ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА Российский патент 2021 года по МПК G01L9/00 

Изобретение относится к техническим устройствам для измерения давления в пластичных и сыпучих средах, в т.ч. грунтах.

Известен датчик для измерения давления грунта, включающий корпус с упором, чувствительный элемент, силовоспринимающую систему и измерительное приспособление [1].

Недостатком известного устройства является относительная сложность изготовления и эксплуатации датчика.

За прототип изобретения принят наиболее близкий к предлагаемой конструкции датчика известный датчик для измерения давления грунта [2], включающий корпус с упором, силовоспринимающую систему в виде двух жестких дисков, между которыми размещен чувствительный элемент в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента, причем один из жестких дисков имеет возможность свободного перемещения по цилиндрическим направляющим и снабжен центрирующей лункой для сопряжения со сферической головкой упора, неподвижный диск размещен соосно корпусу и измерительное приспособление, выполненное из двух измерителей линейных перемещений, расположенных симметрично относительно оси симметрии дисков и закрепленных на подвижном диске.

Известный датчик [2] имеет индивидуальные эксплуатационные и конструктивные возможности для измерения давления грунта. Недостатком является относительная сложность изготовления и эксплуатации датчика.

Техническим результатом изобретения является уменьшение размеров датчика для измерения давления грунта, уменьшение количества измерителей линейных перемещений, упрощение изготовления и эксплуатации.

Поставленная задача решается таким образом, что в датчике для измерения давления грунта, включающий корпус, силовоспринимающую систему в виде двух жестких дисков, между которыми размещен чувствительный элемент в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента, причем один из жестких дисков имеет возможность свободного перемещения по цилиндрическим направляющим, неподвижный диск, размещенный соосно корпусу, и измерительное приспособление, отличающийся тем, что чувствительный элемент и подвижный жесткий диск выполнены в виде кольца, причем подвижный жесткий диск снабжен тремя упорами, расположенными в трех точках под углом 120 градусов, измерительное приспособление выполнено в виде датчика перемещения, а неподвижный жесткий диск снабжен центрирующей лункой для сопряжения с наконечником датчика перемещения, расположенного по оси симметрии дисков и закрепленного на подвижном жестком диске.

Новизна изобретения заключается в том, что чувствительный элемент и подвижный жесткий диск выполнены в виде кольца, причем подвижный жесткий диск снабжен тремя упорами, расположенными в трех точках под углом 120 градусов, измерительное приспособление выполнено в виде датчика перемещения, а неподвижный жесткий диск снабжен центрирующей лункой для сопряжения с наконечником датчика перемещения, расположенного по оси симметрии дисков и закрепленного на подвижном жестком диске.

Предложенное конструктивное исполнение позволяет уменьшить размеры датчика и количество датчиков перемещений, упростить изготовление и эксплуатацию датчика для измерения давления грунта.

Конструкция датчика поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан датчик для измерения давления грунта (вид сбоку с разрезом корпуса вертикальной плоскостью), на фиг. 2 - датчик для измерения давления грунта (разрез а-а), на фиг. 3 - датчик для измерения давления грунта (разрез б-б).

Датчик для измерения давления грунта состоит из корпуса 1, чувствительного элемента 2, датчика перемещения 3 с фиксатором 4, силовоспринимающей системы в виде двух жестких дисков 5 и 6, цилиндрических направляющих 7, регулировочных гаек 8, центрирующей лунки 9, подвижного герметичного уплотнителя 10, упоров 11 и узла крепления 12 датчика перемещения 3.

Измеряемая сила передается на датчик давления через упоры 11, установленные в трех точках, расположенных под углом 120° относительно друг друга. Чувствительный элемент 2 выполнен в виде кольца из упругосжимаемого материала, например резины, и размещен соосно между двумя жесткими дисками 5 и 6, соосно ориентированными относительно друг друга направляющими 7. Первый диск 5, выполненный в виде кольца, имеет возможность перемещаться по направляющим 7. Второй диск 6 соединен с корпусом 1 подвижным герметичным уплотнителем 10. Гайками 8 создается и регулируется предварительное сжатие чувствительного элемента 2. Датчик перемещения 2 закреплен на диске 5 узлом крепления 12.

Датчик для измерения давления грунта работает следующим образом.

На выровненное грунтовое основание 13 устанавливают датчик для измерения давления грунта в собранном виде так, чтобы наружная поверхность жесткого диска 6 имела непрерывный контакт с основанием 13. Фундамент или заменяющий его штамп со специальным гнездом для размещения датчика для измерения давления грунта монтируют так, чтобы подошва фундамента/штампа была в одной плоскости с наружной поверхностью жесткого диска 6. При этом упорами 11 фиксируют исходное положение датчика для измерения давления грунта и регистрируют начальные показания датчика перемещений 3. После нагружения грунтового основания фундаментом или штампом регистрируют текущие значения показаний датчика перемещений 3, которые принимают за значение сжатия чувствительного элемента 2, по которому судят о величине измеряемого давления грунтового основания.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1254113, E02D 1/00 от 13.10.1983.

2. Патент РФ RU 2656136 C1 от 22.08.2017.

Изобретение относится к техническим устройствам для измерения давления в пластичных и сыпучих средах, в т.ч. грунтах. Датчик для измерения давления грунта содержит корпус, силовоспринимающую систему в виде двух жестких дисков, между которыми размещен чувствительный элемент в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, один из жестких дисков имеет возможность свободного перемещения по цилиндрическим направляющим, неподвижный диск, размещенный соосно корпусу, и измерительное приспособление. Чувствительный элемент и подвижный жесткий диск выполнены в виде кольца, подвижный жесткий диск снабжен тремя упорами, расположенными в трех точках под углом 120 градусов, измерительное приспособление выполнено в виде датчика перемещения, а неподвижный жесткий диск снабжен центрирующей лункой для сопряжения с наконечником датчика перемещения, расположенного по оси симметрии дисков и закрепленного на подвижном жестком диске. Технический результат изобретения - уменьшение размеров датчика для измерения давления грунта, уменьшение количества измерителей линейных перемещений, упрощение изготовления и эксплуатации. 3 ил.

Датчик для измерения давления грунта, включающий корпус, силовоспринимающую систему в виде двух жестких дисков, между которыми размещен чувствительный элемент в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента, причем один из жестких дисков имеет возможность свободного перемещения по цилиндрическим направляющим, неподвижный диск, размещенный соосно корпусу, и измерительное приспособление, отличающийся тем, что чувствительный элемент и подвижный жесткий диск выполнены в виде кольца, причем подвижный жесткий диск снабжен тремя упорами, расположенными в трех точках под углом 120 градусов, измерительное приспособление выполнено в виде датчика перемещения, а неподвижный жесткий диск снабжен центрирующей лункой для сопряжения с наконечником датчика перемещения, расположенного по оси симметрии дисков и закрепленного на подвижном жестком диске.