Устройство для измерения пульсаций давления газа

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскимиСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 010780 (21) 2948564/18-10 151 М. Кл.з с присоединением заявки М 9 6 01 Ь 7/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийКуйбышевский ордена Трудового Красного Знамени"-"-" -.авиационный институт нм. акад. С.П.Королева(54) УСТРОВСТВО ДЛЯ ИЗ 14 ЕГЕНИЯ, ПУЛЬСАЦИИ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА10 Изобретение относится к измерени-, ям пульсирующих давлений и может найти применение для измерения пульса-. ций давления, например, в воздушно- газовом тракте ГТД прн исследовании газодинамической устойчивости компрессора, поля пульсаций давления в ка мере сгорания перед турбиной, а также в форсажной камере сгорания При измерении пульсацийдавления в условиях дестабилизирующих факторов (высоких и низких температур, больших виброперегрузок и, скоростей- обтекания) датчик пульсирующих давлений выносится из зоны действия этих факторов и подсоединяется к точке измерения при помощи подводящего канала. Одним из основных требований, предъявляемых к такому устройству (подводящий канал - датчик) является высокая динамическая точность, которая может быть обеспечена при равномерной передаче динамического давления со входа в-.канал к датчику 25 при различных уровнях среднего давления. Это требование выполняется при установке на выходном конце под-;. водящего трубопровода согласованной акустической нагрузки, обеспечиваю.- 30 щей режим бегущих волн в трубопрово"де.Известно устройство, содержащееприемный патрубок, переходник с датчиком давления и поглотитель колебаний, выполненный в виде. отрезкатрубопровода, заполненного пористымматериалом ЦОднако устройство имеет большие габариты и вес и не может быть использовано для измерения пульсаций давления при различных уровнях среднего давления.Известно устройство, содержащее датчик давления с присоединенным каналом, проточную камеру с дроссели" рующнм отверстием и пневматические сопротивления внутри нее 2 .Однако устройство может работать с достаточной точностью лишь в узких пределах изменения среднего давления, что связано с возникновением критических режимов теЧения газа и появлением существенных динамических искажений.Цель изобретения - повышение точности измерения.Укаэанная цель достигается тем, что устройство снабжено вакуумнрованным подпружиненным сильфоном, один924529 Устройство работает следующим образом.При изменении среднего давления,например, при его увеличении, вакуумированный сильфон 3 сжимается и перемещает вместе с обоймой 9 пористуювтулку 10. При этом увеличивается. длина дросселирОвания газа в пористой втулке пропорционально увеличению среднего давления. Это, в свою очередь, приводит к пропорциональномуувеличению сопротивления пористойвтулки (за счет увеличения длины дросселирования) и автоматическому выполнению равенства сопротивления пористой втулки волновому сопротивлению подводящего трубопровода.Предлагаемое устройство для измерения пульсаций давления газа обладает высокой динамической точностью при различных уровнях среднегодавления и надежностью, достигнутойэа счет устранения постоянного протока гаЗа через дросселируюц 1 ий элемент.Исключаются затраты на аварийно-восстановительные работы, связанные сзагрязнением устройства, повышается ресурс устройства. 65 торец которого жестко закреплен вкорпусе, а ко второму прикреплен торец цилиндрической обойди, внутри которой со стороны другого торца запрессован дросселирующий элемент, выполненный в виде пористой втулки, 5причем в обойме между пористой втулкой и сильфоном выполнены радиальныеотверстия, конец подводящего трубопро-.вода выполнен заглушенным, снабженрадиальными отверстиями и пропущен 10сквозь пористую втулку в полость обоймы.На чертеже изображена конструктивная схема устройства для измерения пульсаций давления газа.Устройство состоит иэ герметичного цилиндрического корпуса 1, внутрикоторого с одной стороны при помощизаглушки 2 закреплен вакуумированныйсильфон 3, а с другой стороны приОварен корпус датчика 4. Свободная полость внутри корпуса 1 составляетобъем расширительной камеры. Черезкорпус датчика 4 проходит вовнутрькорпуса 1 подводящий трубопровод 5,который заглушен на выходном концеи прикреплен сваркой к корпусу датчика 4,В корпусе датчика 4. установлендатчик 6 пульсаций давЛения, к которому подводится измеряемое давление ЗОиз подводяцего трубопровода 5 черезвысверленный канал 7. Внутри сильфона 3 установлена пружина 8, упираю"щаяся в торцы сильфона, а к свободному торцу сильфона прикреплена сваркой цилиндрическая обойма 9, внутрикоторой запрессована и заглушена снаружного торца дросселируюцая пористая втулка 10. В обойме 9 между пористой втулкой 10 и сильфоном 3 вынол Оиены радиальные отверстия 11. Пористая втулка 10 установлена на подвижной посадке на заглушенный конец подводяцего трубопровода 5, причем наодном из сечений трубопровода , охватываемои пористой втулкой 10, выполнены радиальные отверстия 12.Эффективная поперечная площадь ижесткость сильфона 3, жесткость пружины 0 и осевое положение пористойвтулки 10 относительно радиальныхотверстий 12 подводящего трубопровода 5 подобраны таким образом, чтообеспечивается равенство сопротивления пористой втулки 10 волновому сопротивлению подводящего трубопровода5. Соотношение указанных параметровэлементов устройства может быть получено, если рассмотреть уравнениеравновесия сил, действующих на наружный торец сильфона 60Р яэф =ьЬ (С,+С, ), (1)где Р - среднее давление;Бэф - эффективная поперечнаяплощадь сильфона;С - жесткость сильфона; С лэ. жесткость пружины;дЬ - деформация сильфона поддействием давления Р.Иэ.равенства (1) получаемР ЯэфС,+С,о(2)Сопротивление, пористой втулки 10 пропорционально ее длинеВ = К дЬ, (3)где К - сопротивление пористой втулки, приходящееся на единицуее длины. Подставляя в соотношение (3) вместо параметра дЬ его выражение (2), получаемячэИз этого равенства следует, что сопротивление пористой втулки 10 пропорционально среднему давлению Р. Приравнивая сопротивление пористой втулки В волновому сопротивлению 2 ь подводящего трубопровода 5, получаема Сс+СпР(4)Вг 1 В ВэфПосле сборки устройства производят его настройку при помоци резьбовой заглушки 2, которая после настройки контрится винтом 13. При этом пористую втулку 10 устанавливают относительно радиальных отверстий 12 подводящего трубопровода 5 с такой длиной дросселирования Ь, что при заданном давлении обеспечивается равенство сопротивления пористой втулки 10 волновому сопротивлению подводящего трубопровода 5.924529 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 2804/58 Тираж 883 Подпнсно илиал ППП фПатент", г.ужгород, ул.Проектна Устройство для измерения пульсаций давления газа, содержащее кор.- пус, в котором размещены датчик пульсаций давления, подключенный к подводящему трубопроводу, и дросселирующий элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено вакуумированным подпружиненным сильфоном, 10 :один торец которого жестко закреплен в корпусе, а к второму прикреплен торец цилиндрической обойьы, внутри которой со стороны другого торца запрессован дросселирующий 15 Рэлемент, выполненный в виде пористой втулки, причем в обойме между порис" той втулкой и сильфоном выполнены радиальные отверстия, конец подводящего трубопровода выполнен заглушенным, снабжен радиальными отверстиями и пропущен сквозь пористую втулку в полость обойж Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 475524, кл. 6 01 Ь 19/00, 06.06.73. 2Авторское свидетельство СССР 9 427252, кл. 0 .01 Ь 7/00, 0301.72