Многоточечный манометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик (»I705287 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.11.76 (21) 2423579/18 10 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (51)М. Кл.

С 01 L 7/06

3Ъеудлрствелньй квмлтвт

СССР

14 делам изобретении и етврытил (53) УДК 531.087.,.2(088.8) Опубликовано 25.12.79. Бюллетень J4 47

Дата опубликования описания 26.12.79 (72) Авторы изобретения

Т. Т. Бубнов и Ю. М. Воробьев (71) Заявитель (54) МНОГОТОЧЕЧНЫЙ МАНОМЕТР

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при аэродинамических испытаниях лопаточных машин, а также в системах автоматизации процесса измерений давлений с применением

ЭВМ.

Известны наборы манометров дпя многоточечных измерений давления в газовых потоках flJ. В такой набор обычно входят несколько деформационных манометров соответствующих диапазонов, установленных на приборном щите. Размеры щитов определялись количеством и размером манометров и достигали иногда несколько квадратных метров. ,:Недостатками указанных наборов манометров являются громоздкость и неудобство в обслуживании. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многоточечный электромеханический манометр, содержащий корпус, соединенные каналаI ми с приемниками полного давления сильфоны и устройство дпя регистрации перемещений сильфонов (2).

Недостатком указанного манометра является необходимость вычисления средних значений давлений скоростного напора, для чего в заданном сечении неравномерного потока производят измерение полных давлений в отдельных точках, расположенных как по окружности, так и по радиусу сечения с помощью приемников полного давления и манометров, а затем производят вычисление среднего значения. Например, дпя получения среднего давления скоростного напора

1 в одном сечении компрессора лопаточной машины необходимо устанавливать до

10 приемников полного давления и соответственно использовать столько же манометров. Для получения 10 осредненных параметров по сечениям всей лопаточной машины необходимо иметь 100 манометров для визуального контроля и такое же количество специальных дат70528

3 чиков, если инфорМацию необходимо внести автоматически в ЭВМ, Однако, в этом случае погрешность определения среднего значения макет достичь величины, равной сумме погрешностей. каждо- 5 го измерительного канала.

Иелью изобретения является повыше-ние точности измерений среднего давления и обеспечейие возможности ав- томатического определения среднего дав10 ления скоростного напора в потоке газа с переменным градиентом давлений по сечению.

Это достигается тем, что в предла-!

l5 гаемый многоточечный манометр, содержащий корпус, сильфоны, соединенные каналами с приемниками полного давления, и устройство для регистрации перемещений сильфонов, введены свяэан20 ные с устройством для регистрации перемещений и соединенные последовательно цилиндрические винтовые пружинй с фланцами, íà которых установлены объединенные в группы и размещенные по окружности сильфоны, причем внутренние полости диаметрально расположенных . сильфонов соединены между собой и с одним из приемников полного давления.

На фиг. 1 изображена схема многоточечного манометра; на фиг. 2 - развертка пружинного узла манометра.

Прибор содержит чувствительные элементы групп сильфонов 1 и 2, размещен ных соответственно по окружности в четНоМ количестве на двух последовательно и жестко связанных цружйнах 3. Группы сильфонов закреплены на фланцах 4, выполненных эа одно целое с пружинами 3.

Пружины содержат ряд параллельных, 40 упругих витков, образованных путем на резания многозаходных винтовых пазов

" на двух цилиндрических поверхностях, . расположенных между тремя фланцами.

Штуцер 5, расположенный на неподвиж- 45 ном фланце 4 верхней пружины 3, слу-. жит для соединения сильфона йервой групйй с йри!емником полного напора, установленного в проточном тракте турбомашины. Диаметрально противоположный сильфон по отношению к сильфону, связанному с штуцером 5; соединен с ним каналом 6.

Аналогично, штуцер 7 и эластичная трубка 8 служат для соединения сильфо-. на второй группы и диаметрально проти-, воположного ему сильфона через канал

9 с другим приемником полного давления (7 4 турбомашины. Количество парных сильфонов в первой группе с штуцерами 5 и количество парных сильфонов во второй группе с штуцерами 7 равны между собой, а сумма их равна количеству приемников полного давления, установленных,в измеряемом сечении тракта турбомашины.

На нижнем подвижном фланце 4 установлен дифференциально-трансформаторный датчик положения 10 с сердечником

11 с возвратной пружиной 12, которая обеспечивает контакт сердечника 1 1 с микрометрическим винтом - подвижным упором 13 сердечника 11.

Микрометрический винт 13 соединен скользящей муфтой 14 с сельсином 15, соединенным синхронной передачей с сельсином 16, указательной стрелкой

17 и через передачу 18 - с потенциометром дистанционной передачи 19.

Датчик положения 10 связан с электронййм усилителем 20 и исполнительным

"двигателем 21 который соединен с сельсином 1 5, Работа прибора осуществляется следующим образом. При подключении прибора через штуцера 5 и 7 к приемни1 ам полного давления, установленным в сечении тракта турбомашины, в сильфонах первой и второй группы создают,ся давлейия.

В полость сильфонов первой группы подаются полные давления Pl, P ... Р ц, а в полость сильфонов второй группыполные давления Р1, Р ... Р(1

В этом случае пружины 3 деформиру(тся пропорционально суммарной силе, Которую создает каждая группа сильфонов под действием давления. При этом сила, создаваемая первой группой сильфонов, восйринимается верхней пружиной, и она равна:

+ Р2+ + p„) 2Fn| где г - эффективная площадь одного сильфона, yl — число замеряемых давлений сильфонами первой группы.

Аналогично, сила, создаваемая второй группой сильфонов, воспринимается нижней пружиной, которая равна: 4 = (Р.1+ Р + Р. : ... Р,, 2 Р а

Под действием силы Ь1 верхняя пружина переместится на величину л4, В этом случае средний фланец пружины совместно с сильфонами второй группы

ПЕРеМЕСтнтСЯ таКжЕ На ВЕЛИЧИНУ й1 .

705287

40

Под действием давления в сильфонах второй группы нижний фланец пружины переместится относительно среднего фланца на величину by в сторону от точки опоры, т.е. от верхнего неподвижного

Фланца. Тогда свободный конеп пружин, связанный с датчиком положения 10, будет иметь перемещение, равное сумме частных перемещений, т.е.

С 1 Й

Это перемещение передается диффе ренциально-трансформаторному датчику положения 10, который смещается относительнь сердечника 11. В этом слу15 чае в обмотках датчика возникает сигнал рассогласования, который поступает. на вход электронного усилителя 20 и далее на исполнительный мотор 21, который приводит в движение сельсии 16, 20 указательную стрелку 17, потенциометр дистанционной передачи 19, синхронную передачу сельсина 1 5, микрометрический винт 13, сердечник 11 до установ-. ления равновесия на входе усилителя 20.

Таким образом, угол поворота микрометрического винта 13, стрелки 17 и нотенциометра 19 пропорционален суммарному перемещению упругого узла манометра. 30

Поскольку градуировка манометра должна производиться при подаче одинаково- . го контрольного давления во все измерительные точки манометра, то может быть установлена однозначная зависимость между средним давлением и суммарным перемещением измерительной системы.

Применение одного многоточечного манометра для измерения среднего ПаЬдения по одному сечению тракта турбомашины непосредственно в десяти точках позволяет исключить использование де6 сяти обычных манометров для визуального контроля и десяти специальных датчиков для автоматического ввода данных в ЭВМ, так как данный манометр обеспечивает непосредственный отсчет показаний и выдачу необходимого сигнала для ЭВМ. Учитывая, что турбомашины имеют порядка десяти ступеней и около ста приемников полного давления, то для измерения средних значений полных давлений по сечениям этих ступеней потребует десять таких приборов вместо 100 обычных манометров и 100 специальных датчиков давления.

Формула изобретения

Многоточечный манометр, содержащий корпус, сильфоны, соединенные каналами с приемниками полного давления, и устройство для регистрации перемещений сильфонов, отл ича ющи йс я . тем, что, с целью повышения точности измерения среднего давления, в него введены связанные с устройством для регистрации перемещений и соединенные последовательно цилиндрические винтовые пружины с фланцами, на которых установлены объединенные s группы и размещенные по окружности сильфоны, причем внутренние полости диаметрально расположенных сильфонов соединены между собой и с одним из приемников полного давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Горлин С. М. и др. Аэромеханические измерения. М., «Наука, 1964, с. 371р

2. Петунин А. Н. Измерение параметров газового потока. М „ Машиностроение", 1974, с, 97-100 (прототип).