Устройство для измерения отношения давлений газа

 

О П И А Н И Е ((() 603863

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Соеетскии

Сощиалистичеава

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТЦУ (6l} Дополнительное к авт, свид-ву, (22} Заявлено 23.12.76 (2)}2432082/181 с присоединением заявки № (23) Приоритет2 (51) М. Кл.

C 01 1З/00

Гаоудвротвеиный иомитет

Совета Министров СССР во делам изобретений и открмтий (43) Опубликовано 25.04.78. Бюллетень ¹lS (53) УДК 631.787 (088.8) (45) Дата опубликования описания 03,09 73 (72) Автор изобретения

Н, Ф, Рогачев (71} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ QABJIEHHA

ГАЗА

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в различных областях, где необходимо контролировать отношение давлений газа, например при испытании газотурбинных двигателей.

Известны устройства для измерения отношения давлений, содержащие упрут ие элементы, воспринимающие сравниваемые давления, и механизмы сравнения, которые включают в себя кинематические пары и )О электрические устройства 1 . Такие . устройства имеют сложные конструктивные схемы и в ряде случаев не могут обеспечить необходимую точность измерения, например, иэ-ва тренйя в шарнирах кинемати- 15 ческих пар, нестабильности упругих свойств элементов, воспринимающих давление, ошибок и передаточных отношениях механизмов ср рнения и т.д.

Наиболее близким по технической суш- 20 носги и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерения отношения давлений, содержащее корпус, разделенный чувствительным элементом, выполненным в виде поршня, на две проточные 25

2 полости, трубопроводы для подвода к полостям сравниваемых давлений и регистратор (2, В этом устройстве под действием раз-. ности давлений в полостях поршень может перемешаться в цилиндре до тех пор, пока силы, действующие па него с обеих сгорон, не сравняются, Отношение измеряемых давлений определяется по положению поршня в цилиндре.

Однако это устройство не может обеспечить высокой точности измерения иэ-еа трения между поршнем и цилиндром в случае уплотненного поршня или иэ-за трения и перетечек газа из полости в полость через зазоры между поршнем и стенками цилиндра в случае неуплотненного поршня.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Укаэазанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения отношения давлений введены два сопла с критическим истечением,. установленные в трубопроводах для подвода сравниваемых давлений, а чувствительный элемент выполнен в виде двухплечего рычага с лопастями, установленны«

603863

1. Авторское свидетельство % 435468, кл. С 01 l„13102, 1972.

2. Авторское свидетельство № 114700, кл. С 01 Ь 13/02) 1957, ми яротив соотв тствуюших сопел, причем рычаг связан. с регистратором.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез

АА на фиг. 1» 5

Корпус устройства разделен на две проточные полости 1 и 2, к которым с помощью трубопроводов 3 и 4 подводятся сравниваемые давления. На выходе трубопроводов имеются сопла 5 и 6 с критическим истечением. Между проточными камерами расположен чувствительный элемент, выполненный в виде двухплечего рычага 7 с лопастями 8, имеющего ось вращения 9 и уравновешенного относительно этой оси.. Для 15 определения положения рычага применено оптические отсчетные устройство, состоящее из источника света 10, конденсора 11, шелевой диафрагмы 12, объектива 13, зеркала 14, укрепленного на оси рычага 9, и 20 экрана 15.

Устройство для измерения отношения давлений работает следующим образом.

Газ вытекает из сопел 5 и 6 в виде затопленных струй, характеризующихся следую- 5 шими свойствами; контуры струй расширяются при удалении от среза сопла; количество движения в каждом поперечном сечении остается постоянным, а следовательно, ко-личес"гво движения, приходящееся на единицу плошади поперечного сечения струи, уменьшается при удалении сечения от среза сопла. Количество движения в каждом поперечном сечении пропорционально давлению .газа перед соплом. Вытекающие из сопел струи

35 газа воздействуют на лопасти 8рычага 7,,создавая вращение моментов, действующих навстречу друг другу, Величины вращающих моментов пропорциональны давлениям газа перед соплами 4 обратно пропорциональны

40 расстоянию лопастей от среза сопел. Под действием вращающих моментов рычаг будет двигаться до тех пор, пока не наступит положение равновесия (моменты, противодействующие друг другу равны).

Если при равновесии рычага давление, например, перед соплом 6 уменьшилось, то .уменьшится количество движения, передаваемое струей лопасти рычага полости 2. ПоложенИЬ равновесия нарушается. и рычаг на50 чинает перемещаться по часовой стрелке, При атом уменьшается воздействие струи газа на лопасть рычага в полости l иэ-<за удаления лопасти от среза сопла 5 и, наоборот, увеличивается воздействие струи на лопасть рычага в полости 2 из-ва ее приближения к срезу сопла 6. Овижение рычага . прекращается, когда наступает новое положе ние равновесия. При атом рычаг 7 поворачивается от начального положения на некоторый угол, пропорциональный изменению давления перед соплами, фиксируемый по перемещению на экране 15 светового луча, отраженного от зеркала 14, укрепленного на оси вращения оычага.

Устройство при достаточно простой конструкции и.высокой ее надежности имеет в

2-3 раза меньшую по сравнению с прототипом составляющую погрешности, обусловленную силами трения, а следовательно, и суммарную погрешность измерения, Повышение точности измерения отношения давлений может дать значительный экономический эффект, например, при применении устройства для регулировки газотурбинных двигателей.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения давлений газа, содержащее корпус, разде-ленный на две проточных полости с трубопроводами для подвода сравниваемых давлений, чувствительный элемент и,регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены сопла с критическим истечением, уста» новленные в трубопроводах для подвода сравниваемых давлений, а чувствительный алемент выполнен в виде двухплечего рычага с лопастями, установленными против соответствующих сопел, причем рычаг связан с регистратором, Источники информации, принятые во вни» мание при акспертизе:

6038637 У фиг Р

Составитель И, Петрашеиь

Редактор Г, Иванова Техред:: М. Борисова, Корректор Е, flamr . Заказ .2059/34 Тираж 1112 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Миижтров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж38, Рабская иаб., д, 4/5

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проекгиая", 4