Измеритель пульсирующего давления

 

Г. KpaBeq

j =зим а . а,а е !1 с (?,с...

Знамени

Г. M. Тимошенко, Л, Бе Сосновский, В. С. Коломиец, В. М. Оверко, П. и Г. И, Симченко (72) Авторы изобретения

Донецкий ордена Трудового Красного политехнический институт (7l ) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к горному ма>шиностроениюс и может найти применение для измерения давления на выходе гидроимпульсных горных машин и других источников пульсирующего давления.

Известно предохранительное устройство для манометра, содержащее камеру разделенную мембранной перегородкой на две части, одна из которых сообщена с манометром, а другая — с источником измеряемого давления,, Первая часть камеры разделена на два блока, соединенных между собой дроссельным отверстием и перекрываемых вспомогательным каналом. Полости обоих блоков заполнены глицерином, маслом или другой какой-либо жидкостью. Измеряемое давление через мембрану передается жидкости в нижнем блоке, которая1пе" ретекая через дроссельное отверстие в верхний, повышает в нем давление, которое и фиксируется манометром $1J, Недостатком данного устройства является свободный переток жидкости через дроссельное отверстие в прямом и обратном направлениях, что при вы- . сокочастотных колебаниях давления измеряемой среды не позволяет устранить скачкообразное перемещение стрелки манометра и фиксировать максималь.ное значение давления.

Наиболее близким к предлагаемому является измеритель пульсирующего давления, включающий корпус, разделенный жЕсткой перегородкой с дросселем и обратным клапаном на измерительную и рабочую камеры. К измерительной камере подсоединена заполненная сжатым газом камера, имеющая разделительную диафрагму с опорной решеткой, а также манометр, Рабочая камера отделена от измеряемой среды разделительной диафрагмой с опорной решеткой. Пространство между разделительными .диафрагмами заполнено маслом или другой антикоррозийной жид881550 костью, Измерительная и рабочая камеры сообщены между собой также через перепускной вентиль Г21.

Недостатком этого устройства является установка обратного клапана в измерительной камере, заполненной антикоррозийной жидкостью, что исключает его регулировку в процессе работы. Кроме того, утечка рабочей жидкости из рабочей и измерительной камер приводит к тому, что разделительная диафрагма, контактирующая с измеряемой средой, сядет .на опорную решетку, а утечка воздуха из камеры создает дополнительные колебания стрелки манометра, снижая тем самым надежность и точность измерения амплитуды повьппенного давления в измеряемой среде.

Цель изобретения — повышение нао дежности и точности измерения амплитуды повышенного давления в измеряемой среде, Указанная цель достигается тем, ..что измеритель пульсирующего давления, содержащий корпус, внутри которого размещены рабочая и измерительная камеры, разделители сред, каждый с диафрагмой и ограничительной решеткой, размещенные в измерительной и рабочей камерах, камеру, заполненную сжатым газом и образованную стенкой корпуса и разделителем сред, размещенным в измерительной камере, обратный клапан, размещенный в перегородке, разделяющей измерительную и рабочую камеры, перпускной вентиль для соединения измерительной и рабочей камер и манометр, установленный на выходе измерительной камеры, снабжен гидравлическим диодом, установленным на входе в манометр, а каждый разделитель сред выполнен в виде полого поршня с двумя .перфорированными торцовыми стенками, внутри ,.:которого установлена диафрагма, При этом обратный клапан снабжен регулировочным винтом, установленнМм в.стенке корпуса, На чертеже приведен измеритель пульсирующего давления, общий вид,разрез, Измеритель пульсирующего давления .содержит корпус 1, разделенный на измерительную 2 и рабочую 3 камеры жесткой перегородкой 4, В рабочей 3 и измерительной 2 камерах установлены разделители сред 5 и 6, выполненные в виде полого поршня с перфорированными торцовыми стенками 7-10, между

50 рующего давления давление через переводную трубку (не показана) и штуцер 15 действует на разделитель сред

5, перемещая его до тех пор, пока давление в рабочей камере 3 не станет

55 равным амплитуде пульсирующего давления в системе. Перемещение разделителя сред от крышки 13 до жесткой перегородки 4 обеспечивает компен5 !

О

45 которыми зажаты диафрагмы 11 и 12, Кроме того, измерительная 2 и рабочая 3 камеры. закрыты крышками 13 и

14, Штуцер 15, установленный на крышке 13, служит для подсоединения измерителя пульсирующего давления, т,е. его рабочей камеры 3, к источнику пульсирующего давления через .переводную трубку (не показаны), Крышка

14 снабжена вентилем )6 для закачки и выпуска воздуха из камеры 17, расположенной между крышкой 14 и разделителем сред 6. В жесткой перегородке 4 установлены обратный. клапан 18, перепускной вентиль 19 и гидравличес кий диод 20. Обратный клапан 18 состоит из седла 21, клапана 22, поджатого пружиной 23 и регулировочным винтом .24. Каналы 25 и 26 через обратный клапан 18 соединяют рабочую 3 и измерительную 2 камеры. Перепускной вентиль 19 включает пробку 27 с отверстием 28 и через каналы 29 и 30 связывает рабочую 3 и измерительную

2 камеры, Измерительная камера 2 через канал 31, в котором установлен гидравлический диод 20, соединена с манометром 32. Пространство измерительной 2 и рабочей 3 камер между разделителями сред 5 и 6 и жесткой перегородкой 4 заполнено маслом или другой антикоррозийной жидкостью.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, т.е. в случае, когда источник пульсирующего давления отключен, разделители сред 5 и 6 находятся в крайних нижних положениях, а перфорированные торцовые стенки полого поршня диафрагм 12 и

11 прижаты к перфорированным торцо-. вым стенкам полого поршня 9 и 10 под действием как давления газа в камере 17, так и массы антикоррозийной жидкости в рабочей камере 3, при этом перепускной вентиль !9 закрыт, Это исключает переток жидкости из рабочей 3 камеры в измерительную 2 или наоборот по каналам 29 и 30.

При включенном источнике пульси881550 сацию утечки жидкости в рабочей камере З,обеспечивая тем самым надежность и тоЧность измерения устройства. Разделитель сред 5 останавливается, так как имеет значительную массу, а пульсации давления воспринимает диафрагма 11. Она перемещается от перфорированной торцовой стенки 9 полого поршня к торцовой стенке 7, повышая тем самым давление в рабочей камере 3 до такого значения, при котором срабатывает обратный клапан 18.

Величина этого давления зависит от поджатия клапана 22 пружиной 23 с регулировочным винтом 24. Следовательно, установка обратного клапана 18 в жесткой перегородке 4 так, что регулировочный винт 24 оказывается на боковой поверхности корпуса 1, обеспечивает регулировку обратного клапана

18 в процессе работы устройства на

1 любое давление срабатывания. При срабатывании обратного клапана 18 некоторый объем жидкости через канал 25, седло 21, щель между седлом 21 и клапаном 22, канал 26 поступает из рабочей камеры 3 в измерительную камеру 2. Величина этого объема зависит от разности давлений в рабочей 3 и измерительной 2 камерах, а также от площадки проходного сечения седла 21. Переток некоторого объема жидкости влечет за собой рост давления s измерительной камере 2. В результате .этого разделитель сред 6 под дей-. ствием давлений в измерительной камере 2 и камере 1? перемещается до тех пор, пока давления с обоих его сторон окажутся равными. Перемещение разделителя сред 6 от жесткой перегородки 4 корпуса 1 до крышки 14 обеспечивает компенсацию утечки газа из камеры 17, повышая тем самым надежность и точность измерения устройства, Разделитель сред 6, имеющий значительную массу, останавливается, а пульсации давления воспринимает диафрагма 12, которая, отжимаясь от перфорированной торцовой стенки 10 камеры полого поршня движется к перфорированной торцовой стенке 8, Происходит сжатие газа в камере 17 с одновременным сглаживанием поступающих импульсов давления. Одновременно с этим рост давления передается через канал 31, гидравлический диод 20 к манометру 32, стрелка которого отклоняется на некоторую величину. При уменьшении амплитуды пульсирующего давления в подводящей магистрали давление в рабочей камере 3 уменьшается и становится ниже, чем в измерительной камере 2, Клапан 22 обратного клапана 18 садится

5 на седло 21, перекрывая каналы 25 и 26. Это препятствует уменьшению давления в измерительной камере 2.

При воздействии на диафрагму ll разделителя сред 5 следующего им10 пульса давления процесс повторяется и из рабочей камеры 3 в измерительную 2 через обратный клапан 18 снова поступает определенный объем жидкости. И так до тех пор, пока давление

15 в измерительной камере 2 не станет равным максимальному давлению в импульсе в подводящей магистрали, а стрелка манометра 32 не достигнет соответствующей ему отметки.

20 Таким образом, установка гидравлического диода между измерительной камерой 2 и манометром 32 обеспечивает уменьшение колебаний амплитуды пульсирующего давления на входе маномет25 ра 32. Это достигается за счет наличия в гидравлическом диоде 20 большого гидравлического сопротивления при перетоке жидкости в обратном направлении от манометра 32 к измерительной камере 2 при утечках газа из камеры 17 и жидкости из измерительной камеры 2 в те моменты времени, когда давление в подводящей магистрали, а значит и в рабочей камере 3, становится меньшим, чем в

35 измерительной камере 2. Условия работы манометра 32 улучшаются, стрелка его не колеблется. Этим. обеспечивается повышение точности измерения

40 амплитуды пульсирующего давления с повышением надежности измерения устрой" с твом.

В процессе работы источника пульсирующего давления могут наступить мо

45 менты, когда последующие импульсы давления по амплитуде станут меньшими, чем предыдущие, Показания же манометра. 32 вследствие наличия обратного клапана 18, остаются прежними и соответствуют предыдущим значениям

50 максимума амплитуды пульсирующего дааления. Поэтому для определения нового, более низкого значения амплитуды пульсирующего давления необходимо открытЬ на некоторое время перепускной вен55 тиль 19, при этом жидкость иэ измерительной камеры 2 по каналу 30 через пробку 27 с отверстием 28 и каналу 29 перетекает в рабочую камеру

881550

3. Давление в обоих камерах выравнивается и после закрытия перепускного вентиля 19 рабочий процесс повторяется. Давление в измерительной камере

2 снова возрастает и манометр 32 показывает новое соответствующее значение максимума амплитуда. пульсирующего давления. Кроме того, с его помощью уменьшается до нуля избыточное давление в измерительной камере 2 при прекращении поступления давления от источника пульсирующего давления, что уменьшает нагрузки на корпус 1 и манометр 32.

Мак показали стендовые испытания предложенного устройства, с его помощью можно фиксировать максимальную величину пульсирующего давления с амплитудой последнего до 25 МПа и частотой пульсаций 10-IS Гц. Отклонения показаний манометра от действительной величины давления, фиксируемой тензорезисторным датчиком давления, не превышает 1-1,5Х при этом надеж ность измерения увеличилась в 10 и более раэ по сравнению с известным.

Формула изобретения

1, Измеритель пульсирующего давления, содержащий корпус, внутри которого размещены измерительная и рабочая камеры, разделители сред, каждый с диафрагмой и ограничительной решеткой, размещенные в измерительной и рабочей камерах, камеру, заполненную сжатым газом и образованную стенкой корпуса и разделителем сред, размещенным в измерительной камере, обратный клапан, размещенный в перегородке, разделяющей измерительную и рабочую камеры, перепуск10 ной вентиль для соединения измерительной и рабочей камер и манометр, установленный на выходе измерительной камеры, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и на15 дежности измерения, он снабжен гидравлическим диодом, установленным на входе в манометр, а каждый разделитель сред выполнен в виде полого.поршня с двумя перфорированными торцовыми

2о стенками, внутри которого установлена диафрагма, 2+ Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем обратный. клапан снабжен регулировочным

25 винтом, установленным в стенке корпуса.

Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР

У 489013, кл G 01 L 19/06, 23.04.73.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2589468, кл. G 01 L 19/06, 13.03.78.

Составитель Л. Балянина

Редактор Л. Повхан Техред Ж.Кастелевич Корректор Г. Огар

Заказ 9956/64 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4