CS244624B1 - Zařízeni pro stanoveni tuhosti hadic - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zařízení pro stanovení tuhosti hadic v závislosti na teplotě a poloměru ohybu. Dosavadní zařízení tohoto typu mají nedefinovatelnou, časově proměnnou přesnost - během provozu se postupně zvyšuje chyba měření vlivem nemrzání ložisek, koroze a zanášení nečistotami. Zařízení podle vynálezu má měřící kotouč (1) ve tvaru zvonu, který po ponořeni otevřeným koncem do chladící kapaliny a nasunutí na otočný čep (2) vytváří kapalinový uzávěr prostoru horního ložiska (3) otočného čepu (2). Přitom náboj (4), v němž je horní ložisko (J) uloženo, dosahuje svou výškou nad úroveň hladiny chladící kapaliny. Dolní ložisko (6) otočného čepu (2) je uloženo ve dnu temperační vany (5) a otočný čep (2) je zde spojen přes tepelně izolační spojku (8), snímač kroutícího momentu (9) a převodovku (10) s pohonem (11). Prostor dolního ložiska (6) je zdola uzavřen bezdotykovým těsněním (7). Výstupní signál (12) snímače kroutícího momentu (9) je s výhodou zaznamenáván na zapisovači. Výhodou zařízení je stabilní a nízká hodnota chyby +0,1 %, tedy o 1 řád lepší než souhrnná přesnost připojených standardních přístrojů (snímač + zesilovač + zapisovač), dále menší namáhavost obsluhy a zvýšení měřicího rozsahu.

Description

Vynález řeší konstrukci zařízení pro stanovení tuhosti hadic v závislosti na teplotě a poloměru ohybu.

Dosavadní známá přístroje tohoto typu jsou tvořeny vanou opatřenou otočným čepem, na němž je nasunut kotouč, na jehož obvodě je uchycen zkouěený vzorek. Kotouč i s měřenou hadicí je ponořen v temperační lázni, umožňující temperovat hadici na zvolenou teplotu, a lze jím otáčet pomocí zařízení vybaveného snímačem kroutícího momentu.

Kotoučů je více kusů, jsou odstupňovány podle průměru a jsou výměnné. Před zkouákou obsluha zvolí kotouč vhodného průměru, nasadí se otočný čep a po vytemperování lázně se zkoušeným vzorkem hadice ručně otáčí kotoučem, kolem něhož se vzorek ohýbá, a na snímači sleduje výši kroutícího momentu, a to buá ve stanovených intervalech v závislosti na úhlu otáčení od 0 do 180°, například každých 45°, nebo pouze maximální hodnotu.

Z naměřených hodnot se stanovuje tuhost hadice při nastavených podmínkách. Kapalina ve vaně se obvykle temperuje na nízké teploty, při nichž se závislost tuhosti hadice na teplo tě již projevuje. Zpravidla jde o teplotu v intervalu 0 až -50 °C, jíž se dosahuje buá vhodným termostatem nebo přidáváním tuhého kyseičníku uhličitého COg do kapaliny.

Uvedená konstrukční řešení vykazují některé nedostatky. Ruční otáčení kotoučem neumožňuje dodržet konstatní rychlost ohýbání hadice a naměřený kroutící moment je ovlivněn změnou rychlosti ohýbání.

Jiným nedostatkem stávajících přístrojů pro měření tuhosti hadic, vyplývajícím rovněž z ručního otáčení kotoučem, je skutečnost, že na nich nelze měřit hadice s vySSí tuhostí, protože obsluha není schopna vyvinout kroutící moment o potřebné velikosti.

Dalěím problémem, který se u stávajících přístrojů nepodařilo uspokojivě vyřešit, je uložení otočného čepu, na němž je nesunut měřící kotouč se zkoušenou hadicí. Valivá ložiska čepu bývají buá uložena v náboji ponořeném v kapalné lázni nebo vývají umístěna nad lázní v náboji upevněné· na konzolovém držáku.

V obou případech je obtížně proveditelné utěsnění ložiskového prostoru, nebot pasivní odpory těsnění by ovlivňovaly měřené výsledky. Z těchto důvodů se od utěsňování upouští, což se však rovněž nepříznivě promítá do přesnosti měření, a to u obou dosud používaných systémů uložení.

Při přímém styku lázně s valivými ložisky dochází ke korozi ložisek a jejich zanášení nečistotami z lázně. Jsou-li ložiska umístěna v náboji nad lázní, pak otočný čep ponořený dolní částí v lázni ochlazuje ložiska, což vede ke srážení vzdušné vlhkosti a vzniku koroze a při nižších teplotách lázně i ke vzniku námrazy'na vnitřních stěnách ložisek.

Všechny tyto jevy - koroze, námraza a zanášení ložisek - způsobují postupné nedefinovatelné zvyšování pasivních odporů ložisek proti otáčení měřícího kotouče. Námraza pak zcela znemožňuje při velmi nízkých teplotách měření provádět.

Z uvedených skutečnosti vyplývá, že přesnost se během provozu měřícího zařízení postupně snižuje. Chyba stanovení vznikající v důsledku postupného zvyšování pasivních odporů ložisek je tedy časově proměnná, nepostižitelná a může dosáhout extrémních hodnot, nebol pro zachování uspokojivé přesnosti stanovení je nutno zařízení velmi často rozebírat a ložiska čistit.

K těmto skutečnostem závislým na lidském faktoru - obsluze - přistupují další již uváděné, spojené s ručním otáčením měřícího kotouče - dodržení konstantní rychlosti ohýbáni, omezení rozsahu stanovení fyzickou zdatností obsluhy a s vizuálním odečítáním hodnot kroutícího momentu.

Popsané nedostatky, především zatížení měření značnou a časově závislou chybou a naméhavost obsluhy zařízení, jsou odstraněny konstrukčním uspořádáním zařízení pro stanovení tuhostu hadic v závislosti na teplotě a poloměru ohybu podle vynálezu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že zařízení, sestávající z temeprační vany s chladícíkapalinou, vybavené otočným čepem se snímačem kroutícího momentu, měřícím kotoučem upevněným na otočném ěepu a vybaveným unášecím čepem pro uchycení vzorku hadice a konečně opěrnou kladkou pro přidržování vzorku hadice, stavitelně uchycenou k temperační vaně, má následující konstrukční úpravy:

měřící kotouč, nasunutý shora na otočný čep a zajištěný proti pootočení vůči němu, je ve tvaru zvonu, jehož otevřený konec je ponořen v chladící kapalině a vytváří tak kapalinový uzávěr prostoru horního ložiska;

otočný čep je uložen v náboji, který svou výškou dosahuje nad úroveň hladiny chladící kapaliny, nese horní ložisko otočného čepu a je pevně spojen s temeperační vanou,v jejímž dnu je uloženo dolní ložisko otočného čepu, chráněné zdola bezdotykovým těsněním;

otočný čep je v dolní části prostřednictvím tepelně izolační spojky spojen přes snímač kroutícího momentu a převodovku s pohonem.

Zařízení může být s výhodou vybaveno zapisovačem zaznamenávajícím výstupní signál snímače kroutícího momentu.

K názornému objasnění podstaty vynálezu slouží příklad konkrétního provedení zařízení pro stanovení tuhosti hadic znázorněný namnožených výkresech, kde obr. 1 představuje čelní pohled na zařízení v řezu a obr. 2 půdorysný řez zařízením.

Temperační vana 2> vymezující pracovní prostor zařízení, obsahuje chladící kapalinu a je vybavena svisle uloženým otočným čepem 2, opatřeným výměnným měřícím kotoučem J_. Tvar měřícího kotouče J. je řešen tak, že po nasunutí na otočný čep 2 uzavírá shora prostor horního ložiska J tohoto otočného čepu £.

Těsnění mezi měřícím kotoučem 1 a nábojem £ je tvořeno chladící kapalinou, takže jsou odstraněny přídavné pasivní odpory mezi pohyblivými a pevnými částmi. Kapalinový uzávěr zamezuje volnému přístupu atmosférické vlhkosti, tedy nenastává nemrzání ložiskového prostoru.

Přitom náboj £, v němž je uložen otočný čep 2 horním ložiskem 2, dosahuje svou výškou nad úroveň hladiny chladící kapaliny v temperační vaně 2 ^a chrání tak prostor horního ložiska 2 před přístupem chladící kapaliny a s tím související korozí nebo zanášením nečistotami.

Prostor horního ložiska 2 je tedy chráněn shora před nežádoucími vlivy. Dolní ložisko á otočného čepu 2 je umístěno ne již v náboji ale ve dnu temperační vany 2, ⁸ níž j® náboj £ pevně spojen.

Otočný čep 2 j® P^alc vyveden pod úroveň dna temperační vany 2 ^a spojen zde před tepelně izolační spojku §, tenzometrický snímač kroutícího momentu 2 ^a převodovku 10 s pohonem 11. Výstupní signál 12 tenzometrického snímače kroutícího momentu 2 je zaznamemáván na zapisovači.

Připojení otočného čepu 2 K pohonu 11 umístěnému pod temperační vanou 2 vyžaduje utěsnění ložiskového prostoru dolního ložiska 6 proti působení atmosférické vlhkosti, což je provedeno bezdotykovým těsněním J, ve znázorněném případě labyrintovým těsnícím kroužkem.

Uvnitř prostoru uzavřeného bezdotykovým těsněním J je umístěna tepelně izolační spojka 8, které zabraňuje ochlazování snímače kroutícího momentu 2 ^a s tím spojenému vzniku námrazy na tomto Sienu, což by mělo silně negativní vliv na výsledky měření.

Obr. 2 pak pro úplnost znázorňuje zbývající konstrukční prvky zařízení podle vynálezu, které jsou obdobně jako u stávajících zařízeni. Pro uchycení zkoušeného vzorku hadice IX slouží unáěecí čep 14. jímž je vybaven každý z měřících kotoučů χ.

K přidržování zkoušeného vzorku hadice 13 na obvodu měřícího kotouče X je temperační vana X vybavena opěrnou kladkou XX, uchycenou v drážce vedení 16 přestavítělně podle poloměrů měřícího kotouče X·

Postup stanovení tuhosti hadice na zařízení podle vynálezu je následující: Obsluhující pracovník vytemperuje kapalinu v temperační véně X na zvolenou teplotu a Upevní zkoušený vzorek hadice 13 pomocí unášecího čepu 14 na vybraný měřici kotouč X, nasunutý na otočném čepu 2.

Po dosažení rovnovážného tepelného stavu uvede pracovník v činnost pohon XX, z něhož se přenáěí kroutící moment prostřednictvím převodovky 10. snímače kroutícího momentu X e tepelně izolační spojky 8 na otočný čep 2.

S měřícím kotoučem X nasunutým na otočném čepu X, se otáčí konec zkoušeného vzorku hadice XX, které se postupně ohýbá kolem měřícího kotouče χ. Opěrná kladka 15 přitom zajišťuje dodržení konstantního poloměru ohybu tím, že přidržuje navíjející se vzorek hadice 13 těsně u měřícího kotouče X v místě počínajícího ohybu, takže volný konec vzorku hadice XX si zachovává v průběhu zkoušky původní směs tečny k měřícímu kotouči χ.

Při ohýbání klade zkoušený vzorek hadice 13 odpor, který závisí na tuhosti vzorku. Kroutící moment potřebný k překonání tohoto odporu se indikuje snímačem kroutícího momentu X , například tenzometrickým snímačem, jehož výstupní signál 12 se s výhodou zaznamenává na zapisovači.

Grafický záznam průběhu kroutícího momentu odpovídá tuhosti vzorku hadice 13 v průběhu délky vzorku. Hrubé výkyvy, to je pokles na záznamu se pak objeví u destruktivních zkoušek při velmi nízkých teplotách, kdy při ohybu již dochází k praskání a lámání vzorku hadice IX

U zařízení podle vynálezu jsou odstraněny přídavné pasivní odpory, které by se během provozu nedefinovatelně zvyšovaly, a současně je zajištěna konstantní rychlost otáčení měřícího kotouče χ. Z toho vyplývá, že chyba stanovení je zde nižší než u dosud známých zařízení, a dále - což je nejdůležitější - že tato chyba se během provozu zařízení již nezvyšuje, jako tomu bylo u dosavadních zařízení, kdy chyba byla časově proměnná a po určité době provozu dosahovala extrémních hodnot.

Zařízení podle vynálezu pracuje· díky své konstrukci se stálou přesností + 0,1 %. Chyba zde vznikající je zanedbatelná vzhledem k řádově nižší přesnosti standardních přístrojů napojených na zařízení, jako je např. snímač, zesilovač, zapisovač, takže přesnost stanovení je prakticky určena přesností těchto přístrojů.

K této základní přednosti zařízení podle vynálezu přistupuje další nezanedbatelná výhoda - menší namáhavost obsluhy a současné zvýšení měřícího rozsahu vyplývající z možnosti vyvinout kroutící moment značných hodnot.

Claims (2)

1. Zařízení pro stanovení tuhosti hadic v závislosti na teplotě a poloměru ohybu, sestávající z temperační vany obsahující chladící kapalinu a vybavené svisle uloženým otočným čepem se snímačem kroutícího momentu, měřícím kotoučem upevněným na otočném čepu a vybaveným unóěecím čepem pro uchycení vzorku hadice a konečně opěrnou kladkou pro přidržování vzorku hadice, stavitelně uchycenou k temperační vaně, vyznačené tím, že měřící kotouč (1), nasunutý shora na otočný čep (2) a zajištěný proti pootočení vůči otočnému čepu (2), je ve tvaru zvonu, jehož otevřený konec je pohořen v chladící kapalině a vytváří tak kapalinový uzávěr prostoru horního ložiska (3) otočného čepu (2), uloženého v náboji (4), který dosahuje svou výškou nad úroveň hladiny chladící kapaliny, nese horní ložisko (3) a je pevně spojen s temperační vanou (5), v jejímž dnu je zabudováno dolní ložisko ¢6) otočného čepu (2), přičemž prostor dolní ίο ložiska (6) je zdola uzavřen bezdotykovým těsněním (7), a dále otočný čep (2) je v dolní části přes tepelně izolační spojku (8), umístěnou uvnitř prostoru uzavřeného bezdotykovým těsněním (7), přes snímač kroutícího momentu (9) s výstupním signálem (12), zaznamenávaným na příklad na zapisovači, a přes převodovku (10) spojen s pohonem (11).
2. 2 výkresy