УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ПЕРЕГРУЗОК Российский патент 1995 года по МПК G01P15/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации и фиксирования максимальных значений ускорений изделий при больших перегрузках (падение, удар), а также при последующем воздействии больших температур (например, пожар) или агрессивных сред (например, вода).

Известны неэлектрические датчики ускорений, в которых перегрузка фиксируется разрушением чувствительного элемента при определенной перегрузке или кернением стержнем поверхности [1] [2] В указанных устройствах акселерометры измеряют перегрузку путем воздействия инерционного тела на деформируемые индикаторы (элементы). Существенным недостатком этих устройств является сложность конструкции, неопределенность показаний при наличии боковых перегрузок, а также необходимость иметь приборы, позволяющие точно измерять величину керненого пятна.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство [3] которое представляет собой массу, удерживаемую в устойчивом положении в недоступной камере при помощи хрупкой или упругой или растяжимой системы. Каждое нормальное перемещение камеры, взаимодействующей с защищаемым объемом, под действием инерционных сил вызывает изменение положения массы. К недостаткам указанного прототипа следует отнести то, что он не позволяет определить максимальную перегрузку, а лишь интегральную (суммарную) величину перегрузок, в конструкции не предусмотрены меры для варианта измерений боковых перегрузок и, кроме того, в прототипе не предусмотрена возможность фиксирования перегрузок после воздействия факторов окружающей среды (пожар, вода и другие).

Цель изобретения фиксирование максимальной перегрузки и сохранение данных о величине ускорений после воздействия агрессивной среды или высокой температуры.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит полый корпус 1 с крышкой 2, деформирующий элемент 3, на наружной боковой поверхности которого выполнены одна за другой кольцевые выемки в виде острого угла, одна сторона которого совпадает с направляющей боковой поверхности. Деформирующий элемент 3 удерживается внутри корпуса 1 в устойчивом положении за счет хрупкой или упругой, или растяжимой системы 4. Деформируемый элемент состоит из втулки 5 и расположенной под ней аксиально втулке 5 и коаксиально корпусу 1 плоской шайбы 6. В дне корпуса 1 выполнено сквозное осевое отверстие. Деформирующий элемент снабжен наконечником 7 с конической боковой поверхностью, сужающимся в направлении плоской шайбы 6 и упирающимся в нее. Для предотвращения деформации хрупкой системы 4 в конструкцию введены предохранительное кольцо 8 и металлическая втулка 9.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении ускорения деформирующий элемент 3, отклоняясь в направлении действия ускорения, разрушает разрывной элемент 4.

Двигаясь, деформирующий элемент 3 внедряется в пластическую массу втулки 5 направляющими кромками, кроме того, наконечник 7 деформирующего элемента 3 продвигается в плоской пластичной шайбе 6 до полной остановки. Принимая во внимание зависимость перемещения деформирующего элемента 3 с наконечником 7 от перегрузки, значение перегрузки определяется по величине выдвинутой части наконечника 7 из плоской шайбы 6.

При меньшем по величине нагрузки ударе плоская шайба 6 препятствует перемещению наконечника 7 деформирующего элемента 3 в направлении перегрузки, поэтому более слабые по величине ускорения не изменяют показаний устройства (степень выдвижения наконечника 7 из плоской шайбы 6).

Если повторный удар противоположен по направлению первому, то направляющие кромки не позволяет деформирующему элементу 3 переместиться в противоположном направлении. Для более жесткого препятствия перемещению в противоположном направлении во втулке 5 можно выполнить металлические бороздки с противоположными по направлению направляющими деформирующего элемента 3.

При выполнении деформируемого элемента (втулки 5 и плоской шайбы) из твердого спекаемого материала, например фторопласта, устройство дополнительно позволяет фиксировать величину перегрузки после воздействия агрессивной среды или высокой температуры. Под действием факторов агрессивной среды объем пластической втулки увеличивается (спеканием или набуханием), тем самым надежно фиксируется деформирующий элемент, по перемещению наконечника которого определяется величина перегрузки.

Меняя внутренний диаметр пластической втулки 5, конусность наконечника 7 и внутренний диаметр плоской шайбы 6, можно изменять пределы измерений ускорения.

Устройство позволяет устойчиво измерять перегрузки при несовпадении оси устройства и направления нагружения (вектора ускорения) в секторе не менее 120^о. Это достигается разнесением массы деформирующего элемента 3 по его периферии (путем выборки металла в середине деформирующего элемента).

При задании диапазона перегрузок с небольшим нижним пределом измерения разрывной элемент 4 можно не устанавливать, так как существует начальное усилие вхождения наконечника 7 в пластическую плоскую шайбу 6, которое физически заменяет разрывной элемент.

Использование: приборостроение, приборы для фиксации величины перегрузки. Сущность изобретения: устройство для фиксации перегрузок содержит полый корпус, деформирующий элемент, удерживаемый внутри корпуса в устойчивом положении за счет хрупкой или упругой, или растяжимой системы, взаимодействующей с деформируемым элементом, причем на наружной боковой поверхности деформирующего элемента выполнены одна за другой кольцевые выемки в виде острого угла. Деформируемый элемент состоит из втулки и расположенной под ней аксиально втулке и коаксиально корпусу плоской шайбы. В дне корпуса выполнено сквозное осевое отверстие. Деформирующий элемент снабжен наконечником с конической боковой поверхностью, сужающимся в направлении шайбы и упирающимся в нее. 1 з.п. ф-лы., 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ПЕРЕГРУЗОК, содержащее полый корпус с крышкой, инерционную массу, удерживаемую внутри корпуса на упругом или хрупком элементе, отличающееся тем, что в дне корпуса выполнено сквозное осевое отверстие, на внутренней боковой поверхности корпуса закреплена пластичная втулка, ниже нее размещена коаксиально корпусу плоская пластичная шайба, инерционная масса снабжена наконечником с конической боковой поверхностью, сужающейся в направлении плоской шайбы и упирающейся в нее, причем на наружной боковой поверхности инерционной массы выполнены кольцевые выемки в виде острого угла, одна сторона которого перпендикулярна направляющей боковой поверхности. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пластичные втулка и шайба выполнены из твердого спекаемого материала.