УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА ВАЛА САЛЬНИКОВЫМ УПЛОТНЕНИЕМ Российский патент 2006 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено на машиностроительных заводах, изготавливающих насосы, а также на предприятиях, занимающихся вопросами совершенствования, проектирования уплотнений, повышения их долговечности и разработки новых материалов для их изготовления.

Известно устройство для определения износа выступа сальника подшипника [1], состоящее из корпуса, полого вала, уплотнения, датчика и считывающего устройства. Принцип работы этого устройства состоит в измерении радиального контактного давления манжетного уплотнения на вал, которое по мере износа уплотнения уменьшается.

Известно устройство для непрерывного измерения износа вращающего вала [2], содержащее корпус, имитатор вала, металлическое кольцо, основное и вспомогательное уплотнения, установленные между корпусом и металлическим кольцом, два источника питания, электроды, щеточные контакты и регистрирующий прибор.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для непрерывного измерения износа вращающего вала [3], содержащее корпус, полый имитатор вала, основное и вспомогательное уплотнения, установленные между корпусом и металлическим кольцом, два источника питания, причем первый выполнен в виде источника тока, электроды, закрепленные на внутренней поверхности металлического кольца, щеточные контакты и регистрирующий прибор.

Недостатком известных устройств является невысокая точность непрерывного измерения износа вращающего вала, а также невысокая надежность вследствие применения щеточных контактов в цепи передачи измерительного сигнала.

Технический результат - повышение точности измерения и надежности работы устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для непрерывного измерения износа вала сальниковым уплотнением, выполненного в виде корпуса с размещенными в нем основным и вспомогательным сальниковыми уплотнениями, контактирующего с ними полого вала с двумя щеточными контактами, подключенными к генератору тока, дифференциального усилителя и источника питания, размещенных в полости вала, установлены хомуты и прижимные гайки для регулирования параметров сальниковых уплотнений и, в частности, осуществляющие на них давление, а также последовательно внутри полого вала размещены соединенные с источником питания модулятор, подключенный к выходу дифференциального усилителя, усилитель мощности, излучатель света, а на расстоянии от вращающего вала размещены последовательно фотоприемник, усилитель, демодулятор, усилитель и регистрирующий прибор.

На чертеже изображено предлагаемое устройство для непрерывного измерения износа вала сальниковым уплотнением.

Устройство состоит из корпуса 1, имеющего внутреннюю полость 10 для смазывающей жидкости. Внутри корпуса 1 размещены основное 2 и вспомогательное 3 сальниковые уплотнения. Сальниковые уплотнения с боков фиксируются шайбами 4, 5, 6, 7, а по окружности - с помощью хомутов 8 и 9. Осевые давления на сальниковые уплотнения 2 и 3 регулируются соответственно прижимными гайками 11 и 12, которые снабжены отверстиями для специального ключа. Радиальные давления на сальниковые уплотнения 2 и 3 регулируются соответственно болтами с пружинами 13 и 14 на хомутах. Винт 15 служит для герметизации полости 10 и заливки в нее смазывающей жидкости. Сальниковые уплотнения 2 и 3 контактируют с валом 19, который выполнен полым для размещения в нем электронной части устройства.

Щеточные контакты 17 и 18 по вращающемуся валу 19 передают постоянный ток от генератора тока 16. К внутренней поверхности вала 19 припаяны три проводника, подключенные к дифференциальному усилителю 21. Места контактов проводников K1, K2, К3 выбраны так, чтобы между контактами K1 и K2 находилась зона износа вала основным сальниковым уплотнением, а между контактами K2 и К3 находилась зона вала, не подверженная износу. К выходу дифференциального усилителя 21 подключен модулятор 22, к которому, в свою очередь, подключен усилитель мощности 23. К выходу усилителя мощности 23 подключен излучатель света 24, размещенный в центре вала. Все эти блоки связаны с источником питания 20. Приемное устройство состоит из фотоприемника 26, усилителя 27, демодулятора 28, усилителя 29 и регистрирующего прибора 30.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При вращении вала 19 происходит его износ основным 2 и вспомогательным 3 сальниковыми уплотнениями. Постоянство радиального давления хомутов на сальниковые уплотнения контролируется по размеру сжатия пружин, установленных на болтах 13 и 14. В процессе проведения исследований размер пружины и, соответственно, радиальное давление с помощью болтов поддерживается постоянным. По вращающемуся валу 19 с помощью щеточных контактов 17 и 18 пропускается постоянный ток от генератора тока 16. К внутренней поверхности вала 19 припаяны три проводника, подключенные к дифференциальному усилителю 21. Напряжения на участках вала между контактами K1 и K2 и контактами K2 и К3 вычитаются дифференциальным усилителем 21, который перед началом испытаний регулируется так, чтобы напряжение на его выходе было равно нулю. В процессе износа вала возрастает электрическое сопротивление вала на участке между контактами K1 и K2. Это приводит к тому, что при постоянном значении тока, протекающего по валу, возрастает напряжение между контактами K1 и K2. Следовательно, на выходе дифференциального усилителя 21 появляется сигнал. Модулятор 22 осуществляет частотную модуляцию этого сигнала. Промодулированный по частоте сигнал усиливается усилителем мощности 23 и с помощью излучателя света 24 электрический сигнал преобразуется в промодулированный световой поток 25, который поступает на фотоприемник 26. Сигнал с выхода фотоприемника 26 усиливается усилителем 27. После усиления сигнал демодулируется демодулятором 28, а затем усиливается усилителем 29 и поступает на регистрирующий прибор 30, который записывает график изменения выходного напряжения дифференциального усилителя 21, которое является функцией износа вала 19 испытываемым уплотнением 2.

Таким образом, в результате стабилизации зоны контакта сальниковых уплотнений и вала за счет применения хомутов и прижимных гаек, а также исключения щеточного контакта в цепи измерительного сигнала за счет применения излучателя промодулированного сигнала и фотоприемного устройства повысились точность измерения и надежность работы устройства для непрерывного измерения износа вала сальниковым уплотнением.

Источники информации

1. Патент США № 3488682, кл. G 01 В, Нкл. 73-88, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 577401, кл. G 01 В 7/32, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 757914, кл. G 01 N 3/56, G 01 B 7/06, 1980 (прототип).

Устройство для непрерывного измерения износа вала сальниковым уплотнением выполнено в виде корпуса с размещенным в нем основным и вспомогательным сальниковыми уплотнениями, контактирующего с ним полого вала с двумя щеточными контактами, подключенными к генератору тока, дифференциального усилителя и источника питания, размещенных в полости вала. Дополнительно снабжено хомутами и прижимными гайками для регулирования параметров сальниковых уплотнений, при этом последовательно внутри полого вала размещены соединенные с источником питания модулятор, подключенный к выходу дифференциального усилителя, усилитель мощности, излучатель света, а на расстоянии от вращающегося вала размещены последовательно соединенные фотоприемник, усилитель, демодулятор, усилитель и регистрирующий прибор. Технический результат - повышение точности измерения и надежности работы устройства. 1 ил.

Устройство для непрерывного измерения износа вала сальниковым уплотнением, выполненное в виде корпуса с размещенным в нем основным и вспомогательным сальниковыми уплотнениями, контактирующего с ним полого вала с двумя щеточными контактами, подключенными к генератору тока, дифференциального усилителя и источника питания, размещенных в полости вала, отличающееся тем, что оно снабжено хомутами и прижимными гайками для регулирования параметров сальниковых уплотнений, при этом последовательно внутри полого вала размещены соединенные с источником питания модулятор, подключенный к выходу дифференциального усилителя, усилитель мощности, излучатель света, а на расстоянии от вращающегося вала размещены последовательно соединенные фотоприемник, усилитель, демодулятор, усилитель и регистрирующий прибор.