МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР Российский патент 1994 года по МПК G01L7/04 

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.

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.

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.

Известны отдельные попытки решения проблемы путем внесения некоторых технических изменений в конструкцию приборов. Однако по причине недостаточной эффективности они не получили практического применения.

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.

Таким образом, принцип действия рассматриваемого технического решения заключается в периодическом разрыве кинематической связи манометрического чувствительного элемента с зубчатым сектором.

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.

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.

Предельно простое конструктивное решение проблемы позволяет изготовить предлагаемый манометрический прибор в любой мастерской КИП.

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.

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.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерений, виброустойчивости и надежности действия контрольно-измерительных приборов за счет исключения влияния пульсации измеряемой среды на показания приборов.

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.

В зависимости от характера действующих сил пружина может быть пластинчатой или цилиндрической. В качестве пластинчатых пружин могут использоваться заводные пружины часовых механизмов.

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.

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.

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.

В связи с чем предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями от известных.

В результате проведенного испытания установлена эффективность предлагаемого технического решения, позволившего практически ликвидировать влияние пульсации давления на показания манометра.

Стендовая поверка опытного образца прибора подтвердила его соответствие паспортному классу точности.

На фиг. 1 изображен манометрический прибор, общий вид; на фиг. 2 - пружинный компенсатор; на фиг. 3 - стрелка прибора с инерционным диском.

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.

Манометрический прибор работает следующим образом.

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.

Сочетание инерционного диска и пружинного компенсатора обеспечивает эффективное действие прибора в широком диапазоне амплитуды и частоты колебаний измеряемой среды.

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.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления. Сущность изобретения: в прибор введена пластинчатая пружина, установленная в рассечку зубчатого сектора, а на стрелке закреплен инерционный диск, центр которого расположен на оси вращения стрелки. 3 ил.

МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР, содержащий чувствительный элемент и передаточный механизм в виде системы тяг и зубчатого сектора, кинематически связанных со стрелкой, расположенной на оси ее вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения виброустойчивости прибора, в него введена пластинчатая пружина, установленная в рассечку зубчатого сектора, а на стрелке закреплен инерционный диск, центр которого расположен на оси вращения стрелки.