Датчик усилий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ(22) 26.07.82 каи(46) 23.03.84, Бюл. У 11 (72) М.Ш. Гусейнов, К.Г. Казиев, С.Г. Салигов, Ю.А. Васютина, А.Э. Марданов и Э.М. Насиров (71) Научно-исследовательский и проектный:институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (53) 531.781(088.8) (56) 1. Карапетов К.А., Балакирев Ю.А Кроль В.С. Рациональная эксплуатация малодебитных скважин. М., "Недра", 1966.2. Авторское свидетельство СССР Ф 249698 кл, С 01 Ь 1/10, 2707.68 (прототип).б 3(51) С 01 1 1 10 , С 01 1. 1/04(54) (57) ДАТЧИК УСИЛИЙ, содержащийупругий элемент, соединенный с толтелем, и датчик деформации, о т лч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности путем уменьшениянелинейности и устранения перекосаупругого элемента, датчик усилийснабжен вторым упругим элементом,подпружиненным штоком, двумя силовоспринимающими плитами, связанными шарнирно с упругими элементами,а датчик деформации связан с подпружиненным штоком, кинематическисоединенным с толкателем, при этомвторой упругий элемент выполнен свозможностью самоустановки при перраспределении нагрузки.30 Указанные недостатки снижают точность и усложняют проведение на объекте установочно-съемных операций датчика. 40Целью изобретения является повьппе- ние точности путем уменьшения нелинейности н устранения перекоса упругого элемента. 45 Укаэанная цель достигается тем,что датчик усилий, содержащий упругий элемент, соединенный с толкателем, и датчик деформации, снабженвторым упругим элементом, подпружи 50ненным штоком, двумя силовоспринимающими плитами, связанными парнирнос упругими элементами, а датчик деформации связан с подпружиненным штоком, кинематически соединенным сМ 55толкателем, при этом второи упругииэлемент выполнен с воэможностью самоустановки при перераспределении нагру Изобретение относится к приборостроению, в частности, к области конструирования датчиков усилий.Известен контактный датчик усилий, где в качестве упругого элемента используются тарельчатые пружины, скрепленные между собой кольцом, эавальцованным на пружинах и установленным непосредственно на верхней траверсе контактной подвески Г 1310Однако этот датчик сигнализирует только максимальную настроенную величину усилий .на штоке.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дат чик усилий, содержащий упругий элемент, соединенный с толкателем, и датчик деформации 2 3.Однако в упругом элементе датчика сосредоточены как основные (являет ся первичным измерительнымэлементом), так и дополнительные функции датчика, те. он является одновременно и направляющей для штанги глубинного насоса, и корпусом собственного дат чика. В связи с этим упругий элемент получился неоднородным по усилию изза множества отверстий и пйзов в нем, в результате чего его характеристика стала нелинейной. Кроме этого, при установочно-съемных операциях датчика на объекте требуется раз- борка и сборка канатной подвески станка-качалки, что в промысловых условиях очень трудоемко. На фиг. 1 представлен датчик.,общий вид; на фиг. 2 - датчик, вид сверху, на фиг; 3 в . сечение А-А на фиг. 1 второго самоуправляющего Упругого элемента; на фиг. 4 -сечение А-А на фиг. 1 (первого упругого элемента); на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг. 1.Датчик состоит из упругого элемента в виде кольца 1, П-образной опорной плиты 2, толкателя 3, штока 4, держателя 5, плоского наконечника 6, пружины 7, колпака 8, левой ферритовой чашки 9, правой ферритовой чаш-. ки 10; трансформатора 11, корпуса 12, электромонтажной платы 13, конического наконечника 14, планки 15, винта 16, оси 17, втулки 18, сильфона 19, второй втулки 20, эксцентрика 21, второго винта 22, уплотнительного кольца 23 и прокладки 24.Частотный датчик усилий представляет собой два идентично изготовленных упругих кольца,1, расположенных между П-образными опорными плитами 2, и ЬС-генератор, у которого подвижные элементы вместе с толкателем 3 и штоком 4 собраны. внутри одного из упругих колец. Толкатель 3 закреп 1 ленный в держателе 5, своим сферическим концом образует кинематическую пару с плоским наконечником 6 штока 4 под действием усилия пружины 7. Шток 4, расположенный подвижно в отверстии колпака 8, другим концом жестко связан с левой ферритовой чашкой 9 .С-генератора. Правая ферритовая чашка 10 с установленным в ней трансформатором 11 жестко закреплена в правом держателе 5, который выполнен за одно целое с корпусом 12. В корпусе установлена электромонтажная схема 13 ЬС-.генератора. Жесткая связь держателей 5 и корпуса 12 с упругими кольцами 1 осуществляется с помощью парных точечных контактных зажимов, представляющих собой конические наконечники 14, вставленные в неглубокие лунки, выполненные на боковых поверхностях упругих колец и зажатые через план ки 15 с помощью винтов 16.Связь упругих колец 1 с опорными плитами 2 осуществляется с помощью одинарных зажимов, что позволяет устранить перекосы между установочными поверхностями опорных плит и траверс канатной подвески станка3 1081качалки. Держатель 5 правой частиупругого кольца, внутри которогоотсутствуют элементы ЬС-генератора,имеет ось 17, установленную в пазукорпуса 12, которая образует с нимшарнирную связь и делает это упругое кольцо самоустанавливающимся.относительно поверхностей прилегания опорных плит 2.,Поворот самоустанавливающегося 1 Оупругого кольца вместе с держателями5 и их элементами крепления ограничен в пределах допусков гарантированного зазора, предусмотренного междунаружной поверхностью упорнои втулки 1518 и отверстиями в П-образных плитахпод эти втулки, а также щелью междуторцовой поверхностью П-образныхплит и внутренней поверхностью планок 15. 20Герметичность элементов, расположенных внутри упругого кольца, обеспечивается с помощью гибкого сильфона 19, запаянного одним концом навтулке 20, запрессованной в держателе 5 и поддреживающей эксцентрик 21и винт 22, а другим концом - к колпаку 8, уплотнительного кольца 23 ипрокладки 24.Эксцентрик 21 служит для установ- З 0ки первоначального зазора между ферритовыми чашками генератора при настройке прибора в целом, положениекоторого затем контрится с помощьювинта 22.443 4Датчик работает следующим образом;Упругие кольца 1 под действием измеряемого усилия, воспринимаемого через П-образные плиты 2, деформируясь, раздвигаются на малые величины, и вместе с правой и.левой частями упругих колец перемещается в разные стороны токатель 3 и правая ферритовая чашка вместе с установленным в ней трансформатором 11, При этом шток под действием пружины 7 повторяет движение толкателя 3, в результате чего происходит изменение между ферритовыми чашками, которое пропорционально величине воспринимаемого усилия упругими кольцами Это усилие фиксируется электронной схемой 13 датчика в виде частотного выходкого сигнала.Выполнение конструкции датчика в виде двух упругих колец с П-образными опорными плитами позволяет вставлять или снимать датчик иа объекте, чуть раздвинув траверсы канатной подвески с помощью ее собственного приспособления, предусмотренного на ней, без разбора всей канатной подвески, а также применять упругий элемент в виде кольца без его существенной обработки, что повышает точность датчика путем уменьшения нелинейности, а применение самоустанвливающегося упругого элемента позволит равномерно распределять нагрузку двух упругих элементов.1081443 А. Северицюбняк оставител ехред Л.К рректор В. Бутя Кугрьпцева едакт Закан 153 о/34ВНИИ пис 4/ 1 3035 атилл ППП "Пз и нт", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ТИ Гостелам1 осква раж 823дарственного комитетазобретений и открытий Ж-Зз, Гаушская наГ.,