Датчик давления

 

ии 617693

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.12.76 (21) 2436306/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.78. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 27.07.78 (51) М. КЛ.2 б 01L

9/04

G 011

7/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787.3 (088.8) (72) Авторы изобретения В. Я. Базовой, С. В. Проценко, А. А. Нодельман и И. П. Саенко (71) Заявители Ворошиловградский сельскохозяйственный институт и Ворошиловградское наладочное управление Треста.

«Ворошиловградуглеавтоматика» (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для регистрации резких перепадов давления в газовых и жидкостных химически активных и агрессивных средах в условиях низких, нормальных и высоких температур.

Известны датчики давления, содержащие корпус, элемент, воспринимающий давление, выполненный в виде поршня, кинематически связанного через сферическую опору с подпружиненным передаточным стержнем,(1).

Известны также тензометрические преобразователи с упругим элементом, выполненным в виде плоской пружины постоянного сечения, свободно лежащей на призматических опорах,(2).

Известные датчики давления имеют ограниченную область применения и обладают недостаточно высокими метрологическими качествами.

Цель изобретения — расширение диапа.зона измерения датчика путем использования сменных упругих элементов преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что

-предлагаемый датчик снабжен травсрсой, несущей регулировочный винт с калиброванной пружиной и две направляющие с верхними призмами, а также камерами охлаждения и смазки, размещенными соответственно в местах расположения поршня и сферической опоры.

На фиг. 1 схематически показан предлагаемый датчик в разрезе; на фиг. 2 — узел крепления пружины и упругого элемента с передаточным стержнем.

В корпусе 1 датчика расположены каме10 ры 2 и 3 смазки и охлаждения соответственно со штуцерами 4 и 5 для подвода и отвода охлаждающей жидкости. В нижнюю часть корпуса запрессована гильза б, сопряженная с поршнем 7, имеющим в своей

15 верхней части сферическое гнездо. Полость гильзы б сообщается с исследуемой средой.

Концентричное расположение поршня 7 и гильзы 6 поддерживается сферическойопо рой, которая включает шаровой наконечник передаточного стержня 8, сухарь 9 со сферическим гнездом, верхнюю часть штока со сферическим гнездом, прокладку 10 и соединительные болты (показаны условно). Сопряженные поверхности шарового наконечника стержня 8, сухаря 9 и гнезда поршня 7 смазываются маслами, заполняющими камеру 2. Для обеспечения герметичности камеры смазки в верхней части корпуса 1 установлены цилиидричес30 кая гайка 11 и уплотиительное кольцо 12, 617693

В корпусе гайки 11 предусмотрено центральное отверстие, в которое входит стержень 8, уплотненный сальником 13. Сопряженные рабочие поверхности отверстия гайки 11 и стержня 8 смазываются в процессе работы датчика. На корпус 1 датчика навинчена крышка 14, имеющая сквозные смотровые окна.

Сменный упругий тензоэлемент представляет собой симметричную балку 15 прямоугольного сечения, изготовленную из пружинной стали и имеющую расположенные строго по центру соосные крепежные отверстия, выполненные в виде двух точных конусных углублений. Концы балки 15 оперты на нижние призмы корпуса 1 и защемлены верхними призмами подвижной траверсы 16 с возможностью их свободного продольного перемещения при прогибе упругого элемента. Зазор между призмами в за висимости от толщины тензобалки регулируется с помощью винта 17 и двух гаек

18, позволяющих зафиксировать положение траверсы 16. Соединение тензобалки

15 с верхним концом стержня 8 осуществлено посредством конуса 19 и болта 20 с шайбой 21.

Между конусом 19 и головкой винта 17 установлена калиброванная цилиндрическая пружина 22, нижний конец которой жестко соединен с конусом 19, а верхний поддерживается при помощи направляющей винтовой канавки, выполненной в головке винта 17. На рабочие поверхности тензобалки 15 сверху и снизу наклеиваются тензорезисторы 23, соединенные в мостовую электрическую схему с выходом через усилитель на регистрирующее устройство. Для компенсации возможных погрешностей измерений, возникающих при нагреве тензобалки в процессе работы датчика, предусмотрены пластина 24 с тензорезистором 25.

Датчик работает следующим образом.

При возрастании давления газа или жидкости поршень 7 перемещается вверх, увлекая за собой стержень 8, взаимодействующий с тензобалкой 15. При отрицательном давлении поршень опускается, прогибая тензобалку 15 и растягивая пружину 22.

Концы тензобалки 15 при этом свободно перемещаются в опорно-направляющих призмах корпуса 1 и траверсы 16. При деформации тензобалки 15 тензорезисторы 23 выдают электрический сигнал, поступающий через усилитель на регистрирующее устройство. Регулировка зазора между верхними и нижними призмами при установке сменной тензобалки в рабочее положение осуществляется посредством винта

17 и двух гаек 18 путем подъема или опускания траверсы 16 и контролируется через смотровые окна крышки 14, а регулировка предварительного подпора пружины 22— поворотом винта 17 относительно крышки

14, Пружина 22 при этом позволяет значительно компенсировать неточности зазора между призмами.

Жидкая смазка способствует лучшему охлаждению рабочих поверхностей поршня

7 и гильзы 6, предохраняя их одновременно от воздействия химически агрессивных жидкостей или газов. При работе датчика в условиях высоких температур охлаждение стенок гильзы 6 осуществляется холодной водой, циркулирующей по камере

3 охлаждения через штуцеры 4 и 5. В условиях низких температур в камеру 3 подается горячая вода или подогретый воздух.

Это обеспечивает нормальное функционирование прибора в любых условиях и расширяет возможности его использования.

Предложенный прибор, как показали результаты его лабораторных испытаний, надежен в работе, прост в обслуживании, компактен, обладает достаточно высокими метрологическими свойствами и универсальностью применения.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий корпус, поршень, воспринимающий давление, кинематически связанный через сферическую опору с подпружиненным передаточным стержнем, и тензометрический преобразователь с упругим элементом, выполненным в виде плоской пружины постоянного сечения, свободно лежащей на призматических опорах, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения путем использования сменных упругих элементов преобразователя, он снабжен траверсой, несущей регулировочный винт с калиброванной пружиной и две направляющие с верхними призмами, а также камерами охлаждения и смазки, размещенными соответственно в местах расположения поршня и сферической опоры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии № 49 †229, кл.

G 011 9/16, 1974.

2. Патент Англии № 1181065, кл. G 01N, 1970.

617693

22

Фиг.2

Заказ 1452/12 Изд. № 564 Тираж 1122

НПО Государственного комитета Совета Министров CCCP по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г. Виноградова

Редактор Т. Рыбалова Техред Н. Рыбкина Корректор И. Позняковская