Датчик давления высокотемпературных сред

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОЦ 546802 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ополнительное к ав сви(5 л,2 О 011. 910 5618 лено 22,03.73 (21 оединением зая иГосударственный комитет 123) ПриоритОпубликовано авета Министров СССРпо делам изобретений и открытий 31,787.9088.8),02,77. Бюл етеньта опубликования описания 03.03.7(71) Заявитель 54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ВЫС 90 к для измерения дав ных сред, содержа Изооретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения давлений высокотемпературных газовых и жидких сред, например для расплавов полимеров.Известен датчик для измерения давления, например, газообразных сред, содержащий цилиндрический корпус, разделительную мембрану, передающий элемент и тензорезисгорный преобразователь перемещения, выполненный в виде охлаждаемого полого элемента с наклонными на его боковой поверхности тензосопротивлениями 11.Конструкция датчика усложняется за счет сложной ступенчатой конфигурации полого элемента, выполненного открытым с концов. Вследствие этого охлаждающая жидкость поступает в корпус датчика и обуславливает на мембране резкий температурный перепад. В свою очередь охлаждающая жидкость от мембраны нагревается и нагревает тензосопротивления. За счет температурных погрешностей снижается точность показаний, Выполнение мембраны плоской и охлаждаемой изнутри не обеспечивает герметичности датчика и не дает возможности использования последнего для замера давлений жидких сред, склонных к налипанию.Известен также датчиления высокотемператур 5 10 15 ЗО ов, Р, Р. Шамрий и А. ф, Стукаче КОТЕМПЕРАТУРНЫХ СР щий цилиндрический корпус, разделительную мембрану в виде стакана, передающий элемент и тензорезисторный преобразователь перемещения 2.Выполнение разделительной мембраны в виде стакана обеспечивает герметичность конструкции и возможность работать в жидких средах, Передающий элемент выполнен в виде штока, опирающегося на разделительную мембрану. Это обеспечивает прямую передачу тепла от мембраны к тензорезисторному преобразователю, что приводит к температурным погрешностям при измерениях.Целью изобретения является повышение точности измерений за счет снижения температурных погрешностей.Это достигается тем, что в предлагаемом датчике передающий элемент, выполненныи в виде стержня со сферическими концами, размещен в центральном отверстии толстостенной втулки, установленной соосно с цилиндрическим корпусом и закрепленной в нем по наружному диаметру, а разделительная мембрана закреплена в цилиндрической расточке, выполненной в незакрепленном конце втулки.Для упрощения конструкции упругий элемент тензорезисторного преобразователя перемещения выполнен в виде полого цилиндра с патрубками для ввода и вывода охлаждаю щей жидкости, расположенными в его верхисй и иижцсй частях в диаметрально противоиоло 5 киых точках.На фиг, 1 изображен общий вид иредлагзс- ОО дат 1 и 5 ка, 1 э;5 з 1 сз; из 15 иг. 2 - то я(е, ссчсцие ио Л - Л. 5Датчцк для измерения давления высокотс. пературных сред содержит цилицдрическиц корпус 1 с установленным внутри него тепзорезисторным преобразователем, которыи нкпо 5 ает упругий элемент, выполненный в виде полого цилиндра 2 с верхней и никнс 5 крышками 3 и 4, имеющими в центре углубле. ция 5 и 6, и снабженный диаметрально расположсн 55 ыми сВС 1)ху и сниз) изтрбкзъ 5 и 7 и 8 для ввода и вывода охлаждающей жидкости. 15 На наружной боковой поверхност: цилиндра 2 вдоль и поперек оси наклеены тснзосопротнвленця 9, включенные в мостовую схему и связанные через тензоусцлцтель с регистрирующим прибором, отградуцрованным в едици цах давления (на чертеже ие показаны).В иц 5 кней части корпуса 1 соосно с цим ззкрец,е 55 З по своех 55 пар 5 кно:55 у диаметру толстостенная втулка 10, снабженная на противоположном конце цилиндрической расточ кой с резьбой, в которой закреплена разделительная мембрана 11 в виде стакана с рсзьбовыми стенкамц. В центральном отверстии втулки 10 разме щен стержень 12 со сферическими концами, один из которых упирается в мембрану 11, з другой входит в углубление 6 цикней кры 5 ики 4. В верхней части корпуса 1 установлена крышка 13 с центральным резьбовым отвср- з 5 стцем, в котором размещен винт 14, фиксируемый контргайкой 15 и снабженный на конце шариком 16, входящим в углубление 5 верхней крышки 3.Датчик устанавливают в месте замерз 40 давления, например, в гнезде литьевой формы, в цилцндре литьевой машины для экструдера, так, чтобы разделительная мембрана 11 соприкасалась с измеряемой средой, например расплавом полимера. 45Датчик работает следующим образом.Первоначально в системе создают осевоц натяг путем вращения винта 14 в крышке 13 корпуса 1 до упора шарика 16 в углублении 5 верхней крышки 3 цилиндра 2, нижняя крыш кз 4 котороО упирае 5 с 5 в стержень 12, з последний - в мембрану 11.Фиксация от проворота осуществляг",ся контргайкой 15, Мембрана 11 воспринимает давление потока среды и передает его -срез 55 стержень 12 полому цилиндру 2, упругая деформация которого изменяет величину тецзосопротивлений 9 ц вызывает разбаланс моста.Образующийся сигнал поступает через усилитель ца регистрирующий прибор, по которому 60 определяют давление среды.При этом измеряемое давление передается от мембраны 11 через стержень 12 цилиндру 2 в точках касания с его сферическими концами, 65 Стабильность тс герат, рпого режима рзОоты тсизорсз;Стопцого п 1)соб 1)ззОВзтсл 5 перемещения поддерживают путем ис 5 рс 15 ывио 5 подачи охлаждаящей 5 кидкос 5 и, изиримср, воды, через иатрубок 7 в полост, 505 лицдрз 2 и в 5 яводз жидкости через патрубок 8.Тепло, воспринимаемое от измеряемой высокотемпературной среды разделительной мембраной 11, поглощается и рассеивается толстостсииОЙ втулкОЙ 10, которз 5 ф 55 кс 5 рмст также положение стержня 12.Установка между мембраной 11 и корпусо1 толстостенной втулки 1 О и применение внутрепего охлаждения упругого элемента тсцзорезисторцого преобразователя перемещения снижает температурные погрешности, возникающие от нагрева и тем самым обеспечивает повышение точности измерений.Соосное расположение корпуса 1 и втулки 1 О с размещенным в ее центральном отверсти 5 стержнем 12 со сферическими концамц обеспечивает передачу давления упругому элементу строго вдоль оси, что также спосооствует повышению точности измерений и одновременно устраняет действие изгибающих моментов иа упругий элемент, Выполнение последнего в виде полого цилиндра простой конфигурации позволяет упростить конструкцию.Предлагаемый датчик для измерения давления высокотемпературных сред обеспечивает проведение непрерывного и точного контроля производственных процессов, например, переработки полимерных материалов в изделия методом литья под давлением и экструзии, в которых расплав полимера подвергается действию переменных давлений и температур. Формула изобрстеиия1. Датчик давления высокотемпературных сред, содержащий цилиндрический корпус, разделительную мембрану в виде стакана, переда 5 ощий элемент и тензорезисторный преобразователь перемещения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения температурных погрешностей, в нем передающий элемент вы- полнеиныЙ В Виде стержня со сферическими концами, размегцен в центральном отверстии толстостенной втулки, установленной соосцо с цилиндрическим корпусом и закрепленной в цсм ио нар жиому диаметру, а разделительная мембрана закреплена в цилиндрической расточке, выполненной в незакрепленном копие втулки.2, Датчик по п, 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в нем упругий элемент тензорезисторного преобразователя перемещения выполнен в виде полого цилиндра с иатрубками ввода и вывода ох- лзжда 50 щеЙ жидкости, 1 эзсио.5 оженны.с 55 В его верхней и нижней частях в диаметрально противоположных точках,Источники информации, принятые во виимзиис ири экспертизе:546802 6 фиг. 7 Уиг. 2 Составитель Л, Никиточкина Тскред А. Галакова Редактор И. Шубина Корректор Н. Аук Заказ 244 4 Изд.205 Тираж 1054 Ц 11 ИИ 11 И Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и спкргятпй3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 5