ИНДИКАТОР ПРЕДЕЛЬНЫХ ИНЕРЦИОННЫХ НАГРУЗОК Советский патент 1995 года по МПК G01P15/04 

Изобретение относится к устройствам регистрации и измерения величин инерционных нагрузок.

В индикаторе предельных нагрузок, содержащем корпус с упором, инерционное тело с опорной поверхностью, поджатое пружиной к упору и устройство регистрации предельных нагрузок, согласно изобретению опорная поверхность инерционного тела выполнена в форме кольцевого треугольного буртика, а в упоре корпуса по диаметру буртика выполнены кольцевая канавка и на ее уровне n радиальных отверстий. Устройство регистрации предельных нагрузок выполнено в виде вставляемых в отверстия упора стержней-защелок с поперечной канавкой, подпружиненных относительно корпуса и выступающих над поверхностью корпуса в исходном состоянии. В уплотненном состоянии стержни-защелки удерживаются кольцевым буртиком поджатого к опоре инерционного тела, который входит в канавку стержня-защелки при взведении ее из выступающего в уплотненное положение и освобождает ее при отрыве инерционного тела от поры. При этом радиус кольцевого буртика инерционного тела может быть выполнен равным расстоянию от опорной поверхности до центра тяжести инерционного тела, а на пути перемещения стержня-защелки в корпусе вмонтирован концевой выключатель с изолированным относительно корпуса проводом. Очевидно, что это позволяет без использования в устройстве электрических контактов, требующих постоянного питания и контроля, проводить визуальную регистрацию факта достижения предельного уровня инерционной нагрузки, подейство- вавшей на инерционное тело в области его чувствительности, в любое время после наступления этого события и после срабатывания приводит индикатор в исходное и рабочее состояние, что расширяет его эксплуатационные возможности по сравнению с известными техническими решениями.

Кроме того, выполнение радиуса кольцевого буртика равным расстоянию от центра тяжести инерционного тела до опорной поверхности позволяет обеспечить полусферическую диаграмму срабатывания индикатора, что также расширяет его эксплуатационные возможности.

Для получения сферической диаграммы срабатывания достаточно соединить два индикатора в один блок. При этом стержни-защелки целесообразно выполнить со сдвигом по угловой координате, что позволяет уменьшить дискретность диаграммы чувствительности в окружном направлении или сократить до минимума число стержней-защелок в блоке, оставив, например, их количество во всем блоке равным количеству в одном индикаторе.

В случае необходимости установки индикатора в недопустимом для визуального контроля месте, на пути перемещения стержней-защелок в опоре корпуса вмонтированы кольцевые выключатели, замыкающие или размыкающие цепь при перемещении стержней-защелок от действия предельной нагрузки. Факт срабатывания индикатора при этом регистрируется путем внешнего контроля сопротивления цепи, проходящей через выключатель.

На фиг. 1 приведена конструктивная схема индикатора с указанным направлением чувствительности к внешним нагрузкам; на фиг. 2 стержень-защелка с концевым выключателем во взведенном состоянии; на фиг. 3 стержень-защелка с концевым выключателем в сработанном состоянии; на фиг. 4 блок сопряженных индикаторов, позволяющий обеспечить сферическую диаграмму срабатывания.

Индикатор содержит корпус 1, инерционное тело 2, поджатое пружиной 3 к упору корпуса, имеющего кольцевую треугольную канавку. Основание инерционного тела имеет такой же конфигурации треугольный кольцевой буртик 4. Пружина 3 поджата к фланцу инерционного тела регулировочной гайкой 5, вворачиваемой по резьбе в корпус. В упоре корпуса выполнены n радиальных отверстий, в которые вставлены подпружиненные пружиной 6 стержни-защелки 7. В месте контакта кольцевого буртика 4 инерционного тела со стержнем-защелкой на ней имеется поперечная канавка для удержания буртика во взвешенном состоянии. Внешний торец стержня-защелки снабжен контрастной кнопкой 8. На пути перемещения стержня-защелки в опоре корпуса вмонтирован концевой выключатель 9 с изолированным относительно корпуса проводом 10. С корпусом соединен провод 11.

Под действием на инерционное тело 2 инерционной нагрузки предельного уровня, на величину которой предварительно подобрана жесткость пружины 3 и усилие поджатия ее регулировочной гайкой 5, оно смещается относительно первоначального положения. При этом кольцевой буртик 4 теряет контакт с кольцевой канавкой упора корпуса 1, а стержни-защелки 7 (все при действии осевой нагрузки на индикатор или часть при действии боковой) высвобождаются и перемещаются под действием пружин 6 вдоль радиальных отверстий упора. Факт срабатывания индикатора визуально фиксируется по выступающим относительно поверхности корпуса контрастным кнопкам, либо путем проверки сопротивления цепи, проходящей через выключатель при помощи проводов 10, 11. Во взведенном состоянии стержень-защелка контактирует с выключателем и обеспечивает целостность цепи, в сработанном же состоянии контакт стержня-защелки с выключателем в результате ее перемещения теряется и цепь разрывается. В сработанном состоянии индикатора сопротивление цепи ∞, а в несработанном 0.

Приведение индикатора в рабочее состояние осуществляется нажатием на контрастную кнопку до щелчка. При этом стержень-защелка переместится вдоль отверстия упора в исходное положение и зафиксируется поперечной канавкой за кольцевой буртик инерционного тела, контрольная цепь концевого выключателя замыкается и индикатор вновь готов к работе.

Конструктивные параметры инерционного тела могут быть подобраны специальным образом. Так, если радиус окружности кольцевого буртика (а) принят равным расстоянию от вершины буртика до центра тяжести инерционного тела (I_о) (см. фиг. 1), то, независимо от характеристики пружины, из условия статического равновесия, отрыв хотя бы в одной точке кольцевого буртика от опоры произойдет при одной и той же перегрузке как в осевом, так и боковом направлениях, т. е. диаграмма чувствительности индикатора будет полусферической.

Для получения всенаправленной, сферической диаграммы срабатывания необходимо использовать блок из двух смежных индикаторов с одинаковой настройкой (см. фиг. 4). При этом индикаторы будут дублировать друг друга в боковом направлении, что позволяет путем расположения защелок одного из индикаторов со сдвигом по углу относительно второго на половину угла между стержнями-защелками, удвоит число стержней-защелок в каждом из индикаторов при блочном их использовании.

Предложенный индикатор предполагается использовать в качестве средства контроля и регистрации факта достижения пороговых уровней механических воздействий, которым могут подвергаться особо чувствительные образцы техники, в частности при аварийных ситуациях, реализацию которых нельзя регламентировать по времени, т. е. в тех случаях, когда осуществлять постоянный электрический контроль не представляется возможным из-за непредсказуемости ситуации и времени ее наступления.

Использование: измерительная техника, приборы для измерения и регистрации инерционных нагрузок. Сущность изобретения: индикатор содержит корпус 1 с упором, инерционное тело 2, поджатое пружиной 3 к упору, и устройство регистрации предельных нагрузок. Опорная поверхность инерционного тела выполнена в форме кольцевого треугольного буртика, а в опоре корпуса по диаметру буртика выполнены кольцевая канавка и на ее уровне n радиальных, равномерно расположенных по окружности отверстий. Устройство регистрации предельных нагрузок выполнено в виде вставляемых в отверстия опоры стержней защелок с поперечной канавкой, подпружиненных пружиной относительно корпуса 1 и выступающих над поверхностью корпуса в исходном состоянии, в утопленном состоянии стержни защелки удерживаются кольцевым буртиком поджатого к опоре инерционного тела, который входит в канавку стержня защелки при возведении ее из выступающего в утопленное положение и освобождает ее при отрыве инерционного тела опоры. Для обеспечения полусферической диаграммы чувствительности радиус кольцевого буртика выполнен равным расстоянию от опорной поверхности до центра тяжести инерционного тела. Для получения сферической диаграммы чувствительности датчик выполнен в виде блока двух смежных индикаторов. Для обеспечения дистанционного контроля состояния индикатора на пути перемещения стержней - защелок в опоре корпуса вмонтированы концевые выключатели, замыкающие на корпус или размыкающие контрольную цепь при перемещении стержней защелок из исходного состояния в сработанное и обратно. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ИНДИКАТОР ПРЕДЕЛЬНЫХ ИНЕРЦИОННЫХ НАГРУЗОК, содержащий корпус с упором, инерционное тело с опорной поверхностью, поджатое пружиной к упору, и устройство регистрации предельных нагрузок, отличающийся тем, что опорная поверхность инерционного тела выполнена в форме кольцевого треугольного буртика, а в упоре корпуса по диаметру буртика выполнены кольцевая канавка и на ее уровне h радиальных, равномерно расположенных по окружности отверстий, причем устройство регистрации предельных нагрузок выполнено в виде вставляемых в отверстия упора стержней-защелок с поперечной канавкой, подпружиненных относительно корпуса и выступающих над поверхностью корпуса в исходном состоянии, а треугольный буртик инерционного тела вставлен в поперечную канавку стержней защелок. 2. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что радиус кольцевого буртика выполнен равным расстоянию от опорной поверхности до центра тяжести инерционного тела. 3. Индикатор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он выполнен в виде блока двух смежных индикаторов, при этом стержни-защелки на одном из них выполнены со сдвигом по угловой координате относительно стержней-защелок другого на половину угла между ними. 4. Индикатор по пп.1 3, отличающийся тем, что на пути перемещения стержней-защелок в упоре корпуса вмонтированы концевые выключатели.