Гидроэлектрический датчик Советский патент 1982 года по МПК B21B38/00 

(S) ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

I

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для измерения линейных размеров проката непосредственно в технологическом потоке на станах холодной и горячей прокатки.

Известно устройство для индикации металла, в котором, струя электропроводной жидкости направляется на контролируемый прокат и является одним из плеч измерительного моста. Устройство содержит подводящую трубу с насадкой, изоляционные патрубки, источник питания и усилитель 1 .

Недостатком такого устройства является зависимость геометрических параметров струи, направляемой на контролируемый прокат, от колебаний гидравлического напора рабочей жидкости в подводящей магистрали. При этом изменяется лиСс поперечное сечение струи, либо траектория ее полета, или одновременно и траек

тория полета и поперечное сечение ,в зависимости от пространственной ориентации струи датчика. Зависи-. мость геометрических параметров струи от колебаний гидравлического напора рабочей жидкости в магистрали влияет на точность и стабильность измерений, поскольку геомет- о рические параметры свободной струи определяют, в конечном счете, оми10ческое сопротивление одного из плеч измерительного моста.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является гидроэлектриtsческий датчик,- содержащий подводящий трубопровод, электроизоляционные патрубки, электропроводные штуцеры и насадку, направляющую струю воды на поверхность контролируемого из20делия, камеру со щитком, расположенным перпендикулярно направлению струи воды, и отверстием в верхней части камеры, установленной между подводящим трубопроводом и насадкой и соединенной с одной стороны с электроизоляционным патрубкрм, -а с другой стороны - с подводящим .трубопроводом, источник питания, усилитель, измерительный прибор.Это датчикпозволяет получить качествен ную струю с большой длиной рабочей зоны при использовании для питания датчика магистральных подводящих трубопроводов с любой турбулентностью 2 . Однако и в этом случае изменяетс траектория полета и Поперечное сече ние струи в зависимости от колеба,ний гидравлического напора рабочей, жидкости в магистрали, что снижает, точность и стабильность измерений. Этот неблагоприятный фактор особенн проквляется в случае использования в качесьтве электропроводной жидкост воды из цеховой магистрали, обслужи вающей большое количество потребите лей. Цель изобретения - повышение точ ности и стабильности измерений. Указанная цель достигаемся тем, J4TC гидроэлектрический датчик состоит из подводящего трубопровода, электроизоляционных патрубков,электропроводных штуцеров и насадки, направляющей струю воды на поверхность контролируемого изделия,кам.еры со щитком, расположенным пер.пендикулярно к направлению струи воды, и отверстием части, установленной между подводящим трубопроводом и насадкой и соединенной с одно стороны с олектроизоляционным патрубком, а с другой стороны - с подводящим трубопроводом, источника пи тания, усилителя и измерительного прибора, причем одна из стенок камеры выполнена в виде эластичной ме браны, соединенной с наружной сторо ны камерыупругим элементом с прижимным винтом, к ней прикреплен што с шайбой, установленной в подводяще патрубке. На.чертеже представлена схема предлагаемого гидроэлектрического датчика.( .Датчик состоит ип подводящего патрубка 1, соединенного одним концом с водопрочодмпй магистралью, с камерой 2. В верхней части камеры иместся огиерти 3 для отво да газовых пкмк). R каме-оё уста новлеи щиток 4, имеющий форму диска , оторый крепится к камеры в ескольких периферийных топках.Одна стенка камеры 2 выполнена в виде эластичной мембраны 5 подпираемой наружной стороны камеры упругим элементом 6, например пружиной,устаовленной между мембраной 5 и регулиовочным винтом 7, К мембране прикрепен шток 8, на конце которого установлена шайба 9, помещенная в патрубок 1 непосредственно вблизи проодногр отверстия, выполненного в стенке камеры 2 для впуска воды из магистрали. В состав датчика вхо-. дят электроизоляционные патрубки 10, соединенные между собой электропроводными штуцерами 11. Выходной штуцер 11 соединен с насадкой 12, направляющей струю 13 воды на поверхность измеряемого проката И. Датчик работает следующим образом. Поток воды из магистрального трубопровода черезпатрубок 1 поступает к шайбе 9, обтекает ее равномерно со всех сторон, и через проходное отверстие, выполненное в стенке камеры 2, заполняет ее полость. При полном заполнении камеры под действием избыточного давления в ней незначительная часть воды выливается через отверстие 3 расположенное в верхней части камеры. Поступающие в камеру с водяным потоком газовые пузырьки всплывают и удаляются через отверстие 3. Под действием избыточного давления, возникающего в камере 2, эластичная мамбрана 5 прогибается, преодолевая подпирающее действие пружины 6. Прогибающая мембрана перемещает шток В, на конце которого установлена шайба 9, изменяющая сечение проходного отверстия, выполненного в стенке камеры для впуска воды из магистрали, создавая эсе возрастающее гидравлическое сопротивление на входе.Возрастающее гидравлическое сопротивл ние способствует снижению гидростатического давления в камере 2. В результате наступает равновесие с одной стороны от подпирающего действия пружины 6, а с другой стороны - от мем.браны 5, воспринимающей гидростатическое давление в камере 2. Установка равновесия осуществляется автоматически посредгтпгАл Q 5 Если под действием каких-либо причин гидростатическое давление воды в цеховой магистрали повысилос то шайба 9 автоматически Лрикрывает проходное отверстие, выполненное в стенке камеры для впуска воды, или, если гидростатическое давление воды понизилось, то шайбй 9 автоматически приоткрывает Проходное отверстие, создавая стабилиэацию гидростатического давления в камере 2. Стабилизированный по давлению, успокоенный и свободный от газовых включений поток воды,, огибает щиток k, поступает по электропроводным штуцерам II и электроизоляционным патрубкам 10, через насадку 12 выливается свободной струей 13 на поверхность измеряемого проката 1, перемещаемого по рольгангу 15- Регу лировочным винтом 7 устанавливается необходимое гидростатическое давление в камере 2, при котором обеспечивается формирование качественной струи 13 .с постоянным по длине попе речным сечением и требуемой траекто рией полета. Участки струй воды, находящиеся в электроизоляционных патрубках 10, и свободная струя 13 представляют собой электрические со противления, включенные в схему мос та, питаемого источником 16 переменного тока. Электрический сигнал информации о контролируемом размере проката снимается с измерительной диагонали моста, к которой подключе усилитель 17 и регистрирующий Прибор 18. Шкала прибора проградуирова на в линейных единицах поперечного размера. К магистрали, питающей датчик электропроводной жидкостью (водой), не предъявляется каких-либо жестких требований по стабильности гидростатического давления. } Гидроэлектрический датчик обеспечивает автоматичес фе поддержание гидростатического давления в камере порядка 0,5 кг/см при колебаниях давления воды в питающей магистрали от 1 до 5 кг/см, обеспечивая стабилизацию геометрических параметров струи, направляемой .на контролируемый прокат, и за счет этого повыше-. ние точности и стабильности измерений. Формула изобретения Гидроэлектрический датчик, содержащий подводящий трубопровод, электроизоляционные патрубки, электропроводные штуцеры и насадку, направляющую струю воды на поверхность контролируемого изделия, камеру со щитком, расположенным перпендикулярно к направлению струи воды, и отверстием в верхней части, установленной между подводящим трубопроводом и насадкой и соединенной с. одной стороны с электроизоляционным патрубком, а с другой стороны - t подводящим трубопроводом - источник питания, усилитель и измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и Стабильности измерений, одна из стенок камеры выполнена в виде эластичной мембраны, соединенной с наружной стороны камеры упругим элементом с прижимным винтом, к ней прикреплен шток с шайбой, установленной в подводящем патрубке. Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР № 395137, кл. В 21 В 37/00, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР 700222, кл. В 21 В 37/00, 1979