Предельный акселерометр (его варианты) Советский патент 1982 года по МПК G01P15/04 

(5) ПРЕДЕЛЬНЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР ГЕГО ВАРИАНТЫ)

I

Изобретение относится к устройствам виброзащиты, предназначенной для автоматического отключения технологического оборудования при недопустимых вибрациях, например, из-за поломок, вызывающих ударные нагрузки.

Известны надежные и нечувствительные к электрическим помехам предельные виброизмерительные приборы, реагирующие на ускорение, превышающее заданную величину.

Известный предельный акселерометр содержит корпус, упор, кнопку-переключатель, инерционную массу и силовое устройство, обеспечивающее инерцион- ,j ной массе устойчивые состояния, в одном из которых она прижата к угору, а в другом - воздействует на кнопкупереключатель ijНаиболее близким по технической JQ сущности и достигаемому результату к предлагаемому является предельный акселерометр, содержащий инерционную массу, соединенную с корпусом

с помощью стержней, упор,переключатель 2.

Недостаток известного предельного акселерометра состоит в том, что он чувствителен к ускорению в широком частотном диапазоне. Это приводит к тому,что при настройке его на низкий предел срабатывания, например, на ускорение сооружения, наблюдающееся при расчётной низкочастотной гармонической нагрузке от технологического оборудования, он оказывается слишком чувствительным к различным случайным толчкам и ударам.

Для обеспечения частотно-избирательной виброзащиты указанного предельного акселерометра, его устанавливают на фильтр, выполненный в виде подпружиненной массы, устанавливают на защищаемое сооружение. Собственную частоту и коэффициент затухания фильтра выбирают такими, чтобы акселерометр реагировал на заданную амплитуду ускорения сооружения при

частоте колебаний, равной частоте возмущающей силы, создаваемой технологическим оборудованием. Благодаря фильтрующему действию подпружиненной массы, случайные толчки и удары не вызывают ложного срабатывания виброзащиты. Недостатком известного устройства является ненадежность срабаты-гания виброзащиты от толчков и ударов при поломке машины, создающий динамическую нагрузку. Зто объясняется действием фильтра. Другим недостатком известного устройства является необходимость иметь дополнительно к вибровыключателю громоздкий мёханимеский фильтр, для которого не всегда можно найти свободное -место на защищаемом объекте. Кроме того, такой фильтр можно реализовать лишь для диапазона низких частот (например, от О до 10-20 Гц). На диапазон частот от 20-50 Гц и выше фильтр, размеры которого достаточны для размещения на нем вибровыключателя, реализовать черезвычайно трудно.

Цель изобретения - повышение надежности при аварийных нагрузках и исключение ложных срабатываний от случайных,толчков и ударов.

Поставленная цель достигается тем, что в предельный акселерометр, содержащий инерционную массу, соединенную с корпусом с помощью стержней, упор, переключатель, введены дополнительная масса и упругий элемент, связывающий инерционную и дополнительную массы с корпусом и помещенный между инерционной массой и упором.

В другом варианте для достижения поставленной цели в акселерометр введены дополнительная масса и упругий элемент, связывающий дополнительную массу с корпусом и помещенный между инерционной массой и упором. Второй вариант допускает сокращение габаритов устройства.

На фиг. 1 схематически представлен предельный акселерометр, первый вариант; на фиг. 2 - то же, второй вариант; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Внутри корпуса 1 с помощью шарнира 2 и стержня 3 подвешена инерционная масса k. Действующая на массу система сил, создаваемых упором 5 и пружйной 6, придает массе два устойчивых положения: в одном из них, называемом исходным, масса А притянута к упору; в другом положении.

называемом рабочим, масса k воздействует на кнопку-переключатель 7. Из первого положенияво второе масса 4 переходит скачкообразно под действием инерционной силы, вызываемой виброускорением того объекта, на который установлен предельный акселерометр. Порог срабатывания устройств регулируется усилием натяжения пружины 6. Возврат массы k в исходное положение производят кнопкой 8.

Новыми элементами в данном пределном акселерометре является дополнительная масса 9 и упругий элемент 10

В первом варианте выполнения предельного акселерометра дополнительна 9 связана упругим элементом 10 с инерционной массой k, во втором варианте упругий элемент 10 связывает дополнительную массу 4 с корпусом 1 и помещен между инерционной массой и упором 5.

На конце упругого элемента помещен постоянный магнит 11, а на корпусе 1 закреплены электрические катушки 12.

Элементы 9 и 10 образуют колебательную систему, собственная частота которой может регулироваться перемещением массы 9 вдоль упругого элемента 10.Упругий элемент 10 может быть неидеально упругим, что обеспечивает устойчивые резонансные колебания массы 9 при настройке колебательной системы, состоящей из элементов 9 и 10, на частоту вынужденных колебаний защищаемого объекта.

Существование резонансных колебаний массы 9 и наличие при этом соответствующей знакопеременной силы, передаваемой на инерционную массу 4 упругим элементом 10, снижает порог срабатывания предельного акселерометра на частоте вынужденных гармонических колебаний объекта. Это позволяет увеличить силу прижатия массы к упору 5 и тем самым сделать акселерометр нечувствительным к случайным толчкам и ударам. В то же время соответствующим выбором усилия прижатия массы k к упору 5 можно обеспечить надежное срабатывание акселерометра от достаточно сильных толчков и. ударов, сопровождающих поломку машины, создающей динамическую нагрузку на защищаемый объект. Последнее, как отмечалось, недостижимо в известном устройстве с резонансным фильтром. При колебаниях дополнительной массы 9, благодаря смещению магнита 11, в катушках 12 наводится ЭДС, которую можно использовать для измерения амплитуды колебаний контролируемого и защищаемого объекта.

Изобретение может быть использовано для обеспечения виброзащитой вентиляторных градирен,компрессоров и другого оборудования с низкими расчетными динамическими нагрузками.

Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого предельного акселерометра состоит в экономии за счет отказа от дополнительного резонансного фильт.ра и в повышении надежности срабатывания вйброзащиты при поломке оборудования а также в случае превышения расчетной величины нагрузок на конструкции при одновременном исключении ложных срабатываний от слабых толчков и ударов, не связанных с разладкой или .поломкой оборудования.

Формула изобретения

с корпусом с помощью стержней, упор, переключатель, отличающий с я тем, что, с целью повышения надежности при аварийных нагрузках и исключения ложных срабатываний от случайных толчков и ударов, в него введены дополнительная масса и упругий элемент, связывающий инерционую и дополнительную массы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ч

го

....J.,,,.L

V. J |1 / / d

пУп и

12