкого трубопровода и измерительного элемента при всех перепадах рабочего давления в гидроприводе, в процессе прохождения по трубопроводу среды измеряемого давления в течение 5-10 секунд на измерительном элементе фиксируют значения измеряемой величины в виде увеличения или уменьшения усилия или перемещения на поверхности рукава высокого давления, соответствующего изменению давления в рукаве на выбранный шаг его нарастания, полученные показания тарируют, затем, фиксируя изменения усилия или перемещения, действующие со стороны предварительно сжатого гибкого трубопровода на измерительный элемент, судят о значении давления в гидроприводе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам изготовления датчиков давления и может быть использовано в микро- и наноэлектронике для изготовлении систем для измерения давления окружающей среды.

Изобретение относится к системам мониторинга давления, а конкретнее к системам мониторинга давления с несколькими реле давления в общем корпусе. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей системы мониторинга давления.

Данное изобретение относится к способу определения давления в камере сгорания, в частности в камере двигателя внутреннего сгорания. Заявлен способ определения давления в камере сгорания, в частности в камере двигателя внутреннего сгорания, при этом в нем применяют устройство для определения давления в камере сгорания, которое содержит по меньшей мере один нагревательный стержень (5), по меньшей мере один измерительный элемент (4), по меньшей мере две пружинные мембраны (1, 2) и по меньшей мере один трубчатый корпус (6), при этом указанные пружинные мембраны (1, 2) установлены концентрически вокруг нагревательного стержня (5).

Изобретение относится к автоматическим устройствам регулирования давления газа и может быть использовано в энергетическом машиностроении. Редуктор давления газа содержит корпус, подпружиненный чувствительный элемент в виде мембраны с тарелью и дросселирующий клапан с седлом.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в средствах регистрации колебаний атмосферного давления, генерируемых естественными и искусственными источниками (например, химическими или ядерными взрывами).

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при производстве, диагностировании технического состояния и техническом обслуживании доильных аппаратов.

Изобретение относится к автоматическим устройствам регулирования давления газа и может быть использовано в энергетическом машиностроении. .

Редуктор // 2468347
Изобретение относится к устройствам пневмоавтоматики и может быть использовано в различных областях промышленности для понижения давления газа до заданной величины и автоматического поддержания заданного давления при криогенных температурах рабочей среды, в частности при испытаниях различных агрегатов "холодным" гелием.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к сигнализирующим манометрам, имеющим круговую или секторную шкалу и индукционные датчики граничных значений.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления тонкопленочных тензорезисторных датчиков давления. .

Описаны встраиваемые регуляторы давления. Представленный в качестве примера регулятор давления включает корпус, снабженный резьбой для подключения резьбовым соединением к порту другого регулятора давления. В корпусе имеется вход, канал и седловая поверхность. Кроме того, представленный вариант регулятора давления содержит поршневой механизм, оперативно связанный с клапанным затвором. Поршневой механизм выполнен с возможностью скользящего перемещения относительно корпуса для перемещения клапанного затвора по отношению к каналу и седловой поверхности для управления прохождением текучей среды между входом и другим регулятором. Кроме того, поршневой механизм создает герметичное соединение с поверхностью порта другого регулятора давления, сохраняя возможность скользящего перемещения в нем.

Изобретение относится к вакуумметрии и средствам измерения парциальных давлений газов и предназначено для контроля общего давления, плотности и химического состава газа в контролируемом объеме. Техническим результатом изобретения является расширение диапазона измеряемых параметров, повышение точности и информативности измерения. Анализатор общего давления, плотности и парциального давления паров воды в низком вакууме содержит пьезорезонансный датчик плотности газа, электронный блок измерения и индикации. Анализатор дополнительно содержит пьезорезонансный датчик общего давления газа, находящийся внутри герметичного, деформируемого сильфона, сорбционно-емкостный датчик паров воды, два датчика температуры, один из которых находится внутри сильфона, расположенные в едином корпусе. Анализатор также содержит электронный блок, обеспечивающий алгоритм дифференциального преобразования сигналов датчиков с учетом изменения общего давления и температуры газа. 2 ил.

Изобретение относится к области «физика материального взаимодействия». Способ определения механических параметров нарушенной материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия заключается в том, что фиксируют определяющий для исследуемой среды физический параметр внешнего воздействия - температуру Т(°С), плотность ρ (кг/см3), ускорение гравитационного притяжения (g, м/с2) и движения материального тела (α, м/с2), световое излучение, радиоактивность, электрическое и магнитное воздействие, устанавливают требуемый механический параметр материальной среды с учетом влияния физических определяющих параметров внешнего воздействия, определяют угол внутреннего трения и удельное сцепление cстр (кГ/см2) структурированной (природной) среды. Параметры угла внутреннего трения и удельного сцепления cн нарушенной среды определяют в фиксированных условиях внешнего воздействия, используя выражения а механические параметры материальной среды, используя фиксированные параметры и cн, и cстр в заданных условиях внешнего воздействия. Технический результат - возможность определения известных механических параметров нарушенной материальной среды через универсальные физические величины прочности: угол внутреннего трения и удельное сцепление, присущие всем материальным средам в структурированном и нарушенном состоянии.

Изобретение относится к устройствам пневмоавтоматики для космической техники и может быть использовано в различных областях промышленности для работы со сжатыми газами при необходимости понижения давления газа до заданной величины и автоматического поддержания этого давления в заданных пределах. Задачей технического решения является расширение возможностей регулятора давления, уменьшение габаритов, повышение эффективности работы. Регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным штуцерами и неподвижно установленным седлом, перекрываемым подпружиненным клапаном, чувствительный элемент, нагрузочную пружину, опирающуюся на тарель и размещенную в стакане, регулировочный винт, двуплечий рычаг, ось вращения которого закреплена в корпусе, отличающийся тем, что большое и малое плечи двуплечего рычага расположены по одну сторону от оси вращения, при этом шарик, размещенный в цилиндрическом углублении малого плеча двуплечего рычага, взаимодействует с чувствительным элементом в виде поршня, перемещающегося во втулке из антифрикционного материала, жестко закрепленной в корпусе, а на боковой поверхности чувствительного элемента выполнены канавки с установленными в них эластичными кольцами с фторопластовыми манжетами, при этом на большом плече двуплечего рычага шарнирно установлен шток, взаимодействующий с тарелью, на боковой поверхности которой выполнены проточки с установленными в них фторопластовыми кольцами, контактирующими с кольцевой проставкой из антифрикционного материала, неподвижно закрепленной между корпусом и стаканом. 3 ил.
Наверх