Преобразователь усилий

 

(Ä) 754049

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.04.78 (21) 2608710/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. К.

Е 21 В 45/00 (53) У Д К 622. 242:

: 621.317.7. 182. .22 (088.8) Опубликовано 07.08.80. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 15.08.80 но делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

А. П. Кузьминов, Ю. И. Сипунов, Г. М. Кузнецов и Б. А. Иванов

Гроэненское научно-производственное объединение

«Промавтоматика» (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ

ГосУдеРстеенный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к приборам для измерения веса бурового инструмента, а именно к преобразователям усилий в пропорциональный гидравлический сигнал датчика веса.

Известны измерители веса бурового инструмента устанавливаемые на «мертвом» конце талевого каната (1), которые содержат гидравлическую камеру, образованную корпусом и диафрагмой защемленной по контуру и контактирующей с подвижной опорой.

Недостатком устройства является то, что по мере увеличения давления в камере трансформатора, благодаря объемным деформациям упругих элементов, воспринимающих давление, подвижная тарелка перемещается, что приводит к изменению угла преломления каната и к нарушению линейной зависимости между натяжением каната и давлением в трансформаторе. Перекос и затирание между подвижной тарелкой и крышкой в трансформаторе приводит к значительным погрешностям измерения.

Малые диаметры роликов, преломляюших канат по разному устанавливаются на прядях преломляемого каната, в результате чего угол преломления каната при установке датчика на канат может значительно отличаться от угла преломления при снятии характеристики датчика в лабораторных условиях, что вносит погрешность измерения (до 15%), а из-за малой контактной площади происходит вдавливание роликов в канат, что вызывает изменение угла перегиба, и соответственно характеристики преобразователя веса.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик веса гидравлического типа фирмы «Мартин-Деккер» (2). Он имеет гидравлическую камеру давления, образованную парой противоположно расположенных пластинообразных элементов и гибкой диафрагмой между ними.

Устройство предусматривает преобразование растягивающих усилий в гидравлический сигнал. Оно содержит пару жестКНх звеньев, соединенных стяжными болта2в ми, через растяжные втулки с пластинообразными элементами.

Вокруг стяжных болтов и растяжных втулок имеются зазоры, достаточные для компенсации угловых или боковых смешений сое754049

3 диняемых деталей, что уменьшает трение и гистерезис при знакопеременных нагрузках.

Болтовые сочленения жестких звеньев с пластинообразными элементами выполнены по типу фланцевых соединений. Жесткие звенья имеют проушины для приложения измеряемых усилий.

При действии растягивающей нагрузки на проушины жестких звеньев они отклоняются от первоначального положения в противоположные стороны и через стяжные болты передают усилие, перемещающее встречiî но пластинообразные элементы.

Это смещение развивает в гидравлической камере давление, пропорциональное нагрузке.

Недостатки данного устройства следую- is щие.

Сочленение жестких звеньев с пластинообразными жесткими звеньями болтами по типу фланцевых соединений увеличивает габариты устройства, а относительно большое количество болтов (зависящее от их диаметра и величины нагрузки) создает определенные трудности при его сборке и разборке и снижает надежность устройства.

Целью настоящего изобретения является уменьшение габаритов и повышение надежности в работе.

Наличие двух гофр в диафрагме осуществляет центрирование поршня и штока, в результате чего между штоком и корпусом всегда имеется зазор, и трение между ними исключено.

Для разгрузки диафрагмы от растягиваюших сил под ней установлена металлическая упругая подложка, повторяющая ее конфигурацию. При приложении противоположно направленных сил к проушинам головки 5 и крышки 6 в кольцевой гидрокамере, образованной корпусом 1 и диафрагмой 2, возникает пропорциональное им давление, вызванное встречным движением кольцевого поршня 4 и корпуса I.

Гидравлическое давление, пропорциональное приложенным силам, через штуцер 7 по трубопроводу подается на вторичный прибор.

Предлагаемая конструкция уменьшает габариты преобразователя силы, упрощает

его сборку, повышает надежность в работе, обеспечивает экономию металла при его изготовлении, снижает трудоемкости и улучшает условия труда при эксплуатации.

Испытания подтвердили его высокую работоспособность, а также преимущества, отмеченные выше.

Предлагаемый преобразователь силы входит составной частью в систему автоматической подачи долота АСВ.

Указанная цель достигается тем, что чувствительный элемент выполнен в виде подвижного относительно корпуса штока с поршнем и связанный с корпусом кольцевой диаф- И рагмой, которая установлена над поршнем и жестко связана с ним.

На чертеже показана конструкция преобразователя усилий.

Преобразователь усилий состоит из корпуса 1 с установленной внутри него кольцевой диафрагмой 2, которая по периметру отверстия прижата к корпусу гайкой 3.

Внутри корпуса проходит шток кольцевого поршня 4, на котором навернута головка 5.

По наружному периметру диафрагма закреп- 4о лена крышкой 6. Для заполнения гидравлической камеры жидкостью в корпус ввернут штуцер 7. Для выпуска воздуха из гидравлической камеры имеется винт 8.

Поршень, своей кольцевой частью опирается на диафрагму 2, имеющей две гофры. 44

Формула изобретения

Преобразователь усилий, содержащий корпус и чувствительный элемент, образующий с корпусом гидравлическую камеру, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения габаритов, чувствительный элемент выполнен в виде подвижного относительно корпуса штока с поршнем и связанной с корпусом кольцевой диафрагмой, которая установлена над поршнем и жестко связана с ним.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иночкин П. Т., Прошкин В. Л. Спра; вочник бурового мастера. М., «Недра», 1968, с. 308 — 313.

2. Патент США № 3004558, кл. 92 — 101, опублик. 1961.

754049

Редактор Т. Авдейчик

Заказ 4873/28

Составитель Е. Садовников

Техред К.Шуфрич Корректор М. Демчнк

Тираж 626 Подписное

LlHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4