Устройство для измерения сил поверхностного трения рабочей среды

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.11.79 (21) 2839540/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з (.) О I N 3/56

Государственный камнтет

СССР

Опубликовано 15.08.81. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 17.08.8!!

53) УДК 620.178 (088.8) ло делам изобретений к открытий (72) Авторы из()бpe! си и и

Е. Д. Барбашов, Б. Ф. Гликман и П. П. Чел (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ

ПОВЕРХНОСТНОГО ТРЕНИЯ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования гидравлического сопротивления при движении жидкости и газа по трубопроводу в нестационарных условиях, т. е. при переходных процессах или при наличии колебаний давления и расхода.

Известно устройство для измерения сил поверхностного трения рабочей среды, содержащее цилиндрический корпус с соосными патрубками для подвода н отвода рабочей среды, коаксиально корпусу размещенный в нем чувствительный элемент, выполненный в виде тонкостенного цилиндра, и индуктивный датчик перемещения чувствительного элемента CI(.

Недостатком данного устройства является невозможность его использования в ус.)овиях нестационарных расходов и давлений в рабочем канале. Наличие высокого давления и пульсаций давления в корпусе устройства приводят к деформации корпуса и пере-. мещению вместе с ним чувствительного элемента, что вносит дополнительную погрешность в изморе)шя. При этом погрешности изм<рения тем больше, чем больше пульсации даи.ниии или уровень давления.

Цель изобретения — повышение точности измерения в условиях нестационарного течения рабочей среды.

Цель достигается тем, что устройство снабжено сейсмическим узлом, установленным коаксиально корпусу, охватывающим чувствительный элемент и соединенным с ними упругими подвесками, неподвижная часть датчика закреплена на сейсмическом узле, а подвижная связана с чувствительным элементом.

При этом сейсмический узел выполнен в виде полого цилиндра с крышками по обоим его торцам и с патрубками соосными с патрубками корпуса.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для измерения сил поверхностного трения содержит корпус I, сейсмический узел 2, чувствительный элемент 3, выполненный в виде тонкостенного цилиндра и индуктивный датчик (неподвижная часть индуктивного датчика 4 перемещения). При этом чувствительный элемент 3 и индуктивный датчик 4 установлены на сейсмическом узле 2, который состоит из корпуса 5, вы. полненного, например, в виде полого цн855436

Формула изобретения

3 линдра и двух патрубков 6 и 7, жестко связанных с крышками 8 и 9. Патрубки б и 7 расположены по обе стороны от чувствительного элемента 3 и установлены соосно патрубкам 10 и 11 для подвода и отвода жидкости, имеющимся в корпусе 1, и чувствительному элементу 3. ,Кромки чувствительного элемента 3 и патрубков 6 н 7 сейсмического узла установлены заподлицо с внутренней поверхностью отверстий патрубков 10 и 11 для подвода и отвода жидкости в корпусе устройства. Индуктивный датчик 4 соединен с чувствительным элементом 3 тягой 12 (подвижной частью датчика 4) . Сейсмический узел 2 прикреплен к корпусу 1 устройства посредством упругих подвесок 13. Чувствительный элемент 3 прикреплен к корпусу 5 с помощью упругих элементов 14.

Устройство работает следующим образом

При течении рабочей среды (жидкости газа) на чувствительный элемент 3 действует сила трения, под действием этой силы деформиру1отся упругие элементы 14 и чувствительный элемент 3, перемещается, его перемещение с помощью тяги 12 передаются датчику 4 перемещения, сигнал с которого после усиления подается на регистрирующую аппаратуру (на чертеже не показана).

При наличии в системе осевых вибраций или колебаний давления могут происходить перемещения, деформации корпуса устройства. Однако это мало сказывается на положении сейсмического узла, который через упругие подвески 13 связан с корпусом и имеет собствениу1о частоту более чем на порядок ниже частоты вибрации и частоты колебаний давления в корпусе. А так как чувствительный элемент 3 и индуктивный . датчик 4 перемещения установлены на сейсмическом узле 2, то вибрационные колебания и деформации корпуса устройства незначительно сказываются на результатах измере,ний. Для проверки принципиальных положений, положенных в основу конструкции, изготовлен макет устройства для измерения касательного напряжения на стенке трубы.

Введение в конструкцию устройства сейсмического узла. в котором кроме, опоры имеются патрубки, позволяет при наличии деформаций корпуса устройства и его виброускорениях сохранять неизменными зазоры, с которыми установлен чувствительный элемент.

Масса сейсмического узла m< берется больше массы чувствительного элемента m не менее чем на один порядок (гп !О тэ), а жесткость его упругих подвесок подбирается так, что частота собственных колеs баний сейсмического узла ниже частоты исследуемого процесса и собственной частоты колебаний измерительного узла более чем на порядок, при этом зазор между корпусом и участками трубопровода сейсми!

О ческого узла остается на всех режимах работы больше нуля.

Таким образом, в устройстве отсутствует жесткая силовая связь измерительного узда с корпусом прибора и поэтому влияние деформаций корпуса и вибраций на измерения существенно снижается и при соответствующем подборе массы сейсмического узла и жесткости его упругих подвесок может стать пренебрежимо малым.

1. Устройство для измерения сил по- верхностного трения рабочей среды, содер>кащее цилиндрический корпус с соосными патрубками для подвода и отвода рабочей среды, коаксиально корпусу размещенный в нем чувствительный элемент, выполненный в виде тонкостенного цилиндра, и индуктивный датчик перемещения чувствительного зо элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях нестационарного течения рабочей среды, оно снабжено сейсмическим узлом, ус гановленным коаксиально корпусу, охватывающим чувствительный элемент и соединенным с ними упругими подвесками, неподвижная часть датчика закреплена на сейсмическом узле, а подвижная — связана с чувствительным элементом.

4О 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сейсмический узел выполнен в виде полого цилиндра с крышками по обоим его торцам и с патрубками, соосными с патрубками корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР №257140, кл. G 01 N 1/08, 1972 (прототип).

855436 и 4 у 8 .Составитель А. Швыркоаа

Редактор Е. дорошенко Техред А. Бойкас Корректор Н. Шаыдкаи

Заказ 6893 68 Тяраж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ао делам изобретений н открытий

1 I 3035, Москва, Ж вЂ” 36, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4