Устройство для измерения давления

111427257 ОЛ ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М, Кл. 601111,00 Государствеииый камитетСовета Министрав СССРпе делам ивобретеиийи открытий(72) Авторы изобретения В. Н. Дроздович, А. Д, Кузнецов и В. И. Ющенко Ленинградский институт точной механики и оптики(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к области контрольно-измерительной аппаратуры и предназначено для измерения давлений в системах пневмо- и гидроавтоматики, в частности судовой автоматики, в приборах для измерения уровня жидкости в различных судовых резервуарах, в навигационных приборах для измерения скорости и осадками судна - лагах и осадкомерах. Известные устройства аналогичного назначения обладают недостаточной точностью - результаты измерений с их помощью зависят от ориентации прибора в пространстве.Предлагаемое устройство отличается тем, что герметичная камера разделена на две полости, заполненные нейтральной жидкостью, перегородкой, снабженной отверстием, в котором помещен цилиндрический стержень с нарезанной на нем винтовой поверхностью, являющийся ротором двигателя органа управления, причем измеряемое давление подведено к полостям герметичной камеры через упругие элементы (например, сильфон), с размещенным на одном из них индикатором перемещения, электрически связанным с блоком управления, выход которого электрически соединен с блоком индикации и обмоткой статора двигателя,На фиг. 1 изображена принципиальнаясхема первого варианта предлагаемого устройства; на фиг, 2 - принципиальная схема второго варианта; на рнг. 3 - элементы 5 винтовой поверхности (профиль винтовых канавок и развертка винтовых поверхностей).Устройство состоит из герметичного корпуса 1, разделенного внутри на две полости 2 и 8, заполненные какой-либо нейтральной 10 жидкостью (например, трансформаторныммаслом). Полости 2 и 8 соединены между собой отверстием со вставленным в него цилиндрическим стержнем 4, на котором нарезана винтовая поверхность 5,15 Для предотвращения осевых перемещениистержня служат упоры 6. Стержень является ротором электродвигателя 7. Упругие элементы 8 и 9 (например, сильфоны) предназначены для передачи внутрь полостей давлений, поступающих через входшяе штуцера 10 н 11, Перемещения одного из упругих элементов (например, 8) фиксируются нуль-индикатором 12, в качестве которого используется, например, индукционный следящий трансфор.- матор. Сигналы, снимаемые со следящего трансформатора, поступают в блок управления 13, где преобразуются и используются для управления работой электродвигателя 7, З 0 Блок индикации 14 предназначен для визур с( 1 ЬР=(о -- Е, 40 45 50 55 60 альцой индикации измеряемых давлений и их дистанционной передачи.На фиг, 2 представлен второй вариант предлагаемого устройства, которое отличается от первого только тем, что ца стержне 4 нарезана це одна винтовая поверхность, а две поверхности б и 15, соответственно правого и левого шага, для разгрузки упоров б от осевых нагрузок, например, при измерении больших давлений. Принцип действия устройства основан ца использовании насосного эффекта, возникающего в радиальном зазоре Л (см. фцг. 2 и 3) между винтовой поверхностью б, образуемой канавками, нарезанными ца стержне 4 и степками отверстия. Прц этом величина противодавлеция, возникающего при вращении стержня, связана с угловой скоростью этого вращения зависи- мостью где (в - угловая скорость вращения стерж 1ця - ротора двигателя -- ;секс 1 - диаметр цилицдрического стержня(ся);1 - активная длина стержпя, часть егодлины с царезаццыми ца цей канавками, входящая в отверстие с зазором Ь (слю);ЬР=Р - Ро - перепад давлений (кгlся);р - коэффициент динамической вязкости (кг . сек/сл);К - коэффициент пропорциональности,зависящий от- угла подъема винтовой линииканавок;и - числа заходов винтовых линийи соотношения Ь - зазора и Л - глубины канавок (см.фцг. 3)Устройство работает следующим образом, При равенстве давлений Р=РО, поступающих через входные штуцера 10 и 11, давления в полостях 2 и 3 будут также равны, При этом перетекация жидкости в радиальном за. зоре между стержнем 4 и стенками отверстия в корпусе 1 происходить це будет, цуль-ицдикатор 12 будет находиться в согласованном положении, а напряжение, поступающее с него в блок управления, будет равно нулю, При появлении разности давлений сильфоц 8 переместится (растяцется или сожмется) из своего начального положения, заставляя жидкость перетекать через радиальный зазор из полости 2 в полость 3 (или наоборот), Перемещение сильфоца 8 приводит к появлению на нуль-индикаторе 12 сигнала рассогласования, который поступает в блок управления 13, Блок управления преобразует этот сигнал в частоту или напряжение питания исполни 5 10 15 20 25 30 35 тельного двигателя 7. При этом стержень 4, играющий роль ротора двигателя 7, начнет вращаться с угловой скоростью, пропорццональцой частоте, питающего напряжения (в случае применения синхронного электродвигателя), или пропорциональной напряжению управления (в случае применения асинхронного двигателя или двигателя постояццого тока), создавая с помощью винтовых канавок, царезаццых ца его поверхности, противо- давление, величина которого определяется в соответствии с формулой (1). Под действием этого противодавлеция жидкость начнет перетекать в обратном направлении, возвращая упругие элементы 8 и 9 в исходное состояние и уменьшая сигнал рассогласования ца нуль-индикаторе 12. При равецстве измеряемого и компецсирующего давлений перетекацие жидкости прекратится и пуль-индикатор 12 вернется снова в согласованное положение. При этом частота или напряжение питания, характеризующее скорость вращения двигателя, и соответствецпо создаваемое стержнем компецсируюшее противодавлецие будут фиксироваться ца шкалах блока индикации 14.Действие устройства в варианте, предстаг. - ленном ца фиг. 2, будет аналогичным, за исключецием того, что в связи с противоположным направлением осевых усилий, создаваемых частями стержня с 1(ацавками правого и левого шага, суммарное осевое усилие, действующее ца стержень и прижимающее его к торцовым опорам, будет практически равно пулю, благодаря чему будут сняты вредные момецты трения ца упорах б. Предмет изобретения 1. Устройство для измерения давления, содержащее герметичную камеру с упругими элемецтамц, органы управления и индикации, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности и исключения влияния ориептации прибора в пространстве, в цем герметичная камера разделена па две полости, заполненные нейтральной жидкостью, перегородкой, сцабжеццой отверстием, в котором помещен цилиндрический стержень с нарезанной ца цем винтовой поверхностью, являющийся ротором двигателя органа управления, причем измеряемое давление подведено к полостям герметичной камеры через упругие элементы (цапример, сильфоц) с размещенным ца одном из цих индикатором перемещения, эле 1(- трически связанным с блоком управления, выход которого электрически соединен с блоком индикации,и обмоткой статора,двигателя.2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что ца цилиндрический стержень нанесены две винтовые поверхности с канавками левого и правого шага..г Составитель О, Полевдактор О. Филиппова Техред П. Рыбакова Корректор В. Гутма Заказ 1721/474ЦНИИП ПодписноССР и, Харьк. фил. пред. Патент Изд.806 осударственного по делам изо Москва, Ж.35, Тираж 760комитета Совета Министровретенпй и открытийаушска я наб., д. 4/5