SU789683A1 - Гидравлическое устройство дл измерени линейных перемещений - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений в металлургии, приборостроении, машиностроении и строительстве.

Известны устройства дл  измерени  линейных перемещений, например, зазора между валками прокатной клети, измен ющегос  в процессе прокатки, содержащие преобразователь перемещени , установленный иепосредственно на подвижных элементах смстемы гидроуравновешивани  рабочих валков,например , на штоке поршн  гидродомкра- та или в плунжере. При изменении рассто ни  между подушками валков происходит соответствующее ему перемещение поршн  гидродомкрата, которое преобразуетс  св занным с иим преоб-. разователем в электрический сигнал

W..

Недостатком известного устройства  вл етс  больша  погрешность измерени , св занна  с утечками и потер ми на трение, возникающими между .. гидроцилиндром и поршнем гхдродомкрата , и низка  эксплуатационна  надежность , св занна  с необходимостью расположени  чувствительности элемента преобразовател  в непосредственной близости от подушек и вгшков прокатной клети.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо5 -му эффекту  вл етс  гидравлическое устройство дл  измерени  линейных перемещений, содержащее сообщенные: между собой, выполненные, например по идентичньт гидравлическим схемам

Iv преобраэсшатель перемещений и узел установки нул , каждый в виде соосных корпуса н подпружиненного относительно корпуса и соединенного с ним через сильфон поршн  .с измерительным

tS наконечником в преобразователе и винctM настройки в узле установки нул  и пшроэлектрический датчик йеремещени  2.

Недостаток известного устройства20 низка  точность измерени , обусловлевна  упругими деформаци ми сильфонов .

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

25 Указанна  цель достигаетс  тем, что преобразователь перемещений и узел установки нул  снабжены ка адый двум  дополнительными соосными основному сильфонами одинакового диаметра,

30 Меньшего, чем у основного сильфона. соедин ющими поршень с противоположными стенками корпуса и образующими ве внутренние, сообщенные с атмосферой полости, в которых размещены пружины, наконечник и винт, и две внешние, заполненные жидкостью полос ти, а гидроэлектрический датчик выполнен в виде полого цилиндра со сво бодно перемещающимс  поршнем, дел ;щим полость цилиндра на две части, кажда  из которых сообщена с идентичными внешними полост ми преобразо вател  перемещений и узла;установки нул , и электрического преобразовател  перемещени  поршн  цилиндра. На чертеже схематически изображено гидравлическое устройство дл  измерени  линейных перемещений. Гидравлическое устройство дл  измерений линейных перемещений содер-. жит основной сильфон 1, расположенный внутри корпуса 2, механическое звено, включающее измерительный наконечник 3, упирающийс  в фигурный поршень 4 основного сильфона 1, распорную пружину 5, дополнительные сильфоны б и 7, трубопроводы 8 и 9, соедин ющие две рабочие полости корпуса 2 с полост ми цилиндра 10,внутри которого расположен свободно пере мещающийс  поршень 11, преобразователь 12 перемещени  в электрический сигнал, вентили 13 и 14, гидравличес кий узел 15 установки нул , соеди-ненный трубопроводами 16 и 17 с полост ми цилиндра 10. В состав гидрав лического узла установки нул  вход т корпус 18, внутри которого установлены сильфон 19 с фигурным поршнем 20, дополнительные сильфоны 21 и 22, распорна  пружина 23 и микрометричес кий винт 24. Корпус 2 и наконечник 3 опираютс  на противолежащие поверх ности элементов конструкции 25 и 26, взаимные перемещени  которых требуетс  измер ть. Внутри корпуса 2 с помощью сильфо нов 1, 6 и 7 образованы четыре отделенные друг от друга полости: полости А и б , представл ющие собой дифференциальный объемный элемент, и две полости, заключенные внутри силь фонов 6 и 7, сообщающиес  с атмосферой через отверсти  в корпусе 2. Внутри корпуса 18 с помощью компенсационного сильфонов 19, 21 и 22 также образованы четыре отделенные друг от друга полости: полости Ь и Г представл ющие собой дифференциальный объемный элемент,и две полости, заключенные внутри сильфонов 21 и 22, сообщающиес  с атмосферой через отверсти  в корпусе 18. Объем, заключенный внутри цилиндра 10, с помощью поршн  11 также разделен на две полости Д и Е , cooQ щающиес  трубопроводами 8 и 9 с полост ми Д и Б/ соответственно, а рубопроводами 16 и 17 - с полост ми и Г, соответственно. Замкнутые объемы, образованные ообщающимис  полост ми А ,Ъ и Д с рубопроводами 8 и 16, сообщающимис  олост ми Б , Г и Е с трубопроводами и 17, заполнены рабочим телом,наример , спйртоглицериновой смесью. оршень 11 всегда устанавливаетс  в аком положении, при котором давлеие рабочего тела во всех обозначеных полост х практически одинаково. ентили 13 и 14 служат дл  заполнейи  полостей А , Б ,S , Г , Д и Е рабочим телом, а распорные пружины 5 и 23 необходимы дл  обеспечени  требуемого усили  прижима фигурных поршней 4 и 20 к элементам, передающим перемещение наконечнику 3 и микрометрическому винту 24. Устройство работает следующим образом . Когда рассто ние между поверхност ми 25 и 26 соответствует начальному положению, поршень 11 находитс  в нулевом положении, например, расположен в центре цилиндра, а преобразователь перемещени  в электрический сигнал 12 вырабатывает сигнал, соответствующий зтому положению поршн  (например, нулевой). При этом давление рабочего тела в полост х А,б,Е,Г,Д иЕ одинаково. При изменении рассто ни  между поверхност ми 25 и 26, например, . уменьшении рассто ни  относительно исходного, наконечник 3 давит на поршень 4, сжима  основной сильфон 1. Сжатие сильфона 1 приводит к уменьшению объема полости А и такому же увеличению объема полости Б, что вызывает увеличение давлени  рабочего тела в полост х А,Б и Д и уменьшение давлени  рабочего тела в. полост х Б ,Г и Е . Под действием разности давлений поршень 11 переместитс  внутри цилиндра 10 вниз и займет , новое положение, при котором восстанов тс  прежние .суммарные объемы полостей А,Ь,Д, и Б,Г,Е а давление во всех обозначенных полост х примет первоначальное значение. В случае увеличени  рассто ни  между поверхност ми 25, 26 наконечник 3 под действием пружины 5 переместитс  вверх сильфон 1 раст нетс , что приведет к увеличению объема полости Л и такому же уменьшенрно объема полости В . Давление рабочего тела в полост х А,В ,Д уменьшитс , а в полост х Б, Г,Е - увеличитс . Под действием возникшей разности давлений поршень 11 переместитс  внутри цилиндра 10 и займет положение, при котором вновь восстанов тс  прежние суммарные объемы полостей А,Ъ ,Д иБ,Г,Е , а давление во всех полост х займет первоначальное значение.

Величина перемещени  поршн  11 определ етс  соотношением

d -d uM. .. )

Ъ где л h - изменение рассто ни  между

поверхност ми 25 и 26; d - действующий диаметр сильфона 1; 6 - действующий диаметр вспомогательных сильфонов б и 7 ; Л Н - величина перемещени  11;

d - диаметр поршн  11. Здесь и далее погрешностью,вносимой за счет конечной массы поршн , пренебрегаем.

Преобразователь 12 преобразует перемещение поршн  11 в соответствующей электрический сигнал.

Отсутствие разности давлений в полост х цилиндра в состо нии поко , обусловленное малой величиной трени  поршн  11 о стенки цилиндра 10,смоченные рабочим телом жидкocть), практически исключает переток жидкости между полост ми цилиндра 10 в статическом состо нии, а незначительный переток, возникающий во врем  перемещени , пропорционален величине пробега поршн  11 и не может накапливатьс  более величины, соответствующей одному полному ходу йоршн  11 в цилиндре 10. Дл  снижени  величины перетока рабочего тела цилиндр 10 и поршень 11 выполн ютс  с высокой точностью обработки соприкасающихс  поверхностей.

Изменение положени  поршн  11, например при необходимости перейти на новую точку отсчета, осуществл етс  путем вращени  микрометрического винта 24.- .

В св зи с возможностью получить значительное усиление перемещени  поршн  11 по сравнению с измер емым перемещением к преобразователю nepej мещени  в электрический сигнал;, предъ вл ютс  невысокие требовани  в части разрешающей способности и он может быть выполнен,например, по принципу электромагнитного снитыва-:. ни .

Устройство позвол ет создать средства дл  измерени  перемещений механизмов , эксплуатирующихс  в т желых услови х (большие перепады температур , загр зненность, наличие воды и lapa).

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Гидравлическое устройство дл  измерени  линейных перемещений, содер жащее сообщенные между собой, выполненные , например, по идентичным гидравлическим схемам, преобразователь, перемещений и узел установки нул ,

   каждый в виде соосных корпуса и подпружиненного относительно корпуса и соединенного с ним через сильфон поршн  с измерительным наконечником в преобразователе и винтом настройки в узле установки нул  и гидроэлектрический датчик перемещени , о тличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, измерени , преобразователь перемещений и узел установки нул  снабжены каждый двум  дополнительными соосными основному сильфонами одинакового диаметра, меньшего, чем у основного сильфона, соедин ющими поршень с противоположными стенками корпуса и образую-щйми две внутренние, сообщенные с атмосферой полости, в которых размещены пружины, наконечник и винт, и две внешние, заполненные жидкостью полости, а гидроэлектрический датчик

   выполнен в виде полого цилиндра со свободно перемещающимс  поршнем,дел щим полость цилиндра на две части, кажда  из которых сообщена с идентичными в аешними полост ми преобразовател  перемещений и узла установки нул , и электрического преобразовател  перемещени  порин  цилиндра.

   Источники 1 нформации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Австралии 442545, кл. В 21. е 1973.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 435451, кл. G 01 В 13/16, 1975 (, прототип) .