УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ ГИДРОСИСТЕМ Российский патент 1997 года по МПК G01N11/08 

Изобретение относится к устройствам для бортового контроля технического состояния гидросистем строительных машин, а именно к устройствам для измерения вязкости рабочей жидкости.

Известны вискозиметры, действие которых основано на зависимости перепада давления на чувствительном элементе капиллярной трубке от вязкости анализируемой жидкости, протекающей через капиллярную трубку при постоянном расходе (Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник /В.Я.Баранов, Т. Х. Безновская, В.А.Бек и др. Под. общ. ред. В.В.Черенкова. Л. Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987).

К этим приборам относятся автоматические капиллярные вискозиметры типа АКВ. Прибор состоит из рабочего узла, термостатирующего устройства и барабана с приводом. Измерение производится в рабочем узле при истечении испытуемой среды через капилляр круглого сечения. Вискозиметры в лабораторных условиях и не могут быть использованы в качестве средства бортового контроля вязкости рабочих жидкостей гидросистем.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения вязкости жидкости (авт. св. N 949415, МКИ G 01 N 11/08, б.и. N 29, 1982), содержащее сужающее устройство, установленное в технологическом трубопроводе, проточный корпус, в котором последовательно расположены: стабилизатор расхода, выполненный в виде автоматически регулируемого дросселя и нерегулируемого дросселя, блока сравнения, и чувствительный элемент капиллярная трубка. Движение жидкости через проточный корпус, соединенный с технологическим трубопроводом, осуществляется за счет перепада давления на сужающем устройстве. Стабильность расхода жидкости через капилляр достигается путем поддержания постоянного перепада давления на нерегулируемом нелинейном дросселе посредством автоматически регулируемого дросселя, представляющего собой насадку с конусообразным отверстием и конусообразное тело, приводимое в движение мембраной элемента сравнения через рычаг, точкой опоры которого служит подвижное днище сильфона, закрепленного на проточном корпусе. О вязкости судят по величине перепада давления на капиллярной трубке.

Конструкция данного устройства позволяет осуществлять контроль вязкости и может быть применена как бортовое, постоянно встроенное, например в гидросистему, средство контроля вязкости рабочей жидкости.

Однако устройство имеет ряд недостатков:
значительную потерю напора на сужающем устройстве в технологическом трубопроводе;
использование в качестве измерителя вязкости дифференциального манометра, существующие конструкции которых громоздки и не приспособлены к работе на мобильной, например строительной машине;
невысокую точность в результате изменения температуры жидкости в процессе ее движения через проточный корпус, а также несовершенство конструктивного решения устройства стабилизации потока, заключающееся в нежестком креплении опоры рычага в плоскости перемещения конусообразного тела.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерений и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения вязкости рабочих жидкостей гидросистем, содержащем стабилизатор расхода, подсоединенный к сливному трубопроводу гидросистемы и чувствительный элемент, выполненный в виде капилляра и соединенный с измерителем вязкости и стабилизатором расхода, стабилизатор расхода выполнен в виде автоматически регулируемого игольчатого дросселя, состоящего из неподвижно установленной в корпусе дроссельной иглы, рабочая поверхность которой имеет форму гиперболоида 1/2 порядка и неуплотненного полого плавающего подпружиненного поршня с днищем, выполненным в виде диафрагмы со скошенными кромками, чувствительный элемент установлен в гидробаке гидросистемы ниже уровня жидкости, а измеритель вязкости, выполненный в виде манометра, отградуированного в единицах кинематической вязкости, установлен между чувствительным элементом и стабилизатором расхода, кроме того, стабилизатор расхода подсоединен к сливному трубопроводу гидросистемы перед ее элементом, имеющим гидросопротивление.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, подключенного к сливной магистрали гидросистемы и конструкции стабилизатора расхода.

Устройство для измерения вязкости рабочих жидкостей гидросистем состоит из чувствительного элемента 1 (фиг. 1), измерителя вязкости 2 и стабилизатора расхода 3. Чувствительный элемент выполнен в виде капилляра, соединенного с измерителем вязкости и стабилизатором расхода и установлен в гидробаке гидросистемы ниже уровня рабочей жидкости. Измеритель вязкости выполнен в виде манометра, отградуированного в единицах кинематической вязкости и установлен между чувствительным элементом и стабилизатором расхода. Стабилизатор расхода выполнен в виде автоматически регулируемого дросселя и включает в себя: корпус 4, в днище которого ввернута дроссельная игла 5 с рабочей поверхностью, имеющей форму гиперболоида 1/2 порядка, контргайку 6 для фиксации иглы в определенном положении, неуплотненный полый плавающий поршень 7, днище которого выполнено в виде диафрагмы со скошенными кромками, пружину 8 и крышку 9. Устройство подсоединяется к сливному трубопроводу гидросистемы перед ее элементом, имеющим сопротивление, например перед фильтром 10.

Работает устройство следующим образом. Жидкость из сливной линии поступает в стабилизатор расхода 3, затем через капиллярную трубку 1, установленную в гидробаке ниже уровня рабочей жидкости, что обеспечивает равенство температур в предлагаемом устройстве и гидросистеме, вытекает в гидробак. О величине вязкости судят по показанию манометра 2, отградуированного в единицах кинематической вязкости. Поддержание постоянного расхода жидкости заключается в следующем. Если расход испытуемой жидкости увеличивается по сравнению с расчетным, пример в случае повышения давления в сливном трубопроводе или уменьшения вязкости рабочей жидкости, то увеличивается перепад давления на диафрагме полого плавающего поршня 7, который в результате этого, сжимая пружину 8, переместится вниз, уменьшив при этом площадь кольцевого зазора между отверстием диафрагмы и дроссельной иглой 5, а соответственно и расход. При уменьшении расхода поршень 7 переместится вверх и тем самым увеличит расход рабочей жидкости до его расчетного значения. Крайние верхнее и нижнее положения поршня 7 соответствует верхнему и нижнему пределам измерения.

Таким образом, предлагаемое устройство для измерения вязкости рабочих жидкостей гидросистем обладающих следующими преимуществами по сравнению с прототипом: более высокой точностью измерений; простотой получения информации; простотой подключения устройства к гидросистеме; малыми габаритами; удобством в эксплуатации; отсутствием дополнительных потерь напора в гидролинии, связанных с подключением к ней прелагаемого устройства.

Точность измерений повышается за счет совершенствования конструкции стабилизатора расхода, заключающемся в применении неподвижной дроссельной иглы, рабочая поверхность которой имеет форму гиперболоида 1/2 порядка и неуплотненного полого плавающего подпружиненного поршня с днищем, выполненным в виде диафрагмы со скошенными кромками, а также за счет помещения капиллярной трубки в гидробак.

Упрощение конструкции устройства, уменьшение его габаритов, а также простота получения информации и удобство эксплуатации достигнуто посредством применения в качестве измерителя вязкости манометра.

Отсутствие дополнительных потерь напора в гидролинии, связанных с подключением к ней устройства, обусловлено использование в качестве источника перепада давления какого-либо элемента гидросистемы, например фильтра.

Использование: устройство предназначено для измерения вязкости жидкостей. Сущность изобретения: устройство содержит стабилизатор расхода, подсоединенный к сливному трубопроводу гидросистемы, и чувствительный элемент, выполненный в виде капилляра и соединенный с измерителем вязкости и стабилизатором расхода. Стабилизатор расхода выполнен в виде автоматически регулируемого игольчатого дросселя, состоящего из неподвижно установленной в корпусе дроссельной иглы, рабочая поверхность которой имеет форму гиперболоидам 1/2 порядка, и неуплотненного полого плавающего подпружиненного поршня с днищем, выполненным в виде диафрагмы со скошенными кромками. Чувствительный элемент установлен в гидробаке гидросистемы ниже уровня рабочей жидкости. Измеритель вязкости выполнен в виде манометра, отградуированного в единицах кинематической вязкости, и установлен между чувствительным элементом и стабилизатором расхода. Стабилизатор расхода подсоединен к сливному трубопроводу гидросистемы перед ее элементом, имеющим гидросопротивление. 1 ил.

Устройство для измерения вязкости рабочих жидкостей гидросистем, содержащее стабилизатор расхода, подсоединенный к сливному трубопроводу гидросистемы, и чувствительный элемент, выполненный в виде капилляра и соединенный с измерителем вязкости и стабилизатором расхода, отличающееся тем, что стабилизатор расхода выполнен в виде автоматически регулируемого игольчатого дросселя, состоящего из неподвижно установленной в корпусе дроссельной иглы, рабочая поверхность которой имеет форму гиперболоида 1/2 порядка, и неуплотненного полого плавающего подпружиненного поршня с днищем, выполненным в виде диафрагмы со скошенными кромками, чувствительный элемент установлен в гидробаке гидросистемы ниже уровня рабочей жидкости, а измеритель вязкости, выполненный в виде манометра, отградуированного в единицах кинематической вязкости, установлен между чувствительным элементом и стабилизатором расхода, кроме того стабилизатор расхода подсоединен к сливному трубопроводу гидросистемы перед ее элементом, имеющим гидросопротивление.