Пневмосъемное устройство для координатного измерителя параметров за рабочим колесом турбины

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)748253 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 150578 (21) 2617080/18-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано 15.07.80, Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания "50780 (51)М. Кл.

G 01 L 9/00

Государственный комитет

СССР по аелам изобретений н открытий (53) УДК 621. 438. .001.42(033.8) (72) Автор изобретения

И.Н. Письмин

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54), ПНЕВМОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ КООРДИНАТНОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ ПАРАМЕТРОВ

ЗА РАБОЧИМ КОЛЕСОМ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к измерению давления в упругих средах и может быть использовано при исследованиях в турбомашинах обтекания рабочих лопаток в относительном движении (во вращении), а также лопаток направляющих решеток в абсолютном движении и при исследовании аэродинамики в различных устройствах.

Пневмосъемным устоойством измеряются давление полного торможения и статическое давление.

Известны пневмосъемные устройства, содержащие распределительные короба, соединенные к соответствующим 15 измерителям давления. Каждая коробка состоит из двух основных частей, вращающейся вместе с валом исследуемого объекта и внешней — неподвижной. давление через вращающуюся часть20 коробки передается в кольцевую камеру и далее на манометр. Уплотнение кольцевой камеры осуществляется с помощью масляных затворов, сальников или ртутных лабиринтовых уплотнений 11) .

Недостатками этих устройств являются: сложность конструкции; существенный нагрев элементов уплотнений, .требующих их принудительного гидрав- 30 лического охлаждения; возможность утечки измеряемого давления и ограниченный диапазон величины передаваемого давления. Все это ограничивает диапазон рабочих оборотов вращения пневмосъемного устройства и снижает точность измерений. Бесконтактную передачу информации (постоянной составляющеи давления) с вращающегося объекта возможно осуществить и с помощью использования линейного дифференциального трансформатора (ЛТД). В ЛТД используется эффект изменения магнитной связи.

Давление, измеренное преобразователем, расположенным на вращающемся объекте, преобразуется в изменение положения ферромагнитного сердечника (прикрепленного к торцу гибкого элемента-сильфона) относительно левращающейся приемной дифференциальной магнитной системы, расположенной коаксиально с радиальным зазором по отношению к сердечнику.

Известно также пневмосъемное устройство для координатного измерителя параметров за рабочим колесом турбины, содержащее дифференциальный трансформатор с гильзой и стержневым сердечником и мембрану, опираю748153 щуюся с обеих сторон на винтовые пружины 2 .

Однако н подшипниках скольжения, поддерживающих стержень с сердечником в коаксиальном положении с постоянным радиальным зазором относительно бмоток ЛДТ при осевых перемещениях оследнего (при измерениях в абсолютном и относительном движениях), создается некоторое трение переменное по величине и но времени. Это явление вносит погрешность особенно при измерениях относительно малых величин давления. Применение сильфона в ниде чувствительного гибкого и разделитель ного по полостям элемента, воспринимающего давление, приводит к несколько увеличенному порогу чунстнительнос ти (уровню нечувствительности). A цилиндрические пружины, опирающие riagвчжный торец сильфона (к которому

* прикреплен сердечник), имеют жесткость, равную и большую чем жесткость сильфона,чтобы обеспечить линей ность характеристики в диапазоне измеряемого уровня давлений. Применение определенных типов сильфонов с соответствующими геометрическими размерами иногда приводит к усложнению конструкции устройства и увеличению его размеров.

Целью изобретения являются повышение точности измерения и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что с обеих сторон мембраны дополнительно установлены упругие элементы, причем в устройство дополнительно введена упругая опора, на которой закреплен один из концон стержня сердечника, другой конец которого имеет контакт с одним из упругих элементов.

На фиг. 1 представлено пненмосъемное устройство; на фкг. 2 упругий элемент.

В корпусе 1 устройства (фиг. 1) расположены ходовой и измерительный узлы. Ходовой узел устройства состав. ляют обойма 2, полый валик 3, по оси в котором размещена подводящая пневмотрубка 4, припаянная к его торцу, подшипники 5 качения, крышки б, втулка 7 распорная, наконечник 8, и цилиндрическая винтовая пружина 9, отжимающая ротор устройст ва в крайнее правое положение (согла сно чертежу) и ликвидирующая осевые эфты в подшипниках качения. Измерительный узел составляют гильза 10 фланцевая, резиновая мембрана 11, стержневой сердечник 12, упругие элементы 13 и 14, упругая опора 15 стержня, цилиндрические винтовые пружины 16 и 17, переходное кольцо

18, втулка 19, золотник 20 и диффе-ренциальный трансформатор (ДТ) 21, состоящий из экрана 22, кольца 23, экрана 24 гайки, гайки 25 стопорной и винта 26. Между упругими элемектамк 13 и 14 установлены прокладки 27.

Упругие элементы 13 к 14 (фиг. 2) представляют собой фланец 28, упругую подвижную часть 29, на которых расположены выступы 30. Мембрана 11 к охнатынающие ее упругие элементы

13, 14 с помощью двух прокладок 27 зажкмаются герметично фланцами валика 3 и гильзы 10. Стержень с распоО ложенным на нем сердечником 12 опирается на ныступ упругого элемента 13 к упругую опору 15 Пружиной 16 обеспечивается постоянный прижим сердечника 12 к упругому элементу 13 и соответственно к мембране 11. Аналогичное действие обеспечивается к пружкной 17. С помощью золотника 20 создается необходимое давление н герметичной полости "золотник-мембрана" для разгрузки мембраны по давлению при

2О измерениях. С помощью гайки 24 имеется воэможность перемещать вдоль оси экран 22 относительно стержневого сердечника 12. С помощью гайки 25 фккскруется положение (вдоль оси)

-r экрана 22 н сборе с обмотками ДТ.

ХJ

Бинт 26 обеспечивает возможность линейного перемещения экрана 22 с трансформатором 21 вдоль оси устройства (без пронорачинания). Упругие элемен® ты 13 и 14 представляют собой цельную металлическую конструкцию,. имеющую фланец 28, упругую подвкжнук часть 29 с гибкими элементами, на которых расположены выступи. На выступы одного из упругих элементов (фкг. 2) опирается стержневой сердечник 12, а на выступы второго упругого элемента монтируется переходное кольцо 18, служащее опорой пружины

17. Упругая опора 15 конструктивно

4О аналогична упругим элементам 13 и

14.B опоре 15 выполняется два подвижных гибких элемента, расположенных диаметрально, а по оси — отверстие под монтаж и пайку сердечника 12.

Упругая опора 15 к упругий элемент

13, на которые опирается стержневой серде нкк 2 представляют собой конструкции с максимальной жесткостью в радиальном и минимальной жесткостью в осевом направлениях.

Измеряемое давление подается через пневмотрубку 4, расположенную в валике 3, в полость, образованную мембраной 11. В результате приложенного давления, мембрана 11, охваченная упругими элементами 13 к 14, прогибается вдоль оси, перемещая закрепленный на своем торце стержневой сердечник 12, а дифференциальный трансформатор 21 преобразует переме@ щение стержневого сердечника 12 в электрический сигнал. Преобразование давления (перемещенке стержневого сердечника 12 вдоль оси) н электрический сигнал к его повторяемость во времени с высокой точностью обеспечи748153

Формула изобретения

Ю A 4 Л

И /У 222k Я Ф5 ЛГ и /8 IP 6

9УГ 2 ваются охватывающими мембрану упругими элементами 13 и 14, упругой опорой 15 и винтовыми пружинами 16 и 17. Линейность деформации мембраны и постоянство ее эффективной площади в необходимом диапазоне величин прогибов, а также и необходимая чувствительность обеспечиваются охватывающими мембрану упругими эле " ментами. Упругая подвеска (опора) стержневого сердечника .12, элементами

13 и 14 обеспечивает перемещение сердечника вдоль оси (при измерениях) без какого-либо трения. Мембрана 11, разгруженная по давлению, в данном случае является разделителем двух полостей с переменными объемамив

Преимущество пневмосъемного устройства заключается в том, что передача давления с вращающегося исследуемого элемента с помощью его ДТ и измерения с высокой точностью не требует источника питания, расположенного на валу или дополнительного токосъемного устройства. Питание системы осуществляется через одну из обмоток невращающейся магнитной системы.

Пневмосъемное устройство для ко ординатного измерителя параметров за рабочим колесом турбины, содержащее дифференциальный трансформатор с гильзой и стержневым сердечником, и мембрану, опирающуюся с обеих сторон на винтовые пружины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения.и упрощения конструкции, с обеих сторон мембраны дополнительно установлены упругие элементы, причем, в устройство дополнительно введена упругая опора, на которой закреплен один из концов стержня сердечника, другой конец которого имеет контакт с одним из упругих элементов.

2О Источники информации, ;принятые во внимание flpH экспертизе

1. Повх И.Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении. М., "Машиностроение" 1974, с. 251-261.

Я5

2. Авторское свидетельство СССР

9 552581, кл. С 01 L 9/00, 1977.

ПНИИПИ Заказ 4350/9

Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, г Гжгород, ул, Проектная,4