Предельный акселерометр (его варианты)

 

(72) Автор изобретения

Н.А. Пикулев

Казанский инженерно- строительный инстит (71) Заявитель (54) ПРЕДЕЛЬНЫЙ AKCEJlEPOMETP (Ef 0 BAPHAHTbf) Изобретение относится к устройствам виброэащиты, предназначенной для автоматического отключения технологического оборудования при недопустимых вибрациях, например, из-за полоS мок, вызывающих ударные нагрузки.

Известны надежные и нечувствительные к электрическим помехам предельные виброиэмерительные приборы, реагирующие на ускорение, превышающее задан 0 ную величину.

Известный предельный акселерометр содержит корпус, упор, кнопку-переключатель, инерционную массу и силовое устройство, обеспечивающее инерционной массе устойчивые состояния, в одном из которых она прижата к угору, а в другом — воздействует на кнопкупереключатель j1J.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является предельный акселерометр, содержащий инерционную массу, соединенную с корпусом с помощью стержнеЙ, упор,переключатель j2).

Недостаток известного предельного акселерометра состоит в том, что он чувствителен к ускорению в широком частотном диапазоне. Это приводит к тому,что при настройке его на низкий предел срабатывания, например, на ускорение сооружения, наблюдающееся при расчетной низкочастотной гармонической нагрузке от технологического оборудования, он оказывается слишком чувствительным к различным случайным толчкам и ударам.

Для обеспечения частотно-избирательной виброзащиты укаэанного предельного акселерометра, его устанавливают на фильтр, выполненный в виде подпружиненной массы, устанавливают на защищаемое сооружение. Собственную частоту и коэффициент затухания фильтра выбирают такими, чтобы акселерометр реагировал на заданную амплитуду ускорения сооружения при

3 9019 частоте колебаний, равной частоте возмущающей силы, создаваемой технологическим оборудованием. Благодаря фильтрующему действию подпружиненной массы, случайные толчки и удары не вызывают ложного срабатывания виброзащиты. Недостатком известного устройства является ненадежность срабатывания виброзащиты от толчков и ударов при поломке машины, создающий динами- 10 ческую нагрузку. Это объясняется действием фильтра. Другим недостатком известного устройства является необходимость иметь дополнительно к вибровыключателю громоздкий механи- 15 ,ческий:фильтр, для которого не всегда можно найти свободное .место на за-, щищаемом объекте. Кроме того, такой фильтр можно реализовать лишь для диапазона низких частот (например, от 20

0 до 10-20 Гц). На диапазон частот от 20-50 Гц и выше фильтр, размеры которого достаточны для размещения на нем вибровыключателя, реализовать черезвычайно трудно. 2$

Цель изобретения - повышение надежности при аварийных нагрузках и исключение ложных срабатываний от .случайных, толчков и ударов.

Поставленная цель достигается 30 тем, что в предельный акселерометр, содержащий инерционную массу, соеди ненную с корпусом с помощью стержней, упор, переключатель, введены дополнительная масса и упругий элемент, свя-зз зывающий инерционную и дополнитель- . ную массы с корпусом и помещенный между инерционной массой и упором.

В другом варианте для достижения поставленной цели в акселерометр введены дополнительная масса и упругий элемент, связывающий дополнительную массу с корпусом и помещенный между инерционной массой и упором.

Второй вариант допускает. сокращение 4 габаритов устройства.

На фиг. 1 схематически представлен предельный акселерометр, первый вариант; на фиг. 2 - то же, второй вариант; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 2.

Внутри корпуса 1 с помощью шарнира

2 и стержня 3 подвешена инерционная масса 4. Действующая на массу 4 система сил, создаваемых упором 5 и пружиной 6, придает массе два устойчи вых положения: в одном из них, называемом исходным, масса 4 притянута к упору; в другом положении, 12 4 называемом рабочим, масса 4 воздействует на кнопку-переключатель 7.

Из первого положения во второе масса

4 переходит скачкообразно под действием инерционной силы, вызываемой виброускорением того объекта, на который установлен предельный акселерометр. Порог срабатывания устройства регулируется усилием натяжения пружины 6. Возврат массы 4 в исходное положение производят кнопкой 8.

Новыми элементами в данном предельном акселерометре является дополнительная масса 9 и упругий элемент 10.

В первом варианте выполнения предельного акселерометра дополнительная масса 9 связана упругим элементом 10 с инерционной массой 4, во втором варианте упругий элемент 10 связывает дополнительную массу 4 с корпусом 1 и помещен между инерционной массой 4 и упором 5.

На конце упругого элемента помещен постоянный магнит 11, а на корпусе 1 закреплены электрические катушки 12.

Элементы 9 и 10 образуют колебательную систему, собственная частота которой может регулироваться перемещением массы 9 вдоль упругого элемента 10.Упругий элемент 10 может быть неидеально упругим, что обеспечивает устойчивые резонансные колебания массы 9 при настройке колебательной системы, состоящей из элементов 9 и

10, на частоту вынужденных колебаний защищаемого объекта.

Существование резонансных колебаний массы 9 и наличие при этом соответствующей знакопеременной силы, передаваемой на инерционную массу 4 упругим элементом 10, снижает порог срабатывания предельного акселерометра на частоте вынужденных гармонических колебаний объекта. Это позволяет увеличить силу прижатия массы

4 к упору 5 и тем самым сделать акселерометр нечувствительным к случайным толчкам и ударам. В то же время соответствующим выбором усилия прижатия массы 4 к упору 5 можно обеспечить надежное срабатывание акселерометра от достаточно сильных толчков и. ударов, сопровождающих поломку машины, создающей динамическую нагрузку на защищаемый объект. Последнее, как отмечалось, недостижимо в известном устройстве с резонансным фильтром. При колеба901912

11 ниях дополнительной массы 9, благодаря смещению магнита 11, в катушках 12 наводится ЭДС, которую можно использовать для измерения амплитуды колебаний контролируемого и защищаемого объекта.

Изобретение может быть использовано для обеспечения виброзащитой вентиляторных градирен,компрессоров и другого оборудования с низкими расчетными динамическими нагрузками.

Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого предельного акселерометра состоит в экономии за счет отказа от дополнительного резонансного фильтра и в повышении надежности срабатывания виброзащиты при поломке оборудования, а также в случае превышения расчетной величины нагрузок на конструкции при одновременном исключении ложных срабатываний от слабых толчков и ударов, не связанных с разладкой или ,поломкой оборудования. формула изобретения

1. Предельный акселерометр, содержащий инерционную массу, соединенную с корпусом с помощью стержней, упор, переключатель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности при аварийных нагрузках и исключения ложных срабатываний от случайных толчков и ударов, в него введены дополнительная масса и упругий элемент, связывающий инерционную и дополнительную массы.

2. Предельный акселерометр, содер жащий инерционную массу, соединенную с корпусом с помощью стержней, упор, переключатель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности при аварийных нагрузках и исключения ложных срабатываний от случайных толчков и ударов, в него введены дополнительная масса и упругий элемент, связывающий дополнительную массу с корпусом и помещенный между инерционной массой и упором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 27З69, . а 01 8 V00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

N 496495, кл. С 01 Р 15/04, 1973 (прототип).

901912

Составитель И. Полунина

Редактор Е. Папп Техред М. Тепер

Корректор В, Бутяга

Заказ 12369/53 Тираж 882. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

1f

1 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4