Пневмопереключающее устройство Советский патент 1980 года по МПК G01L19/00 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к пневмопереклпчапгиим устройствам для многоточечного измерения давления . Известны многопереклшчающие устройства для последовательного замер давлений, содержащие неподвижный диск с равномерно расположенными по его окружности отверстиями, соединенными дренажными трубками с точка отбора давления, корпус, вршчаккаийся диск, приводимый во вращение механизмом периодического действия, электромагнит и преобразователь дав ления р. . В таких устройствах количество коммутируемых точек ограничено диаметром дисков, а периодичность вращения и прижима подвижных дисков ог раничивает их быстродействие. Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому устройст ву пневмопереключатель имеет полый цилиндрический статор с винтовым па зом на его внутренней поверхности, котором свободно размещен опргиниваю 1.ЧИЙ электромагнитный клапан, соедин нытч спиральным трубопроводом через промежуточный электроклапан с измерителем давления. На статоре посредине паза по винтовой линии расположены отверстия,соединенные дренажными трубками с точками отбора давления. Опргииивакщий электромагнитныГ клапан установлен на роторе,который переодически перемещается вдоль оси статора при помощи электромагнитного привода ,- храпового механизма с ди ференциальным редукторомМ. В этом пневмопереключателе из-за периодического последовательного действия электромагнита привода и электромагнитных клапанов, большой длины спирального трубопровода, а также из-за больших масс, движущихся с Остановками при опросе каждой точки узлов, наблюдается малое быстродействие. Нсшичие четырех электромагнитов, храпового механизма, дифференциального редуктора не позволяетг выполнить устройство малых габаритов. Большое количество движу1г1ихся возвратно-поступательно детгшей уменьшает надежность и ресурс устройства, а отсутствие указателя номера опрсшиваемой точки по Фактическому положению onpaiuHBawiaeto злектромагнитного клапана сиижа :т достоварность результатов измерений. Измерительное устройство во время снятия показаний соединено с полость дренажной трубки, при наличии переменной составляющей в измеряемом давлении точность замера давления понижается. Цель изобретения - уменьшение габаритов устройства, повышение его на дежности, увеличение скорости; комму тиpye Iыx точек, повышение точности замеров давления при наличии перемен ной составляющей давления и уменьшение габаритов фотоэлектрического дат чика номера опршливаемойточки. Указанная цель достигается тем, что 3 устройстве содержащим цилиндрический статор с равномерно располо женным на его поверхности отверстиями, соединенными дренажными трубками с точками отбора давления, расположе ный в статоре ротор, корпус, в котором размещены редуктор и электромеханизм для вращения ротора, и тензометрические преобразователи, цилиндрический ротор выполнен притертым к статору и телескопически расположен в нем, отверстия на цилиндрическом статоре размещены в несколько последовательных кольцевых рядов, на рото ре выполнены по образующей пазы и ка Нсшы в виде кольцевых наружных прото 1ек по одному на каждый ряд отверстий на статоре, сообщающие полости дренажных трубок с измеряемым давлением с пневмопреобразователями, а в корпусе установлены щелевой и кодОНый колокола фотоэлектрического датчика синхроимпульсов и фотоэлектрического датчика номера опрашиваемой точки, . вращающиеся синхронно с ротором. При этом ро-тор снабжен электропри водом непрерывного действия, каждый последующий паз на роторе выполнен-с односторонним угловым сдвигом по отношению к предыдущему на угол f где.eL- угловой шаг отверстий на статоре, й- количество рядов отверстий на статоре. На щелевом колоколе фотоэлектриче кого датчика синхроимпульсов выполне ны по образующей щели по одному ряду на каждый ряд отверстий на статоре, каждая последующая щель на щелевом колоколе одного ряда выполнена с односторонним угловым сдвигом по отношению к щели предьщущего-ряда. Длина перемычки на статоре между соседнил и отверстиями одного ряда выполнена в два-четыре раза больше диаметра указанных отверстий, шири,на паза на роторе равна диаметру эти же отверстий, а щели колокола фотоэлектрического датчика синхроимпульсов расположены по отношению к пазам на роторе таким образом, что фотоэлементы датчика засвечиваются при положении паза ротора на перемычке между соседними отверстиями на статоре. На кодовом колоколе фотоэлектрического датчика номера опрашиваемой точки выполнены кодовые щели только для номера опрашиваемой точки по первому кольцево1у1у ряду отверстий на статоре. Конструктивная схема устройства приведена на чертеже. Пневмопереключатель состоит из цилиндрического статора 1, притертого к нему цилиндрического ротора 2, пневмопреобразователей 3, электррмеханизма 4, фотоэлектрического датчика 5 номера точки, фотоэлектрического датчика б синхроимпульсов, корпуса 7 и редуктора 8. На поверхности статора 1 равномерно расположены в несколько кольцевых рядов отверстия 9, герметично закрытые с внутренней стороны притертым цилиндрическим ротором 2, с наружной стороны соединенные дренажны- .. ми трубками 10 с точками отбора давления. На роторе 2 размещены по образующей пазы 11 и кольцевые каналы 12. Каждый паз 11 на роторе 2 соединен с ближайшим кольцевым каналом 12 и расположен против соответствующего ряда отверстий на статоре 1, кольцевые каналы 12 находятся против отверстий 13 на статоре 1, соединенных трубками 14 с пневмопреобразователями.3. Величина перемычек между соседними отверстиями 9 одного ряда на статоре 1. а.т .-(.at, .0) 60 Р где И - обороты ротора 2, об/мин, dp- наружный диаметр ротора 2,MMJ t - ширина паза 11 на роторе 2,мм , jr - продолжительность опроса измерительной аппаратурной пневмопреобразователя, мин. Ширина пазов 11 на роторе 2 равна диаметру отверстий 9 на статоре. Пазы 11 на роторе 2 сдвинуты относи тельно друг друга на угол т Ч-. где cji - угловой шаг отверстий 9 на статоре 1, а - количество рядов отверстий 9 на статоре 1. Корпус 7 соединен с одной стороны со статором 1, ас другой - с электромеханизмом 4. В корпусе 7 расположены редуктор 8, датчик 5 номера точки и датчик 6 синхроимпульсов. Ротор 2 связан через промежуточные шестерни 15,16 двухступенчатого цилиндрического редуктора 8 с электромеханизмом 4. Датчик 5 номера точки состоит из кодового колокола 18, осветителя 19 и фотоэлементов 20. Кодовый колокол ilS имеет на цилиндрической образующе маску двоично-десятичного кода с весами разрядов 8-4-2-1, количество строк и старшее число в маске соответствуют количеству отверстий 9 в одном кольцевом ряду отверстий на статоре. Датчик 6 синхроимпульсов состоит из щелевого колокола 17, осветителя 19 и фотоэлементов 20. На цилиндрической образующей щелевого колокола имеются несколько дорожек с располо-г женными определенным образом щелямйл Количество дорожек щелей равно количеству кольцевых рядов отверстий 9 н стйторе 1. Количество w щелей в одно дорожке определяется по формуле , .MOiZa где cL - известно из выражения (2), 2 - количество зубьев на шестерне 16; 1а- количество.зубьев на шестерн Щели соседних дорожек сдвинуты од на относительно другой на угол У dJ-Zt (Qt-D-Z., где ct и Q взяты из выражения (2), 2 и 2z из выражения (3) . Тензометрические пневмопреобразователи 3 (датчики давления} объедине ны в общий герметичный контейнер, внутренний воздушный объем которого через штуцер 21 соединен с опорным или статическим давлением в рабочей части аэродинамической трубы. Пневмопереключатель работает следукяцим образом. Измеряемое давление подается по дренажным трубкам 10 к нормально зак рытым отверстиям 9 на статоре 1. В исходном положении пазы 11 на роторе 2 находятся между первым и последним отверстиями 9 в каждом кольцевом ряду отверстий на статоре 1. Подается питание на электромеханизм 4, и он непрерывно вращает через редуктор 8 ротор 2, кодовый колокол 18 и щелевой колокол 17. При вращении ротора отверстия на статоре поочередно при помощи пазов 11 и кольцевых каналов 12 на роторе 2 и коротких соединительных трубок 14 подключается к пневмопреобразователям 3. Вначале давления в подключенной дренажной трубке 10 и мембранной коробке пневмопреобразователя 3 выравниваются, затем пневмопраобразователь отсоединяется от измеряемой точки при проходе паза 11 ротора 2 по перегычке между от верстиями 9, и проходит опрос пне мопреобразователя регистрирувдей аппаратурой по сигналу от датчика б синхроимпульсов, щелевой колокол которого вргичается синхронно с ротором 2. Так как пазы 11 на роторе 2 и щели на датчике синхроимпульсов сдвинуты относительно друг друга на определенный угол, то опрос пневмопреобразбвателей регистрирующей аппаратурой, подключае1 ах к различным рядам отверстий на статоре, происходит со сдвигом по времени. Перед опросом пневмопреобразователей регистрирующей аппаратурой опрашивается датчик 5 номера точки. После опроса последней измеряемой точки по сигналу от датчика номера изме яекюй точки электромехаиизм остаиавливается ротор в исходном положении для следующего цикла опроса. Формула изобретения 1.Пневмопереключающее устройство, содержащее цилиндрический статор с равномерно расположенными на его поверхности отверстиями, соединенными дренажными трубками с точками отбора давления, расположенный в статоре ротор, корпус, в котором размещены редуктор и электромеханизм для вращения ротора, и тензометрические пневмопреобразователи, о т л и чающе.еся тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства и повышения его надежности, цилиндрический ротор выполнен притертым к статору и телескопически расположен в ием, отверстия в статоре размещены в несколько последовательных кольцевых рядов, на роторе по образующей выполнены пазы и каналы в виде кольцевых наружных проточек по одному на каждый ряд отверстий на с таторе, сообщающие полости дренахсных трубок с измеряемым давлением с пневмопреоб.разователяли, а в корпусе установлены щелевой и кодовый колокола фотоэлектрического датчика синхроимпульсов и фотоэлектрического датчика номера опрашиваемой точки, вращаюгциеся синхронно с ротором. 2.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости опроса точек замера давления, ротор снабжен электроприводом непрерывного действия, каждый последующий паз на роторе выполнен с односторонним сдвигом по отношению к предыдущему на угол Р , определяемый по фор1- уле: „ dL . где « - угловой шаг отверстий на статоре, 01 - количество рядов OTBepcTHf на статоре.

3.Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что, щелевом

колоколе фотоэлектрического датчика синхроимпульсов выполнены по образующей щели по одному ряду на каждый ряд отверстий на статоре, каждая последующая щель на щелевом колоколе одного ряда выполнена с односторонним угловым сдвигом по отношению к щели предыдущего ряда.

4.Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности замера давления при наличии переменной составляющей давления, длина перемычки на статоре между соседними отверстиями одного ряда в два- четыре раза больше диаметра указанных отверстий, шири- 3 на паза на роторе равна диаметру эти же отверстий, а щели колокола фотоээлектрического датчика синхроимпульсов расположены по отношению к пазам на роторе таким образом, что фотоэлементы датчика синхроимпульсов засвечиваются при положении паза ротора на перемычке между соседними отверстиями на статоре.

5. Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов фотоэлектрического датчика номера опрашиваемой точки, на кодовом колоколе датчика выполнены кодовые щели только для номера опрашиваемой точки по первому кольцевому ряду отверстий на статоре

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 415526, кл. Q01 U 19/00, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 290138, кл. О01 L 19/00, 1971,

(прототип).