SU705287A1 - Многоточечный манометр - Google Patents

Description

1

Изобретение отноритс  к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при аэродинамических испытани х лопаточных машин, а также в системах автоматизации про- цесса измерений давлений с применением ЭВМ.

Известны наборы манометров дл  многоточечных измерений давлени  в

газовых потоках ij. В такой набор обыно Вход т несколько деформационных манометров соответствующих диапазонов, установленных на приборном щите. Размеры щитов определ лись количеством и размером мансйлетров и достигали иногда несколько квадратных MSTjxtB.

; Недостаткам и указанных наборов манометров  вл ютс  громоздкость и неудобство в обслуживании.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  многоточечный электромеханический манометр, содержащий корпус, соединенные каналами с приемниками полного давлени  сильфоны и устройство дл  регистрации перемещений сильфонов 2.

Недостатком указанного манометра  вл етс  необходимость вычислени  средних значений давлений скоростного напора , дл  чего в заданном сечении неравномерного потока производ т измерение полных давлений в отдельных точках , расположенных как по окружности, так и по радиусу сечени  с помощью приемников полного давлени  и маноме-пров , а затем производ т вычисление среднего значени . Например, дл  получени  среднего давлени  скоростного напора в одном сечении компрессора лопаточной мащины необходимо устанавливать до 10 приемников полного давлени  и соответственно использовать столько же манометров. Дл  получени  1О осредненнь1х параметров по сечени м всей л статочной мащины необходимо иметь 100 манометров дл  визуального контрол  и такое же количество специальных датчиков , если информацию необходимо внести автоматически в ЭВМ. Однако, в этом случае погрешность определени  среднего значени  может достичь величины , равной сумме погрешностей каждого измерительного канала.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений среднего дав лени   и обеспечение возможности ав томатического определени  среднего давлени  скоростного напора в потоке газа с переменным градиентом давлений по сечению. ...

Это достигаетс  тем, что в предлагаемый многоточечный манометр, содержащий корпус, сильфоны, соединенные каналами с приемниками полного давлени , и устройство дл  регистрашга перемещений сильфонов, введены св занные с устройством дл  регистрации перемещений и соединённые последовательно цилиндрические винтовые пружййыс фланцами, на которых установлены объединенные в группы и размещенные по б1фужности сильфоны, причем внутренние полости диаметрально расположенных сильфонов соединены между собой и с одним из приемников полного давлени .

На фиг. 1 изображена схема многоточечного манометра; на фиг. 2 - развертка пружинного узла манометра.

Прибор содержит чувствительные элементы групп сильфонов 1 и 2, размещенHbik соответственно по окружности в четном количестве на двух послеДЬЙэигбйьно и жестко св занных пружинах 3. Группы сильфонов закреплены на фланцах 4, выполненных за одно целое с пружинами

Пружины содержат р д параллельных , упругихвйтков, образбванньк путём на рёЗанй  многозаходных винтовых пазов на двух цилиндрических поверхност х, распрложенньгх между трем  фланцами. Штуцер 5, расположенный на неподвижном фланце 4 верхней пружины 3, служит дл  соединени  сильфона первой групnbi с ftpkeMiFUrsoM пЬлного напора, установленного в П1ЭОТОЧНОМ тракте турбомашины . Диаметрально противоположнь1й сильфон по отнощению к сильфону, св занному с штуцером 5, соединен с ним каналом 6.

; Аналогично, штуцер 7 и э;1астична  трубка 8 служат дл  соединени  сильфе. на второй группы и диаметрально проти-, воположного ему сильфона через канал 9 с другим приемником полного давлени 

705287

турбомаишны. Количество парных сильфонов в первой группе с штуцерами 5 и количество парных сильфонов во второй группе с штуцерами 7 равны между собой, а сумма их равна количеству приекшиков полного давлени , установленных , в измер емом сечении тракта турбомашины.

На нижнем подвижном фланце 4 установлен дифференциально-трансформаторный датчик положени  Юс сердечником 11 с возвратной пружиной 12, котора  обеспечивает контакт сердечника 11с Микрометрическим.винтом - подвижным упором 13 сердечника 11.

Микрометрический винт 13 соединен скольз щей муфтой 14с сельсином 15, соеданенным синхронной передачей с сельсином 16, указательной стрелкой 17 и Через передачу 18 - с потенциометром дистанционной передачи 19. Датчик пол;ржени  1О св зан с электронным усилителем 20 и исполнительным двигателем 21, который соединен с селсином 15.

Работа прибора осуществл етс  следующим образом. При подключении приёора через штуцера 5 и 7 к. приемник;ам полного давлени , установленным в сечении тракта турбомашины, в сильфонах первой и второй грзгппы создают- ,с  давлени .

В полость сильфонов первой группы подаютс  полные давлени  Р, Ро... Р/ а в йолость сильфонов второй группы полные давлени  , Рп... Рп ,

В этом случае пружины 3 деформирук гс  пропорционально суммарной сила Которую создаёт кажда  группа сильфо- нов под действием давлени . При этом сила, создаваема  первой группой сильфонов , воспринимаетс  верхней пружиной и она равна,:

Sr -i- W--V

где Т - эффективна  площадь одного.

сильфона,

П - число .замер емых давлений сильфонами первой группы. Аналогично, сила, создаваема  второ группой сильфонов, воспринимаетс  нижней пружиной, котора  равна:

Claims (2)

1. 5г(Р Р2- Р - ---Ри 2Рь Под действие.м силы. S верхн   пружина переместитс  на величину Д. В этом случае средний фланец пружины . совместно с сильфонами второй группы переместитс  также на величину AI . Под действием давле1ш  в сильфонах второй группы нижний фланец пружины переместитс  относительно среднего фланца на величину Aj. сторону от точ ки опоры, т.е. от верхнего неподвижног , Тогда свободный конец пружин, св занный с датчиком положени  10, бу дет иметь перемещение, равное сумме частных перемещений, т.е. Это перемещение передаетс  дифференциально-трансформаторному датчику Положени  10, который смещаетс  относительно сердечника 11, В этом случае в обмотках датчика возникает сигнал рассогласовани , который поступает на вход электронного усилител  20 и далее на исполнительный мотор 21, который приводит в движение сельсин 1 указательную стрелку 17, потенциометр дистанционной передачи 19, синхронную передачу сельсина 15, микрометричесг кий винт 13, сердечник 11 до установглени  равновеси  на входе усилител  20 Таким образом, угол поворота микромет рического винта 13, стрелки 17 и пбте циоме-гра 19 проториионален суммарному перемещению упругого узла маномет ра. Поскольку градуировка манометра дол на производитьс  при подаче одинакового контроль.ного давлени  во все измерительные точки манометра, то может быть установлена однозначна  зависимость между средний давлением и суммарным перемещением измерительной системы. Применение одного многоточечного манометра дл  измерени  среднего йаВдени  по одному сечению тракта турбомащины непосредственно в дес ти точках позвол ет исключить использование деС ЯТИ обычных манометров дл  визуального контрол  и десйти специальных датчиков дл  (автоматического ввода данных в ЭВМ, так как данный манометр обеспечивает непосредственный отсчет показаний и выдачу необходимого сигнала дл  ЭВМ. Учитыва , что турбомащины имеют пор дка дес ти ступеней и около ста приемников полного давлени , то дл  измерени  средних значений полных давлений по сечени м этих ступеней потребует дес ть таких приборов вместо 100 обычных манометров и 100 специальных датчиков давлени . Формула изобретени  Многоточечный манометр, содержащий корпус, сильфоны, соещшенные каналами с приемниками полного давлени , и ус- ройство дл  регистрации перемещений сильфонов, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  среднего давлени , в него введены св занные с устройством дл  регистрации перемещений и соединенные последовательно шшйн(ические винтовые пружины с фланцами, на которых установлены объединенные в группы и размещенные по окружйости сильфоны, причем внутренние полости диаметрально расположенньрс свльфсжов соединены между собой и с одним из приёмников полного давлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Горлин С. М. и др. Аэромеханические измерени . М., Наука, 1964, с. 371.«
2. 2.Петунин X Н. Измерение параметров газового потока, М,, Мащипостроение , 1974, с. 67-1ОО (прототип).