Устройство для измерения давления в трубопроводе Советский патент 1988 года по МПК G01L9/08 

10

00

а

4

;о

1C

Изобретение относится к области приборостроения. Цель изобретения повышение надежности. При установке устройства на трубопровод последний укладывается в фиксируюпще пазы, части 1 и 2 стягиваются между собой зажимами, в результате чего трубопровод через защитный элемент деформирует упругие 10 и чувствительный 9 элементы до тех пор, пока он не будет охвачен фиксирующими пазами. При повышении давления в трубопроводе 7 его наружный диаметр увеличивается. Деформация трубопровода через защитный элемент передается чувствительному элементу 9, сжимая его в одном направлении и одновременно растягивая в другом. При деформации чувствительный элемент 9 вырабатывает электрический заряд, величина которого пропорциональна деформации наружного диаметра трубопровода, и следовательно давлению внутри него. 1 3.п. ф-лы, 4 ил. $ (Л

U2.i

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения и контроля давления жидкостей и газов в трубопроводе.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 изображено устройство вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - нижняя часть корпуса в изометрической проекции.

Устройство содержит корпус, состоящий из двух частей 1 и 2, соединенных между собой подвижно: на од- ном конце они соединяются с помощью оси 3 и могут поворачиваться вокруг нее, а на другом конце - разъемным зажимом 4. В каждой части корпуса выполнены одинаковые внутренние по- лости 5, а также образованы фиксирующие пазы 6 для контролируемого трубопровода 7. В каждой внутренней полости 5 помещены эаиситный 8, чувствительный 9 и упругий 10 элементы. При этом защитный элемент 8 контактирует одновременно с трубопроводом 7 и с одной поверхностью чувствительного элемента 9, является одним из электродов последнего. Другим электродом является тонкая металлическая пластинка 11, которая связана проводником 12 с электрически изолированной от трубопровода осью 3. Упругий элемент 10 соединен неподвижно с основанием полости 5.

Между чувствительным 9 и упругим 10 элементами установлены дополнительный упругий элемент 13 и жесткая прокладка 14, неподвижно соединенные между собой, а также с чувствительным 9 и упругим 10 элементами соответственно. Неподвижное соединение слоев друг с другом, а также с внутренней поверхностью полости осуществляется например с помощью клея .

Жесткая прокладка 14 выполнена мталлической, например из латуни, и электрически соединена с защитным элементом 8, образуя экран для чувствительного элемента 9.

Части 1 и 2 корпуса могут быть выполнены например из капролона методом литьевого прессования.

Защитный элемент 8 может быть выполнен например из медной фольги толщиной 0,05 мм.

,

Г 0

5

0

5

0

5

72

В качестве чувствительного элемента 9 может использоваться пьезоэлек-р- рическая пленка, например марки ПВДФ-1.

Упругий элемент 10 может быть выполнен из маслобензостойкой резины, например марки МБС-3826, толщиной 4 мм.

Промежуточный упругий элемент 13 может быть выполнен например из полиуретана толщиной 0,5 мм.

Жесткая прокладка 14 может быть выполнена например из латуни толщиной 0,3 мм.

Работа устройства состоит в следующем.

Перед установкой устройства на трубопровод зажим 4 открыт, части I и 2 разведены в стороны поворотом их вокруг оси 3, а упругие элементы 10 и 13 и чувствительный элемент 9 находятся в свободном недеформированном состоянии. При этом наружная поверхность защитного элемента 8 выступает над поверхностью фиксирующих пазов на 0,3-0,5 мм.

При установке устройства на трубопровод последний укладывается в фиксирующие пазы 6, части I и 2 стягиваются между собой зажимом 4. В результате стягивания частей I и 2 трубопровод через защитный элемент

8деформирует упругие и чувствительные элементы до тех пор, пока он не будет полностью охвачен фиксирующими пазами 6. При этом упругие элементы 10 и 13 сжимаются на величину 0,3-0,5 мм, а чувствительный элемент 9, выполненный из пьезоэлектрической пленки, получает начальную деформацию, необходимую для его работы.

I

При повышении давления в трубопроводе 7 его наружный диаметр увеличивается. Деформация трубопровода через защитный элемент 8 передается чувствительному элементу 9, сжимая его в одном направлении и одновременно растягивая в другом.

При деформации чувствительный элемент 9 вырабатывает электрический заряд, величина которого пропорцио- нальна деформации наружного диаметра трубопровода и, следовательно, давле-, нию внутри него.

Подобная картина происходит одновременно в обеих частях корпуса. В результате с оси 3, электрически изо-

лированной от трубопровода гибким кабелем, снимается электрический сигнал, пропорциональный давлению в трубопроводе. Общим проводом служит сам трубопровод, электрически соединенный через защитный элемент с одним из полюсов чувствительного элемента.

Как было отмечено, величина на- чальной деформации упругих элементо 10 и 13 в радиальном по отношению к оси трубопровода направлении составляет 0,3-0,5 мм. Поскольку жесткост защитного элемента много больше жесткости упругих элементов, то вся деформация приходится на последние. При сжатии упругих элементов в радиальном направлении они увеличиваю свои размеры в осевом (по оси трубо провода) направлении. Связь между деформациями по разным направлениям определяется выражением:

Р ,

где fo , р - относительная деформа- ция в осевом и радиальном направлениях соответственно; ц- коэффициент Пуассона материала упругих элементов.

В предлагаемом устройстве упруги элемент с помощью жесткой прокладки 14 разделен на две части, причем толщина дополнительного упругого элемента 13 в несколько раз меньше толщины упругого элемента 10, опре- деляется щероховатостью контролируемого трубопровода, его кривизной и равна например 0,5 мм при толщине упругого элемента 10, равной А мм. При таком соотношении размеров осе- вая деформация сс дополнительного упругого элемента 13, непосредствен-{но связанного с защитным элементом 8, снижается в 9 раз, что соответственно снижает во столько же раз и усилия, отрывающие защитный элемент от промежуточного упругого элемента. В результате повышается надежность устройства.

Выполнение жесткой прокладки 14 металлической и электрическая связь ее с защитным элементом 8 позволяют полностью экранировать чувствительный элемент 9 от влияния помех электрического характера и тем самым повысить помехоустойчивость устройства.

Формула изобретения

в которых последовательно установлены и скреплены между собой упругий элемент из электроизоляционного материала и защитный элемент из фольги, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в нем между чувствительным и упругим элементами установлены дополнительный упругий элемент и жесткая прокладка, скрепленные друг с другом а также с чувствительным и упругим элементами соответственно.

L/

Фиг. 2

iO

в

y-/

увеличено

/3

f

Фиг.д