RU2006010C1

RU2006010C1 - Manometric device

Info

Publication number: RU2006010C1
Authority: RU
Inventors: Файвуш Моисеевич Гендин
Original assignee: Файвуш Моисеевич Гендин
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: instrument engineering. SUBSTANCE: device is characterized in that a leaf spring is mounted at the break of a toothed sector and in that an inertia disk is fixed to the device point the inertia disk center being located on the pointer pivotal axis. EFFECT: enhanced accuracy. 3 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению и может найти применение при измерении давления, вакуума, перепада давлений контрольно-измерительными приборами, в случае необходимости стабилизации их показаний при пульсирующем давлении измеряемой среды. The invention relates to instrumentation and may find application in measuring pressure, vacuum, differential pressure control devices, if necessary, stabilize their readings at a pulsating pressure of the measured medium.

Пульсация среды при измерении давления, расхода вызывает вибрацию манометрического чувствительного элемента и делает записи самопишущих приборов "размазанными" в широком диапазоне шкалы, что затрудняет последующую обработку диаграмм и увеличивает погрешность измерений. Пульсация затрудняет также считывание показаний стрелочных приборов и ведет к ускоренному износу. The pulsation of the medium during the measurement of pressure and flow rate causes the vibration of the pressure gauge element and makes the recordings of recorders “spread out” in a wide range of the scale, which complicates the subsequent processing of the diagrams and increases the measurement error. Ripple also makes it difficult to read gauge readings and leads to accelerated wear.

Известные устройства для успокоения пульсации приборов КИП основаны на использовании дросселирующих приспособлений различной конструкции. Несмотря на большую металлоемкость некоторых таких устройств, эффективность их действия сравнительно невелика. Known devices for calming the pulsation of instrumentation are based on the use of throttling devices of various designs. Despite the large metal consumption of some such devices, their effectiveness is relatively small.

Известны отдельные попытки решения проблемы путем внесения некоторых технических изменений в конструкцию приборов. Однако по причине недостаточной эффективности они не получили практического применения. There are separate attempts to solve the problem by making some technical changes to the design of the devices. However, due to lack of effectiveness, they have not received practical application.

Известен "Манометрический прибор" (авт. св. N 1075095), где с целью повышения точности измерений путем увеличения вибро- и ударостойкости хвостовик зубчатого сектора конструктивно отделен от самого сектора и выполнен в виде одноплечего рычага, снабженного двумя дополнительными поводками, связанных между собой пружиной. Предполагается, что при большой частоте вибрации один из поводков "не успевает отслеживать движение хвостовика и второго поводка", за счет чего уменьшается амплитуда колебания стрелки прибора. The well-known "manometric device" (ed. St. N 1075095), where, in order to increase the accuracy of measurements by increasing vibration and shock resistance, the shank of the gear sector is structurally separated from the sector itself and is made in the form of a single-arm lever equipped with two additional leads connected by a spring . It is assumed that at a high vibration frequency one of the leads "does not have time to track the movement of the shank and the second lead", which reduces the amplitude of the oscillation of the arrow of the device.

Таким образом, принцип действия рассматриваемого технического решения заключается в периодическом разрыве кинематической связи манометрического чувствительного элемента с зубчатым сектором. Thus, the principle of operation of the considered technical solution lies in the periodic rupture of the kinematic connection of the manometric sensitive element with the gear sector.

Серьезным недостатком рассматриваемого аналога наряду с громоздкостью конструктивного решения, является изменение конфигурации хвостовика зубчатого сектора и придание ему прямолинейной формы одноплечего рычага вместо геометрической дуги определенного радиуса. Такая форма хвостовика затрудняет градуировку прибора, так как неизбежное при этом перемещение поводка в прямолинейном хвостовике будет приводить к смещению стрелки от нулевой отметки шкалы, что потребует дополнительной подстройки прибора. A serious drawback of the analogue under consideration, along with the cumbersome design solution, is the change in the configuration of the shank of the gear sector and giving it a straight-line shape of a single-arm lever instead of a geometric arc of a certain radius. This shape of the shank makes it difficult to calibrate the device, since the inevitable movement of the lead in the straight shank will lead to a shift of the arrow from the zero mark of the scale, which will require additional adjustment of the device.

В предлагаемом изобретении отмеченные выше недостатки полностью устранены. Прямое использование пружины в составе компенсатора обеспечивает непрерывную кинематическую связь всех узлов прибора, что повышает надежность его действия и в сочетании с инерционным диском практически полностью исключает влияние вибрации манометрического чувствительного элемента на показания прибора. In the present invention, the above disadvantages are completely eliminated. Direct use of the spring as part of the compensator provides continuous kinematic connection of all nodes of the device, which increases the reliability of its action and, in combination with an inertial disk, almost completely eliminates the influence of vibration of the gauge sensor on the readings of the device.

Предельно простое конструктивное решение проблемы позволяет изготовить предлагаемый манометрический прибор в любой мастерской КИП. An extremely simple constructive solution to the problem allows us to manufacture the proposed gauge device in any instrumentation workshop.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому и принятым за прототип является "Манометр" по авт. св. N 300790, 1971, где с целью повышения вибростойкости зубчатый сектор связан внутренним зацеплением с дополнительным зубчатым колесом, на оси которого закреплен инерционный элемент, который силами инерции уменьшает амплитуду колебаний показывающей стрелки. The closest technical solution to the proposed and adopted as a prototype is the "Pressure gauge" by ed. St. N 300790, 1971, where, in order to increase vibration resistance, the gear sector is connected by internal gearing with an additional gear wheel, on the axis of which an inertial element is fixed, which reduces the amplitude of oscillations of the arrow by inertia.

Однако существенным недостатком указанного технического решения является возникновение в шарнирах механизма реакции от сил инерции, что ведет к ускоренному разрушению прибора. Это обстоятельство ограничивает массу инерционного элемента, что в свою очередь снижает эффективность его действия. However, a significant drawback of this technical solution is the occurrence of inertia forces in the joints of the reaction mechanism, which leads to accelerated destruction of the device. This circumstance limits the mass of the inertial element, which in turn reduces the effectiveness of its action.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерений, виброустойчивости и надежности действия контрольно-измерительных приборов за счет исключения влияния пульсации измеряемой среды на показания приборов. The aim of the invention is to increase the accuracy of measurements, vibration resistance and reliability of instrumentation by eliminating the influence of pulsation of the measured medium on the readings.

Цель достигается тем, что манометрический прибор, включающий упругий чувствительный элемент, соединенный поводком с зубчатым сектором, связанным с трибкой, на оси которого установлена стрелка, снабжен инерционным успокоителем пульсации, состоящим из пружинного компенсатора, роль которого исполняет зубчатый сектор или один из поводков прибора, в рассечку которого вмонтирована пружина инерционного диска, устанавливаемого со стрелкой на оси прибора. The goal is achieved by the fact that a manometric device comprising an elastic sensitive element connected by a leash with a gear sector connected to a tube, the arrow is mounted on its axis, equipped with an inertial pulsation dampener, consisting of a spring compensator, the role of which is played by the gear sector or one of the device leashes, in the cut of which the spring of an inertial disk mounted with an arrow on the axis of the device is mounted.

В зависимости от характера действующих сил пружина может быть пластинчатой или цилиндрической. В качестве пластинчатых пружин могут использоваться заводные пружины часовых механизмов. Depending on the nature of the acting forces, the spring may be plate or cylindrical. As leaf springs, clockwork springs can be used.

В известном техническом решении "Манометрический прибор" (авт. св. N 1075095) проблема повышения точности измерений решается только частично за счет периодического разрыва кинематической связи манометрического чувствительного элемента с зубчатым сектором. В предлагаемом изобретении пружина непосредственно используется как составная часть пружинного компенсатора, что обеспечивает непрерывную кинематическую связь всех узлов прибора. В предлагаемом техническом решении исключены и другие недостатки указанного аналога - сохранена неизменной форма хвостовика сектора, задача решена минимальными средствами. In the well-known technical solution "Pressure gauge" (ed. St. N 1075095), the problem of increasing the accuracy of measurements is solved only partially due to the periodic rupture of the kinematic connection of the pressure gauge element with the gear sector. In the present invention, the spring is directly used as part of the spring compensator, which provides continuous kinematic connection of all nodes of the device. The proposed technical solution also eliminates other disadvantages of this analogue - the shape of the sector shank is kept unchanged, the problem is solved by minimal means.

В изобретении (авт. св. N 300790) "Манометр" для повышения точности измерений путем сокращения амплитуды колебаний стрелки прибора использован инерционный элемент, установленный на дополнительной шестерне. Однако при этом в шарнирах механизма возникают реакции связи, как силы, противодействующие силам инерции диска, что ведет к разрушению механизма. In the invention (ed. St. N 300790) "Manometer" to increase the accuracy of measurements by reducing the amplitude of the oscillations of the arrow of the device used inertial element mounted on an additional gear. However, in this case, coupling reactions occur in the hinges of the mechanism as forces opposing the inertia forces of the disk, which leads to the destruction of the mechanism.

В предлагаемом изобретении проблема решается введением в схему прибора пружинного компенсатора, в котором тормозящее действие инерционного диска поглощается упругой деформацией пружины, за счет чего резко снижаются силы реакции в соединениях механизма. Это позволяет увеличить массу инерционного элемента, обеспечивая высокую эффективность прибора. In the present invention, the problem is solved by introducing a spring compensator in the device circuit, in which the braking effect of the inertial disk is absorbed by the elastic deformation of the spring, due to which the reaction forces in the mechanism joints are sharply reduced. This allows you to increase the mass of the inertial element, ensuring high efficiency of the device.

В связи с чем предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями от известных. In this connection, the proposed technical solution has significant differences from the known.

В результате проведенного испытания установлена эффективность предлагаемого технического решения, позволившего практически ликвидировать влияние пульсации давления на показания манометра. As a result of the test, the effectiveness of the proposed technical solution was established, which made it possible to practically eliminate the effect of pressure pulsation on the pressure gauge readings.

Стендовая поверка опытного образца прибора подтвердила его соответствие паспортному классу точности. Bench calibration of the prototype device confirmed its compliance with the passport accuracy class.

На фиг. 1 изображен манометрический прибор, общий вид; на фиг. 2 - пружинный компенсатор; на фиг. 3 - стрелка прибора с инерционным диском. In FIG. 1 shows a gauge device, a general view; in FIG. 2 - spring compensator; in FIG. 3 - arrow of the device with an inertial disk.

Чувствительный элемент прибора 1 через поводок соединен с хвостовиком зубчатого сектора 2, в рассечку рычага которого вмонтирована пружина, связанного с насаженной на ось трибкой и показывающей стрелкой 3, оборудованной инерционным диском. The sensing element of the device 1 through a leash is connected to the shank of the gear sector 2, in the cut of the lever of which a spring is mounted, connected with a tube mounted on the axis and showing the arrow 3, equipped with an inertial disk.

Манометрический прибор работает следующим образом. Gauge device operates as follows.

Под действием пульсирующего давления измеряемой среды манометрический чувствительный элемент прибора совершает резкие непродолжительные колебания большей или меньшей амплитуды (приходит в состояние вибрации), которые передаются стрелке прибора. При этом закрепленный на стрелке диск совершает возвратно-вращательное движение. Но в силу инертности диск оказывает определенное сопротивление изменению направления своего вращения. Это тормозящее действие диска вызывает упругую деформацию пружины компенсатора, которая практически и воспринимает вибрацию чувствительного элемента. Поэтому стрелка прибора реагирует не на каждый толчок давления, а на некоторую их результирующую, осредненную сумму импульсов. Пульсация прибора практически прекращается. Under the action of the pulsating pressure of the measured medium, the gauge sensitive element of the device makes sharp short-term oscillations of a greater or lesser amplitude (it comes into a state of vibration), which are transmitted to the arrow of the device. At the same time, the disk fixed to the arrow performs a rotational movement. But due to inertness, the disk has a certain resistance to changing the direction of its rotation. This inhibitory action of the disk causes elastic deformation of the spring of the compensator, which practically perceives the vibration of the sensing element. Therefore, the needle of the device does not respond to every pressure shock, but to some of their resulting, averaged sum of pulses. The ripple of the device practically stops.

Сочетание инерционного диска и пружинного компенсатора обеспечивает эффективное действие прибора в широком диапазоне амплитуды и частоты колебаний измеряемой среды. The combination of an inertial disk and a spring compensator ensures the effective operation of the device in a wide range of amplitude and frequency of oscillations of the measured medium.

Принципиальное решение депульсатора в виде инерционного диска и пружинного компенсатора может быть при необходимости применено во всех приборах КИП. (56) Авторское свидетельство СССР N 1075095, кл. G 01 L 7/04, 1984. The fundamental solution of a depulsator in the form of an inertial disk and a spring compensator can be applied if necessary in all instrumentation. (56) Copyright certificate of the USSR N 1075095, cl. G 01 L 7/04, 1984.

Claims

MANOMETRIC DEVICE containing a sensing element and a transmission mechanism in the form of a system of rods and a gear sector kinematically connected with an arrow located on the axis of its rotation, characterized in that, in order to increase the vibration resistance of the device, a plate spring installed in the cut of the gear sector is inserted into it , and an inertial disk is fixed on the arrow, the center of which is located on the axis of rotation of the arrow.